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Als Form dienende Metallumhüllung für selbstbackende kontinuierliche
Elektroden Ein bekanntes Verfahren zur Aufhängung von kontinuierlichen, mit Metallmantel
versehenen Elektroden in Aluminiumöfen besteht darin, daß. Elektroden länglichen
Querschnitts mittels horizontal angeordneter Reihen von Kontakten aufgehängt werden,
die von der Außenseite in die Elektrode eingeführt sind (vgl. norwegische Patentschrift
55 434). Die Kontakte werden von längs verlaufenden Eisenbalken getragen, die mit
Querverbindungen zusammengehalten sind, so daß um .die Elektrode ein Rahmen gebildet
wird. Die Tragbalken sind etwas länger als die Elektrode selbst und die Querverbindungen
etwas länger als die kurzen Seiten der Elektrode. Die Enden der Tragbalken und die
Enden der Querverbindungen greifen an den Ecken übereinander, wodurch zwischen den
horizontalen Tragbalken genügend Platz zum Einführen der Kontakte geschaffen wird.
Gewöhnlich werden Balken verwendet, die aus (-Eisen Nr. io gemacht sind. Auch die
Querverbindungen sind to cm hoch, so daß zwischen zwei Tragbalken ein freier Zwischenraum
von io cm Höhe entsteht. In dieser Weise ist also 5o00 der Elektrodenfläche von
Tragbalken gedeckt, während die übrigen 5o°/0 ungeschützt liegen. Die Aufhängung
erfolgt bei den bekannten Elektroden mittels der untersten Tragbalken. Sobald ein
Tragbalken bis an ,die Kruste gelangt ist, die das Bad im Ofen bedeckt, muß er von
der Elektrode entfernt werden. Dadurch werden nicht nur die io cm ,der Elektrodenfläche,
die innerhalb des Balkens liegen, sondern auch der oberhalb sich anschließende io
cm hohe Zwischenraum offengelegt: Da der Elektrodenmantel gewöhnlich aus Aluminium
besteht, das bei 66o° C schmilzt, wird die Elektrode deshalb an der Badoberfläche
der Luftoxydation ziemlich weitgehend ausgesetzt. Das kann unter ungünstigen Umständen,
z. B. wenn der Ofen aus irgendeinem Grunde etwas wärmer als gewöhnlich arbeitet,
zu einer gefährlichen Korrosion der Elektrode führen. Die Auszehrung kann unter
gewissen Umständen so weit fortschreiten, daß auch der Teil .der Elektrode, der
sich unter dem oberhalb liegenden Tragbalken befindet, fortgefressen wird. Ofengase
werden dann an der Innenseite des Balkens emporsteigen und durch den oberhalb liegenden
freien Zwischenraum entweichen. Derartige Zustände sind für den Betrieb der Elektrode
sehr gefährlich und können sogar dazu führen, daß die ganze Elektrode wegen -der
Anfressung zerschlagen werden muß.
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Es wurde gefunden, daß die genannten
Schwierigkeiten
sehr wirksam durch Anwendung von Tragbalken vermieden werden können, welche die
ganze Oberfläche der Elektrode von der Badoberfläche ab aufwärts bedecken. Die Balken
müssen dann unmittelbar nebeneinanderliegen. Die Eisenkontakte müssen durch besondere
Löcher im dadurch geschaffenen Behälter eingeführt werden, wie im folgenden beschrieben
werden wird. Die Löcher kann man im Balken und vorzugsweise in der Nähe ihrer unteren
Flansche oder zwischen den Balken anordnen, so daß eine Hälfte des Loches in der
Oberkante der unteren Balken und die andere Hälfte in der Unterkante des darüberliegenden
Balkens ausgeschnitten wird. Durch eine derartige Anordnung gelingt es, die Kontakte
von den Balken unabhängig zu machen.
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Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine als Form dienende Metallumhüllung
für selbstbackende kontinuierliche Elektroden, die insbesondere in Aluminiumöfen
verwendet «-erden sollen. Erfindungsgemäß ist die Umhüllung aus einer Anzahl dicht
übereinanderliegender lösbarer und zweckmäßig unmittelbar zur Aufhängung der Elektrode
verwendbarer Profilrahmenstücke zusammengesetzt, die einzeln vor Erreichung der
Schmelzbadoberfläche abgenommen und wiederholt zum Aufbau der Form benutzt werden.
