DE808475C

DE808475C - Electrical conductor, especially used as an electrode, preferably for heating baths with molten content

Info

Publication number: DE808475C
Application number: DEP42697A
Authority: DE
Inventors: Edouard Virgile Borel
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1947-05-22
Filing date: 1949-05-14
Publication date: 1951-07-16

Description

Elektrischer, insbesondere als Elektrode dienender Leiter, vorzugsweise für die Beheizung von Bädern mit schmelzflüssigem Inhalt Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Leiter, die in Berührung mit schmelzflüssigen Massen stehen, wie z. B. Glas-, Schlacken-, Metall-, Salzbäder usw. Vor allem sollen gemäß der Erfindung die elektrischen Leiter als Elektroden dienen, die den elektrischen Strom derartigen stromleitenden Bädern zuführen.Electrical conductor, in particular serving as an electrode, preferably for the heating of baths with molten contents The present invention refers to electrical conductors that are in contact with molten masses stand, such as B. glass, slag, metal, salt baths, etc. Above all, should according to the invention, the electrical conductors serve as electrodes that the electrical Feed electricity to such electrically conductive baths.

Gemäß der Erfindung besteht der eine Elektrode bildende elektrische Leiter aus einem Kern aus feuerfestem keramischem Material oder aus feuerfestem Zement und einem den Kern umgebenden Metallmantel, wobei der Kern dem Leiter die gegen Verformung bei hohen Temperaturen nötige Festigkeit verleiht und der Mantel die Stromführung übernimmt.According to the invention, the forming one electrode is electrical Conductors made of a core of refractory ceramic material or of refractory Cement and a metal jacket surrounding the core, wherein the core is the conductor the against deformation at high temperatures gives the necessary strength and the jacket takes over the current management.

Der Kern muß ohne Erweichung die Temperaturen aushalten können, denen die Elektrode im Betrieb unterworfen ist. Bei Glasbädern besteht das Material des Kerns vorteilhafterweise aus feuerfestem Zement und Siliciumkarbid; man kann auch Kieselerde, Schamotte, Korund usw. verwenden.The core must be able to withstand the temperatures without softening the electrode is subject to operation. In the case of glass baths, the material consists of Core advantageously made of refractory cement and silicon carbide; One can also Use silica, chamotte, corundum, etc.

Das Metall bzw. die Metallegierung, welche den Mantel bildet, muß bei hoher Temperatur hitzebeständig sein und insbesondere einen hohen Schmelzpunkt besitzen. Es darf auch durch das Material des Kerns nicht angreifbar sein bzw., wenn es von ihm angegriffen wird, zur Bildung von Verbindungen führen, die gut hitzebeständig sind und einen hohen Schmelzpunkt haben, so daß sie an Ort und Stelle verbleiben und die Haftung des Metalls oder der Metallegierung auf dem Kern noch unterstützen, jedenfalls aber nicht beeinträchtigen. Der Mantel muß ebenfalls gegen chemischen Angriff durch das Stoffbad widerstandsfähig oder durch dieses zumindest nur wenig angreifbar sein, wobei die durch den Angriff etwa entstehenden Produkte das Bad nicht beeinträchtigen dürfen. Bei der hohen elektrischen Leitfähigkeit der Metalle kann der Metallmantel von geringer Stärke sein. So kann eine Graphitelektrode von 120 mm Durchmesser durch eine erfindungsgemäße Elektrode ersetzt werden, die mit einem Metallmantel von gleichem Außendurchmesser und einer Stärke von 6 mm bekleidet ist. Hierdurch ist es möglich, für den Mantel einen verhältnismäßig teuren Werkstoff zunehmen. Zur Verwendung bei Schmelzbädern aus Glas oder ähnlichen Stoffen sind in der Praxis gute Ergebnisse mit reinem, beispielsweise auf elektrolytischem Wege erzeugten Eisen erzielt worden. Für den gleichen Zweck können auch Platin, Nickel, Molybdän oder deren Legierungen, wie beispielsweise Molybdän-Nickel-Legierungen, verwendet werden.The metal or metal alloy that forms the jacket must be heat resistant at high temperature and especially a high melting point own. It must also not be vulnerable to attack by the material of the core or, if attacked by it, it will lead to the formation of compounds that are good heat-resistant and have a high melting point so that they stay in place and still support the adhesion of the metal or metal alloy to the core, at least not affect it. The coat must also be resistant to chemicals Resistant to attack by the fabric bath, or at least only slightly by this be vulnerable, whereby the products that may result from the attack are the bath not be allowed to affect. With the high electrical conductivity of metals the metal jacket can be of low thickness. A graphite electrode of 120 mm diameter can be replaced by an electrode according to the invention, which with clad in a metal jacket of the same outer diameter and a thickness of 6 mm is. This makes it possible to use a relatively expensive material for the jacket gain weight. For use with melt pools made of glass or similar materials in practice good results with pure, for example by electrolytic means produced iron has been achieved. For the same purpose, platinum, nickel, Molybdenum or its alloys, such as molybdenum-nickel alloys, be used.

