DE808737C

DE808737C - Freihaengende Elektrode fuer Schmelzoefen, insbesondere Metallschmelzoefen

Info

Publication number: DE808737C
Application number: DEP40149D
Authority: DE
Inventors: Eugenio Lubatti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-04
Filing date: 1949-04-16
Publication date: 1951-07-19
Also published as: DE835491C; FR61454E; NL75264C

Description

Freihängende Elektrode für Schmelzöfen, insbesondere Metallschmelzöfen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode aus Graphit oder einem anderen geeigneten Material, die freihängend in Schmelzöfen verwendet wird, besonders für metallurgische Zwecke.
Im Vergleich mit verschiedenen Typen der geläufig verwendeten Elektroden in Schmelzöfen und der Arten ihrer Verwendung stellt die Erfindung eine wesentliche Neuerung dar.
Erfindungsgemäß besteht die Elektrode aus einem besonderen Kopf, vorzugsweise aus Graphit, der in die über der Metallschmelze befindlichen Schlackenschicht ganz eintaucht und aus einer Halterung für diesen Kopf in Form eines außerhalb des Ofens gelagerten Armes, der im Bereich der Berührung mit der Schlakkenschicht durch einen Mantel geschützt ist.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Elektrode besteht darin, daß in derselben die beiden Funktionen, die Zuführung des Stromes von außerhalb des Ofens und die Übermittlung-der Hitze an das Bad getrennt sind; und die eigentliche Elektrode auf den der erhöhten Temperatur ausgesetzten Kopf beschränkt wird, der den elektrischen Strom über einen kurzen Arm, der auf seiner ganzen Länge auf einer verhältnismäßig sehr niedrigen Temperatur gehalten wird; erhält.
Da durch diese Maßnahme ein begrenztes Höhenmaß der Graphitelektrode erreicht wird, kann dieselbe vollständig in die geschmolzene Schlacke eingetaucht werden, wodurch sie sich der Berührung mit der Luft entzieht und eine dauernde Abnützung vermieden wird; außerdem erfordert der den eingetauchten Kopf tragende dünne Arm keine weite Öffnungen in der Ofenwand beim Durchgang nach außen, wodurch Wärmeausstrahlungen vermindert werden; und schließlich kann die Elektrode von verhältnismäßig leichten Stützen getragen werden mit Mitteln zur Bewegung der Elektrode unter Vermeidung schwerer Bauarten und komplizierter Geräte, die bei der Verwendung anderer Elektrodentypen notwendig sind.
Außerdem haben praktische Versuche gezeigt, daß der Strom sich in einer gleichmäßigen Weise über die ganze im .Bad befindliche Oberfläche der Elektrode verteilt; derart, daß in jedem Punkt der bezeichneten Oberfläche die Dichte des elektrischen Stromes, d. i. die Amperezahl je cm$, auf niedrigere Werte beschränkt werden kann gegenüber denjenigen, die zu örtlich übermäßig hohen Temperaturen und zum Zerfall der Elektrode führen würden.
Diese Gleichmäßigkeit der Leitung der Elektrodenoberfläche steht im Zusammenhang mit der Tatsache, daß die Verbindung des Armes mit der Elektrode sich in annähernd gleicher Entfernung von allen Punkten der Oberfläche befindet, die demgemäß durch diese Verbindung in gleichem Maße abgekühlt werden.
Ein weiteres Merkmal der Elektrode ist eine besondere Ummantelung des Elektrodentragarmes, die Temperaturschwankungen und Angriffen der Schlacke widersteht und durch isolierende Materialien gebildet ist, die den Wärmeentzug dem Ofen durch den gekühlten Arm herabsetzen und den direkten Übergang des Stromes vom Arm an das Schlackenbad verhindern, indem sie ihn zwingen, durch den Kopf der Elektrode zu fließen.
Der besonderen Bauart der Elektrode gemäß der Erfindung muß die Konstruktion des elektrischen Ofens angepaßt werden, die nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehört. Welche Gesichtspunkte für den Bau eines geeigneten Ofens zu berücksichtigen sind, soll jedoch hier zum besseren Verständnis der Brauchbarkeit der Erfindung und deren technischen Fortschritt angegeben- werde Der elektrische Ofen, in dem die erfindungsgemäße Elektrode mit Vorteil verwendet wird, wird vorzugsweise aus einem feuerfesten und elektrisch isolierenden Material gebaut, wo man das Material in Barren oder Stücken verschiedener Größe, bei Verarbeitung von Abfällen, verschmelzen kann, indem man den elektrischen Widerstand dieses Materials und der darüber befindlichen Schlacke ausnutzt, um Hitze nach dem Jouleeffekt zu erzeugen. .Ein solcher Ofen bietet die Möglichkeit, die erforderliche Hitze ohne Lichtbogen zu erzeugen und ohne merkbare Temperaturerhöhungen zu verursachen, sowie dem Hitzebereich ohne Unterbrechung auf einer verhältnismäßig einheitlichen Temperatur zu halten und den Jouleeffekt gewissermaßen auf den Bereich unter der flüssigen Schlackenschicht zu beschränken.
Daraus ergeben sich eine gute Regelmäßigkeit des Schmelzverlaufs und eine geringere Wärmeausstrahlung nach außen, auch als Folge der Tatsache, daß das Gewölbe des Ofens keinen beachtlichen Ausstrahlungen ausgesetzt ist.
Die Erfindung wird besser in einer vorzugsweisen Ausführung, die ausschließlich in beispielsweiser, keinesfalls jedoch einschränkender Form gegeben wird, an Hand der Zeichnung beschrieben, in der die Fig. i eine teilweise im Schnitt gezeichnete Elektrode, Fig. 2 in einem viel größeren Maßstab Einzelheiten des äußersten Endes des Elektrodentragarmes, teilweise im Schnitt, Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen Ofen, bei dem die Verwendung von zwei Elektroden bei, spielsweise dargestellt ist.
In den Figuren ist mit i der Kopf aus Graphit, vorzugsweise von zylindrischer Form, eingetaucht in das Schlackenbad 14, bezeichnet; 2 ist der Elektrodentragarm, der in dieser besonderen Ausführungsform bogenförmig und mittels eines Verbindungsstückes 3 an den Kopf i angeschlossen ist und innen wdurch ein Kühlmittel, im allgemeinen mit Wasser, gekühlt wird, welches durch das Rohr 4 ein- und das Abftüßrohr 5 austritt. Der elektrische Strom wird dem Arm durch das mittels der Klemme 7 befestigte Kabel 6 zugeführt.
Aus der besonderen Darstellung gemäß Fig. 2 ergibt sich klar, wie die Abkühlung der Verbindung 3 zwischen dem Arm und dem Kopf erfolgt; das aus dem Ende 8 des Rohres 4 ausfließende Kühlmittel fließt die ganze Länge des Arnies zurück, um durch das Rohr 5 abzufließen, nachdem es zuvor die Innenseite des Bodens des Hohlraumes 9 bespült hat, dadurch den Elektrodentragarm auf seiner ganzen Durchflußstrecke kühlend.
Im Bereich seiner Berührung mit der Schlacke 14 ist der Arm 2 durch den Mantel io geschützt, der in Fig. i im Schnitt dargestellt ist; dieser Mantel kann durch eine Anhäufung von Asbestfasern mit anderen feuerfesten Stoffen gebildet sein, die durch ein darin eingebettetes Metallgeflecht zusammengehalten werden, In der in Fig. 3, die den beispielsweisen Einbau von zwei Elektroden in einen Ofen darstellt, der an sich nicht Gegenstand des beanspruchten Schutzes ist, ist mit ii die feuerfeste Schale des Ofens, mit 12 das Gewölbe aus feuerfestem isolierendem Material bezeichnet; die Elektroden i, beispielsweise in einer Anzahl von 3, übertragen den vom Transformator 13 stammenden Strom an das Schlackenbad 14 und die Metallschmelze 15.
Obzwar die Erfindung in einer vorzugsweisen Ausführungsform dargestellt und beschrieben ist, versteht es sich, daß Abweichungen hiervon praktisch eingeschlossen sind, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung zu überschreiten.

