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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

FPATENTSCHRIFTF-PATENT LETTER

KLASSE 12^ChEMISCHE Apparate und Processe.CLASS 12 ^ CHEMICAL APPARATUS AND PROCESSES.

Öl l/Oil l /

(Grfsch. Washington, Pennsylvanien, V. St. A.).(Washington, Pennsylvania, V. St. A.).

Zusatz zum Patente JU 76629 vom 16. Oktober 1892.Addition to patent JU 76629 from October 16, 1892.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Juni 1894 ab. Längste Dauer: 15. Oktober 1907,Patented in the German Empire on June 27, 1894. Longest duration: October 15, 1907,

Die vorliegende Neuerung an dem durch Patent Nr. 76629 geschützten, zur Herstellung von sogenanntem »Carborund « dienenden Verfahren bezieht sich einestheils auf den in Hinsicht der Kernanordnung vervollkommneten Aufbau des elektrischen Ofens, anderentheils auf eine geänderte Materialmischung, wodurch ein besseres Product als bisher bei Vermehrung der Ausbeute erzielt wird.The present innovation on the one protected by patent no. 76629, for manufacture of so-called "carborundum" serving Method refers in part to that perfected in terms of core arrangement Construction of the electric furnace, partly on a changed material mix, whereby a better product than before is achieved by increasing the yield.

In erster Linie wird bezweckt, die Einrichtung so zu treffen, dafs hauptsächlich der aus Kohlenstoffmaterial ohne Zusatz bestehende Kern den Stromweg darbietet, und dafs das umgebende, durch Hitze umzuwandelnde Materialgemisch von dem Stromdurchgang wesentlich ausgeschlossen wird. Die krystallinische Beschaffenheit des Productes wird nämlich, wie der Erfinder festgestellt hat, mehr oder minder beeinträchtigt, wenn ein merkbarer Theil des Stromes auch die Materialmischung durchfliefst, die vielmehr lediglich durch von dem Stromwege divergirende Wärmeausstrahlung beeinflufst bezw. bis zur Umwandlung erhitzt werden soll.In the first place the aim is to make the arrangement so that mainly the off Carbon material without the addition of an existing core provides the current path, and that that surrounding, heat-converting material mixture from the current passage is essentially excluded. The crystalline nature of the product becomes as the inventor has found, more or less impaired if a noticeable one Part of the stream also flows through the material mixture, which rather merely influenced respectively by heat radiation diverging from the current path. to Conversion should be heated.

Auf beiliegender Zeichnung ist:The attached drawing shows:

Fig. ι Seitenansicht, theilweise Schnitt eines gemäfs der Erfindung aufgebauten elektrischen Ofens,Fig. Ι side view, partial section of an electrical constructed according to the invention Furnace,

Fig. 2 ein verticaler Querschnitt desselben.Fig. 2 is a vertical cross section of the same.

Fig. 3 und 4 sind theilweise Schnittansicht und Endansicht einer anderen Ausführungsform des elektrischen- Ofens. Der auf einem soliden gemauerten Fundament A angeordnete Ofentrog von länglich rechteckiger Form hat die Seitenwandungen A¹ und die Endwände A². Die Seitenwandungen A¹ werden mit undichten Fugen zwischen den Ziegeln u. s. w. aufgeführt, so dafs sie ein freies Entweichen der während des Betriebes sich entwickelnden Gase gestatten. Indem diese Gase da, wo sie entweichen, verbrennen, wird in gröfserem oder geringerem Mafse die Ofenhitze und Erhitzung des Behandlungsmäterials unterstützt, woraus eine gewisse Ersparnifs an Betriebsstrom erfolgt. Figures 3 and 4 are partial sectional and end views of another embodiment of the electric oven. The furnace trough of an elongated rectangular shape, which is arranged on a solid brick foundation A , has the side walls A ¹ and the end walls A ² . The side walls A ¹ are provided with leaky joints between the bricks, etc., so that they allow the gases that develop during operation to escape freely. As these gases burn where they escape, the furnace heat and the heating of the treatment material are supported to a greater or lesser extent, which results in a certain saving in operating electricity.

An den Endwänden A^ werden die aus Stäben oder Platten bestehenden Kohlenelektroden B eingelagert. Gemäfs Fig. 1 und 2 führen eine Anzahl Kohlenstäbe durch zweckmäfsig mit Asbest (bei a) ausgefütterte Oeffhungen, und ihre Aufsenenden sind in bekannter Art mittelst einer Polklemmplatte.S¹ vereinigt, an welche . der Leiter von der Stromquelle S heranführt. Ein einziger durch eine' Fassung mit dem Leiter verbundener Kohlenblock B, wie Fig. 3 und 4 zeigen, oder mehrere bündelweise vereinigte Kohlenprismen sind ebenfalls als Elektroden für den The carbon electrodes B consisting of rods or plates are stored on the end walls A ^. According to FIGS. 1 and 2, a number of carbon rods lead through openings suitably lined with asbestos (at a) , and their outer ends are combined in a known manner by means of a pole clamping plate S ¹ , to which. the conductor leads from the power source S. A single carbon block B connected to the conductor by a socket, as shown in FIGS. 3 and 4, or several carbon prisms combined in bundles are also used as electrodes for the

(2. Auflage, ausgegeben am io. August i8gj.)(2nd edition, issued on August 10, 2018)

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Ofen geeignet. Namentlich ist auf eine genügend grofse Contactfiäche zwischen den inneren Enden der Kohlenelektroden und dem daran anschliefsenden Kern, sowie auf eine gleichartige Vertheilung des Stromes an den Kohlenstäben u. s. w. Rücksicht zu nehmen.Oven suitable. In particular, a sufficiently large contact area between the inner ends of the carbon electrodes and the adjoining core, as well as on A similar distribution of the current on the carbon rods, etc., must be taken into account.

