DE807312C

DE807312C - Electric oven for treating glass and similar materials

Info

Publication number: DE807312C
Application number: DE1949P0041668
Authority: DE
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1947-05-21
Filing date: 1949-05-04
Publication date: 1951-06-28

Description

Elektrischer Ofen zur Behandlung von Glas und ähnlichen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf Ofen, in welchen Stoffe, wie insbesondere Glas, mittels hindurchgeleiteten elektrischen Stroms erhitzt werden, der durch Graphitelektroden eingeführt wird, die durch die Wände der Wanne hindurchgehen und in das Stoffbad eintauchen.Electric furnace for treating glass and similar materials Invention relates to furnace in which substances, such as in particular glass, by means of The electric current passed through it is heated by the graphite electrodes which pass through the walls of the tub and into the fabric bath immerse.

Bei derartigen Ofen haben die verschiedenen Punkte der Elektrodenoberfläche verschiedene Temperaturen, einerseits bedingt durch die Temperatur des Bads, in welchem der vordere Teil der Elektrode eingetaucht ist, und anderseits durch die Temperatur der Umgebung, in der sich der hintere Teil der Elektrode, der mit dem Stromanschluß versehen ist, befindet. Nun ist es bekannt, daß Graphit in Gegenwart von Sauerstoff von einer Temperatur von 6oo° C ab verbrennt. Je nach der Temperatur des Bades können daher Teile der Elektrode sich außerhalb des Bades befinden, wo der Graphit der Gefahr des Verbrennens ausgesetzt ist, wenn nicht besondere Vorkehrungen zum Schutze dieser Teile gegen Berührung mit der Luft getroffen werden.In such a furnace, the various points on the electrode surface different temperatures, on the one hand due to the temperature of the bath, in which the front part of the electrode is immersed, and on the other hand through the Temperature of the environment in which the rear part of the electrode, which is connected to the Power connection is provided. Now it is known that graphite is present in the presence burns off oxygen from a temperature of 600 ° C. Depending on the temperature of the bath, parts of the electrode can therefore be located outside the bath where the graphite is at risk of being burned unless special precautions are taken to protect these parts against contact with air.

Anderseits ist es wünschenswert, daß die Elektrode leicht in Richtung ihrer Achse verstellt werden kann, um eine Regelung der auf das Bad übertragenen elektrischen Leistung, einen Ausgleich der Abnutzung der Elektrode sowie einen Phasenausgleich zu ermöglichen und abgenutzte oder beschädigte Elektroden leicht auswechseln zu können.On the other hand, it is desirable that the electrode be slightly facing its axis can be adjusted to regulate the amount transmitted to the bathroom electrical power, compensation for electrode wear and phase compensation to enable and easily replace worn or damaged electrodes can.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen und Anordnungen, durch die der Schutz der Elektrode gegen Verbrennung gewährleistet und gleichzeitig ihre Verstellung in Achsrichtung möglich ist.The present invention relates to measures and arrangements through which the protection the electrode is guaranteed against burns and at the same time their adjustment in the axial direction is possible.

Erfindungsgemäß wird der gegen Verbrennung zu schützende Teil der Elektrode eng von einem Körper aus einem Stoff umschlossen, der annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Graphit hat und auf Graphit einen kleinen Reibungskoeffizienten besitzt.According to the invention, the part to be protected against combustion is the Electrode tightly enclosed by a body made of a substance that is approximately the same Has expansion coefficient like graphite and a small coefficient of friction on graphite owns.

Dieser Körper kann aus Kohlenstoff und insbesondere aus Graphit bestehen. Er kann auch selbst, beispielsweise auf einem Teil seiner Länge, von einer Hülse umgeben sein, die ihn gegen Berührung mit der Luft schützt. Außerdem kann der Körper bzw. die ihn umgebende Hülse gekühlt «-erden.This body can consist of carbon and in particular of graphite. It can also itself, for example over part of its length, from a sleeve be surrounded, which protects it against contact with the air. In addition, the body can or the sleeve surrounding it cooled «-erden.

