DE813185C

DE813185C - Einrichtung an Elektroden zur Abfuehrung von Gasen oder Daempfen aus elektrischen OEfen mit Lichtbogen- oder kombinierter Lichtbogen-Widerstandsbeheizung

Info

Publication number: DE813185C
Application number: DEM1597A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Esch; Carl-August Dipl-Ing Maelzer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1950-01-25
Filing date: 1950-01-25
Publication date: 1951-11-19

Description

Einrichtung an Elektroden zur Abführung von Gasen oder Dämpfen aus elektrischen Öfen mit Lichtbogen- oder kombinierter Lichtbogen-Widerstandsbeheizung Bei der Durchführung technischer Umsetzungen, wie der Herstellung von Calciumcarbid, Ferrosilicium und anderer elektrometallurgischer Verfahren in Ofen mit Lichtbogen- oder kombinierter Lichtbogen-@Viderstandsbeheizung, entw=eichen die dabei entstehenden Gase und Dämpfe infolge des im Ofen herrschenden Überdruckes durch Ofenundichtigkeiten, oder es werden besondere Gasabführungskanäle beim Ofen dafür vorgesehen. Das im Ofen in den meisten Fällen entstehende Kohlenoxyd, das durch undichte Ofenstellen austritt, brennt ab und geht mit den übrigen Begleitgasen verloren, die auf Grund ihres vielfach aggressiven Charakters, Schwefeldioxyd, Chlor, Fluor, Stickoxyd u. dgl., zu Belästigungen der Ofenbedienungsmannschaften und Korrosionen an Metallteilen der Ofenkonstruktion führen.
Man hat deshalb versucht, im Ofen entstehende Gase und Dämpfe durch einen oder mehrere in der bzw. den Elektroden vorgesehene Kanäle abzu-. führen, wobei Maßnahmen der verschiedensten Art zur Regulierung des Elektrodenbrennprozesses,zur Einstellung des im Ofen herrschenden Gasdruckes u. dgl. vorgeschlagen worden sind. Allen diesen bisher zur Gasabführung dienen sollenden Verfahren, die dies durch in den Elektroden vorgesehene Längskanäle durchführen wollen, ist jedoch gemeinsam, daß die Reaktionsgase oder -dämpfe die heißeste Zone des Ofens, sei es den Lichtbogen selbst oder das reagierende Gut, durchdringen müßten. Auf Grund der thermischen Ausdehnung, die die Gase in dieser heißesten Ofenzone erfahren, gelangen sie jedoch gar nicht an die Mündung der Längskanäle in den Elektroden, sondern entweichen durch die vorhandenen Undichtigkeiten des Ofenmantels. Aus diesem Grunde sind derartige Verfahren bisher undurchführbar gewesen.
Durch die Erfindung wird ein Weg gezeigt, den an sich vorteilhaften Gedanken der Abführung von Ofengasen und -dämpfen durch einen oder mehrere Längskanäle der Ofenelektrode bzw. -elektroden technisch zu ermöglichen. Erfindungsgemäß werden zu den Längskanälen in beliebigem Winkel, vorzugsweise rechtwinkelig, kurze Querkanäle vorgesehen, deren Öffnungen an der Außenwandung der gebrannten oder selbstbrennenden Elektrode bzw. Elektroden zunächst mit Verschlußpfättchen o. dgl. aus leicht schmelzendem Material, z. B. Metall oder Kunstharz, gegen die Außenatmosphäre abgeschlossen sind. Gelangen diese Verschlußstellen mit fortschreitendem Abbrand der Elektrode in. den Ofenraum und damit in die Zone höherer Temperaturen, so schmilzt bzw. zersetzt sich die Verschlußmasse, und die Gase oder Dämpfe gelangen durch die nunmehr freigelegten Öffnungen über die Querkanäle in die Längskanäle. Dabei kann das Verschlußmaterial dem jeweiligen Verwendungszweck des Elektrodenofens angepaßt werden, z. B. können die Verschlußplättchen bei der elektrolytischen Gewinnung von Aluminium in derartigen Öfen aus Aluminium selbst oder geeigneten Aluminiumlegierungen oder, z. B. bei der Gewinnung von Magnesium, aus Beinmagnesium o. dgl. bestehen. Die Abführung der Ofengase bzw. -dämpfe kann mittels des im Ofen selbst herrschenden Druckes erfolgen, wobei sie durch die schornsteinähnliche Wirkung des bzw. der Längskanäle begünstigt wird. Es ist aber auch möglich, die Gase oder Dämpfe mit Hilfe eines Exhaustors o. dgl. abzutransportieren bzw. die Abführung durch eine solche oder ähnlich wirkende Vorrichtung zu unterstützen. Größe und Anzahl der Querkanäle können der Menge der im Ofen entstehenden Gase und Dämpfe angepaßt werden.
Die Beschickung eines erfindungsgemäß betriebenen Elektroofens kann in bekannter Weise, durch besondere Öffnungen o. dgl. erfolgen, sie kann aber auch nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag derart durchgeführt werden, daß das Gut durch einen oder mehrere in der Elektrode bzw. den Elektroden vorgesehene Kanäle o. dgl. unter Druck, beispielsweise unter auf mechanischem oder pneumatischem Wege erzeugten Druck, in den Ofen eingebracht wird.
Die Herstellung der Abführungskanäle für die Ofengase und -dämpfe kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß beim Einstampfen der Elektrodenmasse entsprechende Hohlräume ausgespart werden, man kann aber auch Rohre mit entsprechenden Ansatzstücken in die Elektrodenstampfmasse einbetten, wobei die Ansatzstutzen mit den in den Mantelsegmenten vorgesehenen Öffnungen beim Montieren des Elektrodenmantels verschweißt werden können. Das Rohrmaterial wird dabei dem späteren Verwendungszweck des Ofens zweckmäßig angepaßt, beispielsweise kann es bei der Gewinnung von Aluminium aus Beinaluminium oder aluminiumreichen Legierungen bestehen, man kann aber auch die Rohre bei Vorliegen bestimmter Bedingungen aus geeigneten Kunststoffen, die vorteilhaft verschweißfähig sind, ausbilden. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung, in der eine erfindungsgemäß ausgebildete Elektrode beispielsweise und schematisch dargestellt ist.
i ist die Elektrode, die entweder eine gebrannte oder eine selbstbrennende Elektrode sein kann. In der Elektrode ist der Längskanal 2 vorgesehen, durch den die Ofengase oder -dämpfe abgeführt werden sollen. In der Zeichnung ist der Einfachheit halber nur eine Elektrode mit nur einem Längskanal dargestellt, es können auch mehrere Elektroden mit mehreren Längskanälen vorgesehen werden. Die Verbindung mit der Ofenatmosphäre wird durch.die Querkanäle 3 hergestellt, die zunächst durch die Verschlüsse 4 verschlossen sind, welche beim Erreichen von Zonen höherer Temperatur abschmelzen oder sich zersetzen, wodurch die Öffnungen für die Gase frei werden. Die Gase treten dann in dieLängskanäle und werden durch diese abgeführt.