Wenn der Ofen zum Betriebe vorbereitet wird, ordnet man im Innern des Gemisches einen Kanal, den Raum zur Ausfüllung mit dem Kern C an. Dieser Kern soll hauptsächlich aus irgend einem feuerbeständigen Material bestehen, welches dem Stromdurchgange einen gröfseren oder geringeren Widerstand entgegensetzt, dabei aber immerhin einen geringeren Widerstand als das zu behandelnde Gemisch hat. Vorzugsweise ist körnige Kohle geeignet, wobei der Körnungsgrad nach dem Stromverbrauch und den Abmessungen des elektrischen Ofens variiren kann. Eine Körner gröfse von 4 bis 5 mm ist beispielsweise zweckmäfsig, wenn der Kern nahezu 2,5 m lang angenommen ist und der Höchstbetrag an elektrischer Energie sich auf ca. 100 000 Watts beläuft, für welchen ein Kerndurchmesser von 25 cm angewendet wird. Die angegebenen Kernabmessungen beziehen sich auf von bituminöser Kohle erhaltenen Koks von Durchschnittsqualität als Kohlenmaterial. Wenn zur Kernbildung schon im Ofenbetrieb vorbenutztes Körnermaterial angewendet wird, so ist es erforderlich, den Durchmesser der Körner kleiner als denjenigen der ursprünglichen Kokskörner zu wählen.When the furnace is being prepared for operation, a duct is arranged inside the mixture, the space for filling with the core C. This core should mainly consist of some kind of fire-resistant material which offers a greater or lesser resistance to the passage of current, but at least has a lower resistance than the mixture to be treated. Granular coal is preferably suitable, the degree of granulation being able to vary according to the power consumption and the dimensions of the electric furnace. A grain size of 4 to 5 mm is expedient, for example, if the core is assumed to be almost 2.5 m long and the maximum amount of electrical energy is approximately 100,000 watts, for which a core diameter of 25 cm is used. The core dimensions given relate to average quality coke obtained from bituminous coal as a coal material. If grain material previously used in the furnace is used to form the core, it is necessary to choose the diameter of the grains smaller than that of the original coke grains.

Anstatt nun den Kern in seiner ganzen Länge gleichförmig herzustellen, läfst man gemäfs vorliegender Neuerung die Gröfse der Bestandteile oder Körper an den Kernenden abnehmen, wodurch ein innigerer Elektrodencontact und infolge dessen ein leichterer Stromdurchgang erzielt wird. Mit c (Fig. 1 und 3) ist ein Stück des Kernes bezeichnet, welches in dieser Weise aus Körnern geringerer Gröfse zusammengesetzt sein soll.Instead of making the core uniform over its entire length, according to the present innovation, the size of the constituents or bodies at the core ends can be reduced, whereby a more intimate electrode contact and, as a result, an easier current passage is achieved. With c (Fig. 1 and 3) a piece of the core is referred to, which should be composed in this way of grains of smaller size.