Der erfindungsgemäße Körper, der nach einer Ausführung die Form einer Büchse haben kann, läßt sich mit einem sehr kleinen Spiel auf die Elektrode aufbringen. weil er aus einem Stoff besteht, für den die gleichen oder im wesentlichen die gleichen Temperaturausdehnungsgesetze gelten. Dieser Körper sperrt also die Elektrode dauernd mit Sicherheit gegen die Berührung mit der Luft ab und schließt damit die Gefahr einer Verbrennung aus. Zufolge der VN'ahl des für den Körper benutzten Stoffs besteht auch keine Gefahr, daß der Körper sich auf der Elektrode festsetzt, weil der Stoff, besonders wenn es sich um Graphit handelt, selbst im warmen Zustand einen sehr geringen Reibungskoeffizienten beim Gleiten auf der Elektrode besitzt.The body according to the invention, which, according to one embodiment, has the shape of a Can have can, can be applied to the electrode with very little play. because it consists of a substance for which the same or essentially the same Temperature expansion laws apply. This body therefore permanently blocks the electrode with security against contact with the air and thus closes the danger a burn. According to the number of substances used for the body there is also no risk of the body getting stuck on the electrode, because the substance especially if it is graphite, even when it is warm, a very small amount Has a coefficient of friction when sliding on the electrode.

Da die den Körper bildende Büchse die Elektrode umgibt, besteht auch für sie selber die Gefahr der Verbrennung, jedoch ist hier ein Schutz viel leichter zu erreichen, weil die Büchse feststehend angeordnet ist. So kann die Büchse zum Zwecke des Schutzes gegen Luftberührung auf bestimmten Abschnitten bzw. auf einer bestimmten Länge mit einer Hülse umkleidet werden, falls zu befürchten ist, daß ihre Temperatur die Mindesttemperatur erreicht oder überschreitet, oberhalb welcher die Verbrennung des Kohlenstoffs oder des Graphits beginnt. Diese Hülse kann aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen. Zur Bildung der Hülse kann man ein Blech aus dem in Frage kommenden Metall oder der Metallegierung benutzen, das beispiels"veise durch Aufklemmen oder durch Rufschrumpfung einer der Büchse angepaßten Hülse angebracht wird. Es kann aber auch beispielsweise durch Elektrolyse, durch Aufspritzen oder in anderer Weise ein entsprechender Schutzüberzug auf der Büchse angebracht werden. Für die Bildung der liiilse können auch andere Stoffe in Frage kommen, die genügend luftundurchlässig sind und zu denen beispielsweise Silicate mit hohem Schmelzpunkt gehören.Since the sleeve forming the body surrounds the electrode, there is also there is a risk of burns for them, but protection is much easier here to achieve because the sleeve is fixed. So the can for Purpose of protection against air contact on certain sections or on one a certain length covered with a sleeve, if it is to be feared that their temperature reaches or exceeds the minimum temperature, above which the carbon or graphite begins to burn. This sleeve can be made from consist of a metal or a metal alloy. To form the sleeve you can use a sheet of the metal or metal alloy in question that for example, by clamping or shrinking one of the bushes Sleeve is attached. But it can also, for example, by electrolysis Spray on or in some other way an appropriate protective coating on the can be attached. For the formation of the lilse other substances can also be used come that are sufficiently impermeable to air and to which, for example, silicates with a high melting point.

Für die Büchse kann auch eine Kühlung irgendeiner bekannten Art vorgesehen werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß es in der Praxis zweckmäßig ist, die Kühlung durch einen Strom eines gasförmigen Mittels vorzunehmen. Der Hauptvorteil dieser Art der Kühlung besteht darin, daß sie es gestattet, innerhalb weiter Grenzen die in der Zeiteinheit abgeführten Wärmemengen zu ändern, indem man einfach die Zuflußmenge des verwendeten Gasstroms ändert. Diese Regelung ist bis zu sehr kleinen Werten möglich, so daß man es in der Hand hat, nur entsprechend kleine Wärmemengen abzuführen. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die Kühlung der Büchse so zu regeln, daß das in die Nähe der Büchse kommende Glas auf einer genügend hohen Temperatur bleibt, um nicht zu erstarren und die Beweglichkeit der Elektrode zu beeinträchtigen.Cooling of any known type can also be provided for the sleeve will. However, it has been found that in practice it is appropriate to use the cooling by a stream of a gaseous agent. The main advantage of this The type of cooling is that it allows, within wide limits, the Change the amount of heat dissipated in the unit of time by simply changing the inflow amount of the gas flow used changes. This scheme is up to very small values possible, so that you have it in your hand to dissipate only correspondingly small amounts of heat. This makes it possible to regulate the cooling of the sleeve so that the glass that comes near the can remains at a sufficiently high temperature, so as not to freeze and impair the mobility of the electrode.