Claims

PATENTANSPRGCHE: i. Freihängende Elektrode für Schmelzöfen, insbesondere für Metallschmelzöfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode einen vorzugsweise aus Graphit bestehenden Kopf (i) besitzt, der in die über der Metallschmelze (i5) befindlichen Schlakkenschicht ganz eintaucht, und als Halterung für den Kopf (i) ein außerhalb des Ofens gelagerter Arm (2) dient, der im Bereich der Berührung mit der Schlackenschicht (i4) durch einen Mantel (io) geschützt ist.
2. Elektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der außen abgestützte gerade oder gebogene bewegliche Arm (2) gleichzeitig die Funktion eines hohlen, in seiner ganzen Länge von einem Kühlmittel durchflossenen Leiters des elektrischen Stromes besitzt und insbesondere mittels des Verbindungsstückes (3) mit dem Kopf (i) der Elektrode verbunden ist, ferner daß die für den Arm (2) in der der Berührung mit der Schlacke ausgesetzten Zone vorgesehene Ummantelung (io) aus einem Gemisch von elektrisch und thermisch isolierenden Fasern und Stoffen besteht, welches durch einen Zusatz eines in die Ummantelung eingebetteten Metallgeflechtes zusammengehalten wird.
3. Elektrode nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlraum (9) des Verbindungsstückes (3) das Ende (8) eines Rohres einmündet, welches das ihm unter einem mäßigen Druck einer geeigneten Quelle vom entgegengesetzten Rohrende (4) zugeführte Kühlmittel einspritzt, derart, daß das Kühlmittel, nachdem es das Verbindungsstück (3) abgekühlt hat, wieder zurückfließt, dabei ständig den Hohlraum des Armes kühlend, um durch ein entsprechendes Abflußrohr (5) abzufließen.
4. Elektrode nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (3) die Verbindung zwischen dem Arm und dem Elektrodenkopf durch ein Gewinde oder mittels Metallguß herstellt.