Die Erfindunhat eine Reihe von Vorteilen im Ofenbetrieb'-'zur Folge. Die Elektrodenoberflache
wird ohne Abänderung der Aufhängungsart wirksam geschützt, und man erhält einen
aus auswechselbaren Rahmen gebauten Behälter, in den die Elel:trodenni<tsse ohne
weiteres eingefüllt werden kann. Es wurde durch Versuche gefunden, daß man sogar
den Aluminiummantel der Elektrode weglasson kann.
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Man sollte erwarten, daß dann die rohe Elektrodenniasse, die in unmittelbarer
Berührung mit den Profilrahmen gebacken wird, verkokt werden und an diesen anhaften
würde, so daß dadurch das Entfernen der Profilrahmen von der Elektrode verhindert
oder erschwert würde. Es -zeigte sich jedoch, claß dies nicht der Fall ist. Wenn
man Profilrahmen finit genügend sauberer Kontaktfläche gegen die Elektrode verwendet,
so läßt sich der Profilrahmen beim Entfernen ohne Schwierigkeit von der gebackenen
Elektrode Lisen, ohne Teile davon mitzureißen. Man kann jedoch in gewünschtem Maße
den Profilrahmen auf der Innenseite mit einer Schicht von Graphit, z. E. einer Mischung
vors Graphit und Öl, Tonerde und Teer o. dgl., versehen, um dadurch das Entfernen
der Profilrahmen noch mehr zu erleichtern. Falls es erwünscht ist, kann man natürlich
auch einen dünnen Aluininhuntnantel verwenden, 7.I33. in Form von Aluminiumfolien.
Wenn die Folie aufgerollt ist, wird die Rolle ganz einfach zu der Elektrodenplattforin
so angebracht, daß die Folie von der Rolle in dem Maße selbsttätig abgezogen wird,
wie die 1lektrode in den Ofen absinkt.
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Das hat ferner den Vorteil, daß man zwischen der Elektrode und Plattform
leicht eine gute Dichtung herstellen kann, was besonders in geschlossenen Öfen große
Vorteile hat. Hierdurch erreicht man weiterhin den Vorteil, daß die Löcher für die
Kontakte von der Folie abgedeckt werden, so daß keine Elektrodenniasse durch diese
herausfließen kann. Es zeigt sich jedoch, daß nur an der oberen Kante der Elektrodenmasse
Gefahr besteht, daß die Masse durch die Kontaktlöcher ausfließt. Sobald die hasse
in der Elektrode etwas trocknet, wird sie ausreichend schwer beweglich und fließt
aus den Kontaktlöchern nicht mehr heraus. An der oberen Kante der Elektrodenmasse
ist es aber gewöhnlich notwendig, die Löcher abzudecken, entweder durch Einführung
der Kontakte in die Eisenform, bevor die Masse bis zu den betreffenden Löchern aufgefüllt
wird,. oder in anderer Weise.
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Es wurde gefunden, daß die Löcher mit Vorteil mittels einer dünnen
Eisenplatte abgedeckt werden können, die an der oberen Kante des Gerüstes befestigt
wird, das über (lern Ofen den Elektrodenmantel umgibt. Die untere Kante der Platten
liegt dann an der Innenseite des Elektrodenbehälters zwischen diesem und der Elektrodenmasse.
Beim Senken der Elektrode muß dann die Platte zum Behälter und zur Masse gleiten.
Wie man aus der beiliegenden Skizze ersieht, hat diese Ausführung bei geschlossenen
Ofen besondere Vorteile. Durch sie ist es möglich gemacht, eine ausgezeichnete Dichtung
zwischen Elektrode und Plattform zu erhalten. Das Absaugen des Gases kann vorteilhaft
innerhalb des Mantels verlegt werden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Höhe
der Elektrode stark herabgesetzt wird, da der Elektrodenniantel wegfallen kann.