Nachstehend sind einige beispielsweise Ausführungsformen von Anordnungen gemäß der Erfindung mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, in der die Abb. i und 2 je einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine Elektrodenanordnung bei einem Glasschmelzofen darstellen.Below are some example embodiments of arrangements described according to the invention with reference to the accompanying drawing, in which the Figs. I and 2 each show a schematic vertical section through an electrode arrangement represent at a glass melting furnace.

In den Abbildungen bezeichnet i die Ofenwand, 2 das im Ofen befindliche Glasbad und 3 eine Graphitelektrode, die durch die Wand i hindurch in das Glasbad eintaucht.In the figures, i denotes the furnace wall, 2 the one in the furnace Glass bath and 3 a graphite electrode that goes through the wall i into the glass bath immersed.

Gemäß Abb. i ist die Elektrode entsprechend der Erfindung von einer Büchse 4 aus Kohlenstoff oder Graphit umgeben. Die Büchse sitzt an einer Scheibe 5, die aus Isolierstoff besteht bzw. in geeigneter Weise elektrisch isoliert ist. -Mit Hilfe der Scheibe 5 läßt sich die Büchse 4 in der Ofenwand verstellen, um ihre Eindringtiefe mit Bezug auf diese Wand zu ändern. Die Büchse 4 ist auf einem Teil ihrer Länge von einer Metallhülse 6 bekleidet. Diese Hülse ist von einem Gehäuse 7 umgeben, welches von Isolierringen 8 und 9 auf der Hülse 6 gehalten ist. Das Gehäuse besitzt 2 Öffnungen io und i i, von denen die Öffnung io an ein Gebläse angeschlossen ist. Das in das Gehäuse eingeführte gasförmige Mittel entweicht durch die Öffnung i i in die Atmosphäre, nachdem es durch seine Berührung die Metallhülse 6 und damit die Büchse ,4 gekühlt hat.According to Fig. I, the electrode according to the invention is of one Bush 4 surrounded by carbon or graphite. The rifle sits on a disk 5, which consists of insulating material or is electrically insulated in a suitable manner. -With the help of the disc 5, the sleeve 4 in the furnace wall can be adjusted to their To change the depth of penetration with respect to this wall. The sleeve 4 is on one part their length covered by a metal sleeve 6. This sleeve is of a housing 7, which is held on the sleeve 6 by insulating rings 8 and 9. The case has 2 openings io and i i, of which the opening io is connected to a fan is. The gaseous agent introduced into the housing escapes through the opening i i into the atmosphere after it touches the metal sleeve 6 and thus the can, 4 has cooled.

Zum Kühlen der Büchse und der Hülse könnten auch andere Mittel verwendet werden, indem man beispielsweise Rippen vorsieht, durch die die Kühlfläche vergrößert wird.Other means could be used to cool the sleeve and sleeve by providing ribs, for example, through which the cooling surface is enlarged will.

In Abb. i ist die Büchse 4 mit Bezug auf die Innenseite der Wanne etwas zurückliegend dargestellt. Die Büchse kann mehr oder weniger tief in die Wand eingeführt werden, und zwar wird die Eindringtiefe so gewählt, daß das Bad, welches sich hei der Berührung der Wand abkühlt, an der die Büchse aufweisenden Stelle noch genügend flüssig ist, um ein leichtes Verschieben der Elektrode zu gestatten.In Fig. I the sleeve 4 is with respect to the inside of the tub shown somewhat behind. The socket can be more or less deep in the wall are introduced, namely the depth of penetration is chosen so that the bath, which cools when the wall is touched, at the point where the bushing is still present is sufficiently fluid to allow easy movement of the electrode.