Sehr wichtig ist eine Mafsnahme, durch welche verhindert wird, dafs das zu behandelnde Material mit den Elektroden in Berührung kommt, weil in diesem Falle leicht eine Krustenbildung an den Elektroden auftritt, die den freien Durchgang des Stromes beeinträchtigt. Aus diesem Grunde läfst man die Elektroden in den Körper des Kernes . (bei c) vorspringen. Zum Zwecke, die innige Berührung der Kernbestandtheile und der Elektroden zu unterstützen, bringt man unter Umständen ein Gewicht W, wie bei Fig. 1 ersichtlich, an; wesentlich denselben Erfolg kann man aber durch die in Fig. 3 dargestellte Aufschichtung des Kernmaterials c erreichen, wobei das Gewicht der Masse selbst den Contact aufrecht zu erhalten strebt. In der Umgebung des so hergestellten Kerns wird die mit D bezeichnete Materialmasse, die der Behandlung bezw. starken Erhitzung unterzogen werden soll, angeordnet. Eine theilweise neue Zusammensetzung für die Materialmasse hat sich aus der Zweckmäfsigkeit der Anwendung einer Mischung ergeben, welche aufser dem kohlenstoffhaltigen und siliciumhaltigen Material mit geeignetem Flufsmittel eine Substanz enthält, die den elektrischen Widerstand der Masse vergröfsern hilft, während sie die Masse mehr und mehr porös macht und so den Gasen ein leichteres Entweichen durch die Masse ermöglicht. Demgemäfs wendet man eine in den Verhältnissen zu variirende Mischung folgender Zusammensetzung an: 20 Gewichtstheile Kohle (Koks oder dergleichen) in kleinen Partikeln, 29 Theile Sand, 5 Theile gewöhnlichen Salzes und 2 Theile Sägemehl oder Kork, an Stelle dessen anderes, ähnlich wirkendes Fasermaterial in genügender Menge angewendet werden kann.A measure by which the material to be treated is prevented from coming into contact with the electrodes is very important, since in this case crust formation easily occurs on the electrodes, which impairs the free passage of the current. For this reason the electrodes are inserted into the body of the core. (at c) protrude. For the purpose of promoting intimate contact between the core components and the electrodes, a weight W may be attached as shown in FIG. 1; but essentially the same success can be achieved by the layering of the core material c shown in FIG. 3, the weight of the mass itself tending to maintain the contact. In the vicinity of the core produced in this way, the mass of material denoted by D , which the treatment BEZW. should be subjected to intense heating, arranged. A partly new composition for the mass of material has arisen from the expediency of using a mixture which, in addition to the carbonaceous and silicon-containing material, with a suitable flux, contains a substance which helps to increase the electrical resistance of the mass, while making the mass more and more porous and thus enables the gases to escape more easily through the mass. Accordingly, a mixture of the following composition is used, the proportions being varied: 20 parts by weight of coal (coke or the like) in small particles, 29 parts of sand, 5 parts of common salt and 2 parts of sawdust or cork; sufficient amount can be used.

Diese durch innige Mengung vergleichmäfsigte Materialmischung wird um den Kern aufgeschichtet, so dafs sie denselben ziemlich auf der ganzen Länge umgiebt. Gewöhnlich bringt man sie in unmittelbare Berührung mit der Fläche des Kerns; bisweilen wird der Kern von der Masse durch zwischengelegtes Papier oder ähnliches Material getrennt, welches natürlich beim Ofenbetriebe verbrennt.This material mixture, which is evened out through intimate mixing, is around the core piled up so that it surrounds it pretty much along its entire length. Usually they are brought into direct contact with the surface of the nucleus; sometimes the Core separated from the mass by interposed paper or similar material, which of course burns when the stove is in operation.

Vermöge seiner Zusammensetzung ist das in die krystallinische Kohlenstoffsiliciumverbindung überzuführende Materialgemisch weniger leitend als der Kern, der somit, namentlich auch wegen des gesicherten Elektrodenanschlusses seiner Enden, den Betriebsstrom ziemlich ganz aufnimmt und als Hitzeerzeugungsmittel in sich wirksam werden läfst.By virtue of its composition, that is the crystalline carbon-silicon compound The material mixture to be transferred is less conductive than the core, which is thus, in particular also because of the secured electrode connection at its ends, the operating current absorbs quite completely and can be used as a heat generator in itself.

Dieser auch mehr als das Materialgemisch hitzebeständige Kern bildet nun beim Ofenbetriebe den Grundstock, von welchem die Krystallisation ihren Ursprung zu nehmen vermag, so dafs die Krystalle in unmittelbarer Kernnähe ihr Entstehungsfeld haben und sich in Ring- oder Cylinderform um die Kernmasse zusammenschliefsen. In dem Mafse, wie die Krystallisation nach aufsen fortschreitet , ändert sich die Zusammensetzung der Masse.This core, which is more heat-resistant than the material mixture, now forms when the furnace is in operation the basis from which the crystallization can take its origin, so that the crystals are in the immediate vicinity Close to the core, have their field of origin and in a ring or cylinder shape around the core mass to merge. As the crystallization progresses outwards , changes the composition of the crowd.

Als Theilbestandtheil des Beschickungsmaterials wird mit Vortheil eine Kohlensorte (beispielsweise Anthracit) angewendet, welche verhältnifsmäfsig viel Gase entbindet. Die Verbrennung dieser Gase und die theilweise Verbrennung der Kohle, soweit sie dem Zutritt der Luft ausgesetzt ist, fördert die Erhitzung der Masse und beschleunigt das Verfahren, wodurch bei gegebener Leistung der Stromverbrauch eingeschränkt wird.A type of coal is advantageously used as part of the charge material (for example anthracite), which releases a relatively large amount of gases. the Combustion of these gases and the partial combustion of the coal as far as they come in exposed to air promotes the heating of the mass and speeds up the process, whereby the power consumption is limited for a given performance.

Claims

Patent Claims:

ι. The "process for the preparation of a crystalline carbon-silicon compound" protected by patent no. these end parts of the nucleus are expediently brought into intimate contact with the electrodes either by being piled up on top of the electrodes or by weight loading, which at the same time are covered to prevent crust formation.
In the protected by patent no. According to claim 1 executed method for the preparation of a crystalline carbon-silicon compound the use of a material mixture of coking coal, sand, salt and sawdust or cork dust, which latter in operation as an additional constituent that burns to coal loosens the material and increases the resistance, so that only the core becomes the current path presents.

For this purpose ι sheet of drawings.