Aus praktischen Gründen muß nämlich der Mantel normal aus Stücken von mindestens
i m Länge aufgebaut werden. Bei der Zusammenfügung muß der obere '1'(i1 des alten
Mantels über die Eisenrahmen oder ( in geschlossenen Ofen) über die Ofenhaube hinausragen.
Beim Verfahren nach der Erfndung erreicht man also eine lierabsetztin" cler wirksamen
Höhe der Elektrode von Tiber i in. Die Gesamthöhe der Elektroden wird deshalb gewöhnlich
nur etwa i bis i,zo in. Die Folge hiervon ist, daß man die Aufhängungsvorrichtung
unmittelbar mit einer Welle oberhalb der Elektrode verbinden kann.
Eine
Ausführungsform nach der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt.
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Fig. i und z zeigen Schnitte nach senkrecht aufeiuanderstehenden Ebenen.
Elektrödenmasse i wird in einen feststehenden Eisenmantel 2 eingefüllt, z. B. ein
paar Blöcke, entsprechend dem täglichen Verbrauch an Elektrode. Der feststehende
Eisenmantel a hängt in einem Sandverschluß 3, der an einer Plattform 4 so befestigt
ist, daß man für den Mantel eine gewisse Regulierungsmöglichkeit erreicht. Profilrahmen
5 werden außerhalb des Mantels 2 montiert und mit der Elektrode zusammen allmählich
in dem Maße gesenkt, wie die Elektrode am unteren Ende verbraucht wird.
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Die Stromzufuhr ist in Fig.z näher gezeigt und geschieht in bekannter
Weise mittels eines Rahmens 6 und Schienen 7 sowie Kontakte B. Diese sind nur angedeutet
und werden in die Elektrodenmasse durch Löcher in den Rahmen 5 eingeführt. Der genannte
Rahmen 6 besorgt die Stromzufuhr zur Elektrode und dient gleichzeitig zum Aufhängen
der Elektrode. Das Aufhängen findet sonst in bekannter Weise statt (vgl: norwegische
Patentschrift 55 434). Der Rahmen 6 kann mittels zweier Spindeln 9 gehoben und gesenkt
werden, die mit einer Zentralwelle io verbunden sind. Die Welle läßt sich mittels
einer Kette i i und eines Kettenrades i2 bedienen.
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In Fig. i ist auch angedeutet, wie der Ofen geschlossen und das Gas
abgesaugt werden kann. 22 sind Löcher im Eisenmantel. Das Gas strömt durch diese
in einen Gaskanal 13 an .der Innenseite des Eisenmantels. Von dort aus wird das
Gas durch ein Sammelrohr 14 weggeleitet, das über der Elektrode angebracht ist.
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Nach der Zeichnung wird der elektrische Strom den Kontakten mittels
Kabel o. dgl. zugeführt, die mit dem äußeren Ende der Kontakte verbunden sind. Man
kann jedoch auch die Kabel mit dem Efektrodenbehälter verbinden und die Löcher für
die Kontakte so anordnen, daß der Strbm vom Behälter an die Kontakte übergeht. Die
Kontakte müssen dann in das Loch eingepaßt, z. B. eingeschliffen werden, so daß
man eine ausreichende elektrische Verbindung erhält.
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Die Erfindung kann natürlich auch auf Elektroden anderer Form als
der im Querschnitt rechteckigen angewandt werden, z. B. auf runde oder längliche
Elektroden.
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Die Verbindung zwischen den einzelnen Profilrahmen muß so ausgeführt
werden, daß sie leicht gelöst werden kann. Nach der Erfindung lassen sich ohne Schwierigkeit
Elektroden herstellen, deren lange Querschnittsachse 3,5 bis 4,5 m beträgt. Diese
Abmessung kann zweifellos noch weiter vergrößert werden. Man kann so Einzelelektroden
für 40 bis 6o ooo Amp. und wahrscheinlich für eine noch viel größere Belastung herstellen.
Auf diese Weise ist die Möglichkeit geschaffen, leicht einfache Ofen von bedeutend
größerer Kapazität als bisher zu bauen.