Der aus Metall oder Metallegierung bestehende Mantel kann beispielsweise die Form eines Rohrs haben. Dieses im allgemeinen zylindrische Rohr kann von kreisförmigem, ovalem oder einem sonstigen geeigneten Querschnitt sein. Das Metall oder die Metalllegierung zur Bildung des Mantels kann auch Profil-oder Plattenform haben. Der Mantel kann auch aus einem Niederschlag bestehen, der auf dem Kern entweder auf elektrolytischem Wege oder in irgendeiner anderen Weise gebildet werden kann. Dabei ist es für die Stromführung nicht notwendig, da.ß der Niederschlag unbedingt durchgehend gebildet ist. Das Metall oder die Metallegierung kann gegebenenfalls auch nur auf einem Teil des Kerns, z. B. auf seinem oberen Teil vorgesehen werden. In diesem Fall wird der Kern aus einem Material hergestellt, welches von dem Badinhalt möglichst wenig angegriffen wird.The sheath made of metal or metal alloy can, for example have the shape of a tube. This generally cylindrical tube can be of circular, oval or some other suitable cross-section. The metal or metal alloy to form the shell can also have a profile or plate shape. The coat can also consist of a precipitate that is either electrolytic on the core Paths or in any other way can be formed. It is for them Current conduction is not necessary because the precipitate is necessarily formed continuously is. The metal or the metal alloy can optionally also only be on one part of the core, e.g. B. be provided on its upper part. In this case the Core made of a material that is attacked as little as possible by the contents of the bath will.

Wenn der Mantel die Form eines Rohrs hat, kann die den Kern bildende Masse in teigigem Zustand oder in Form von kleinen Stücken in das Innere des Rohrs eingeführt werden,, wobei dann das Rohr als Form für die Masse dient, die durch Abbinden oder Brennen in den festen oder zusammenhängenden Zustand übergeführt wird. Die den Kern bildende Masse kann auch in Form eines festen Stabs in das Rohr eingeführt werden.If the jacket is in the form of a tube, then the one that forms the core Mass in a doughy state or in the form of small pieces into the inside of the tube be introduced, the tube then serving as a mold for the mass that passes through Setting or burning is converted into the solid or cohesive state. The mass forming the core can also be introduced into the tube in the form of a solid rod will.

Hat das für den Mantel benutzte Metall bzw. die dafür benutzte Metallegierung Profil- oder Plattenform, so kann man diese Profile oder Platten derart miteinander vereinigen, daß sie ein Rohr bilden, welches entweder, wie vorher angegeben, gefüllt oder in irgendeiner geeigneten Weise auf dem Kern befestigt wird.Has the metal or metal alloy used for the jacket Profile or plate shape, these profiles or plates can be combined in this way unite that they form a tube which either, as previously stated, is filled or attached to the core in any suitable manner.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Elektrode besitzt im heißen Zustand genügend Festigkeit, um in eine schmelzflüssige Masse eingesetzt werden zu können, ohne daß es notwendig ist, sie im Innern des Ofens abzustützen oder zu kühlen. Praktisch kann sie daher genau wie eine Graphitelektrode benutzt werden. Insbesondere kann sie waagerecht, senkrecht oder auch in einer gewünschten Neigung in die Seitenwände des Ofens, in die Sohle oder irgendeinen anderen Teil des Ofens eingesetzt werden. Dabei kann sie von großer Länge sein. Falls das den Mantel der Elektrode bildende Metall gegen den Angriff des Badinhalts genügend widerstandsfähig ist, hat die Elektrode eine praktisch unbegrenzte Haltbarkeit. Die Metallwandung läßt auch die Stromanschlüsse sehr leicht anbringen.The electrode designed according to the invention is in the hot state sufficient strength to be able to be inserted into a molten mass, without the need to support or cool them inside the oven. Practically it can therefore be used just like a graphite electrode. In particular, can it horizontally, vertically or at a desired incline in the side walls of the oven, in the sole or any other part of the oven. It can be of great length. If that forms the jacket of the electrode If metal is sufficiently resistant to attack by the contents of the bath, the electrode has a practically unlimited shelf life. The metal wall also leaves the power connections very easy to attach.