Claims

PATENTANSPRCCHE: i. Einrichtung an Elektroden zur Abführung von Gasen oder Dämpfen aus elektrischen Öfen mit Lichtbogen- oder kombinierter Lichtbogen-Widerstandsbeheizung, die mittels gebrannter oder selbstbrennender Elektroden beheizt werden, durch sich innerhalb der Elektroden über die Länge derselben erstreckende Kanäle, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Längskanälen (2) in beliebigem Winkel, vorzugsweise rechtwinkelig, Querkanäle (3) bis zur Außenwandung vorgesehen werden, deren Öffnungen an der Außenwandung der gebrannten oder selbstbrennenden Elektrode bzw. Elektroden mit Verschlußplättchen o. dgl. (4) aus leichtschmelzendem Material, z. B. Metall oder Kunstharz, gegen die Außenatmosphäre abgeschlossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Anzahl der Querkanäle der Menge der im Ofen entstehenden Gase oder Dämpfe angepaßt werden.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, da- durch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung der Gasabführungskanäle beim Einstampfen der Elektrodenmasse entsprechende Hohlräume. ausgespart werden.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Abführungskanäle Rohre mit entsprechenden Ansatzstücken in die Elektrodenstampfmasse eingebettet werden, und daß die Ansatzstutzen mit den in den Mantelsegmenten vorgesehenen Öffnungen beim Montieren des Elektrodenmantels verschweißt werden.
5. Einrichtung nach den .Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das VerschluB-material für die Querkanäle sowie der Werkstoff zur Herstellung des Elektrodenmantels den im Elektroofen durchgeführten Reaktionen ent- sprechend gewählt werden.