Bei Abnutzung oder Beschädigung der Büchse kann diese leicht ersetzt werden, indem man um die Elektrode eine neue Büchse einführt und so weit vorschiebt, bis sie die Stellung der ersteren eingenommen hat. Bei diesem Aufschieben stößt die neue Büchse die beschädigte Büchse zurück; gegebenenfalls kann man dann die Elektrode etwas zurückziehen, so daß die beschädigte Büchse in das Bad fällt, aus dem man sie gegebenenfalls herausholen kann.If the bushing is worn or damaged, it can easily be replaced by inserting a new sleeve around the electrode and pushing it forward so far until it has taken the position of the former. At this postponement comes across the new rifle return the damaged rifle; if necessary, you can then use the Pull the electrode back a little so that the damaged can falls into the bath where you can get them out if necessary.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist die Büchse 4 in Form eines Wannenblocks aus Kohlenstoff oder Graphit ausgeführt, der also einen Teil des Ofens bildet. Hierbei ist der äußere Teil der Elektrode 3 von einem Kasten 7 umgeben, der außer Berührung mit der Elektrode gehalten bzw. gegen diese elektrisch isoliert ist. In diesen Kasten wird durch die Öffnung io von einem Gebläse her ein Gasstrom eingeführt, der durch geeignet verteilte Düsen aus dem Kasten austritt. Die austretenden Gasströme blasen direkt gegen die Außenfläche des Wannenblocks, der die Büchse bildet.In the version according to Fig. 2, the bushing is 4 in In the form of a tub block made of carbon or graphite, so the one Forms part of the furnace. Here, the outer part of the electrode 3 is a box 7, which is kept out of contact with the electrode or electrically against it is isolated. In this box is a fan through the opening io Introduced gas flow, which exits through appropriately distributed nozzles from the box. The escaping gas flows blow directly against the outer surface of the tub block, that forms the sleeve.

Bei den dargestellten Ausführungen sind die Ofenwände, durch die die Elektroden hindurchgehen, senkrecht. Natürlich kann die erfindungsgemäße Anordnung auch bei Ofenwänden getroffen werden, die waagerecht oder irgendwie geneigt liegen. Ebenso ist die Erfindung nicht nur bei Ofen zum Schmelzen von Glas, sondern auch bei solchen zur Behandlung von anderen Stoffen anwendbar, wenn diese Stoffe auf Temperaturen gebracht werden, bei denen für die Elektroden, soweit sie sich außerhalb des Bades befinden, die Gefahr eines Verbrennens besteht.In the embodiments shown, the furnace walls through which the Electrodes pass through, vertically. Of course, the arrangement according to the invention can also be hit with furnace walls that are horizontal or inclined in some way. Likewise, the invention applies not only to furnaces for melting glass, but also applicable to those for the treatment of other substances if these substances are on Temperatures are brought at those for the electrodes, as far as they are outside there is a risk of burns.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Furnace for the treatment of glass and similar substances, in which the material mass is heated by means of electrical current passed through, which is fed from the graphite electrodes penetrating the furnace walls and immersing in the material mass, characterized in that the electrode in the part to be protected against combustion is closely connected to a Body is enclosed from a material that has approximately the same coefficient of expansion as graphite and in relation to the latter has a small coefficient of friction.

2. Oven according to claim i, characterized in that that the electrode protection body consists of carbon or graphite.

3. Oven after Claims 1 and 2, characterized in that the protective body is in the form of a sleeve .Has.

4. Oven according to claim i to 3, characterized in that; that the rifle with a casing made of a metal, a metal alloy or another is sufficient airtight fabric, e.g. B. high melting point silicates is provided.

5. Oven according to claim i to 4, characterized in that for the sleeve or their Cladding is provided with cooling, preferably by means of a gas stream.

6. Oven according to claims i to 5, characterized in that for cooling by a gaseous Means a box surrounding the box is used, which has an access and one Outlet opening for the gas is provided.

Oven according to claim 6, characterized in that that the gas outlet opening is formed by a number of blow nozzles. B.

oven according to claim i to 7, characterized in that the sleeve is partly inside the furnace wall, partly outside the furnace, and its penetration depth is variable is.

9. Oven according to claim i to 7, characterized in that the electrode protection body consists of a part of the furnace wall forming tub block which has an opening for the implementation of the electrode.