In der Zeichnung zeigen die Fig. i und 2 senkrechte Schnitte von zwei Ausführungsbeispielen in Form von in einem Glasschmelzofen angebrachten Elektroden gemäß der Erfindung.In the drawing, Figures i and 2 show vertical sections of two Embodiments in the form of electrodes attached in a glass melting furnace according to the invention.

Die Elektrode i besteht aus einem Kern 2 aus einem hochhitzebeständigen keramischen Material oder aus feuerfestem Zement und einem Metallmantel 3. An der Außenseite des Ofens sind in üblicher Weise Bügel 4 vorgesehen, durch welche die Elektrode mit der Stromquelle verbunden werden kann. In den dargestellten Beispielen ist die Elektrode waagerecht im oberen Teil der Wanne angeordnet. 5 ist eine der senkrechten Wände des Ofens, 6 das Ofengewölbe und 7 das in der Wanne enthaltene Glasbad. Bei der Elektrode nach Fig. i ist der Kern 2 massiv. Fig. 2 veranschaulicht eine Elektrode, bei der der Kern als teigige Masse eingeführt und im Mantel gebrannt wird. Der Kern besitzt einen axialen Hohlraum b, der an dem außenliegenden Ende der Elektrode in die Atmosphäre mündet und sich bis kurz vor dem im Ofeninnern liegenden Ende der Elektrode erstreckt. Dieser Hohlraum hat vor allen Dingen den Zweck, das Trocknen und Brennen der den Kern bildenden Masse zu erleichtern. Der Hohlraum kann offen gelassen oder auch durch eine geeignete Füllung geschlossen werden.The electrode i consists of a core 2 made of a highly heat-resistant one ceramic material or refractory cement and a metal jacket 3. At the Outside of the furnace bracket 4 are provided in the usual way, through which the Electrode can be connected to the power source. In the examples shown the electrode is arranged horizontally in the upper part of the tub. 5 is one of the vertical walls of the furnace, 6 the furnace vault and 7 that contained in the tub Glass bath. In the case of the electrode according to FIG. I, the core 2 is solid. Fig. 2 illustrates an electrode in which the core is inserted as a doughy mass and burnt in the jacket will. The core has an axial cavity b, which is at the outer end the electrode empties into the atmosphere and is just before the one inside the furnace End of the electrode extends. The main purpose of this cavity is that To facilitate drying and firing of the mass forming the core. The cavity can left open or closed by a suitable filling.

Vorstehend ist die Erfindun- für die Ausbildung von Elektroden beschrieben, die dazu bestimmt sind, elektrischen Strom in ein Schmelzbad, wie beispielsweise . ein Glasbad, Salzbad, Schlackenbad, Mineralbad o. dgl., einzuführen. Die Erfindunist aber ganz allgemein bei allen stromleitenden Teilen anwendbar, die in Berührung mit derartigen schmelzflüssigen Massen benutzt werden.The invention is described above for the formation of electrodes, which are intended to generate electricity in a weld pool, such as . a glass bath, salt bath, slag bath, mineral bath or the like. The inventor but generally applicable to all conductive parts that come into contact can be used with such molten masses.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical, especially serving as an electrode Ladder, preferably for heating baths with molten contents, such as Glass, slag, mineral and salt baths, characterized in that the conductor from a core (2) made of heat-resistant ceramic material or of refractory Cement and a ', metal jacket (3) surrounding the core, the core gives the conductor the strength it needs against deformation at high temperatures and the jacket serves as a power supply.

2. Electrical conductor according to claim i, characterized in that the core consists of refractory cement and silicon carbide.

3. Electrical conductor according to claim i and 2, characterized in that the metal of the jacket is pure, for example electrolytically obtained iron.

4. Electric Ladder according to claim i to 3, characterized in that the jacket has the shape of a Rohrs has.

5. Electrical conductor according to claim i to 4, characterized in that that the jacket is made of profile or plate material.

6. Electric Ladder according to Claims i to 4, characterized in that the jacket consists of a electrolytic route or by sputtering generated precipitate. ;. Electrical conductor according to claims i to 6, d, -_ characterized in that the core is hollow inside. B. A method for manufacturing an electrical conductor according to claim i to 4, characterized in that the tubular jacket is used as a form for the core mass is used, which is introduced into him and after setting or firing the Core forms. G. A method for manufacturing an electrical conductor according to claim i to 4, characterized in that a solid rod is used for the core and this is inserted into the tube forming the jacket.