DE898059C - Selbstbackende Elektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsitbackende Elektrode mit festem, metallischem Form- und Führuinigsimiantel.

Gegenstände älterer Schutzrechte sind eine Reihe Ausführungsformen für selbstbackende Elektroden (Söderberg-Elektrodern), bei denen der !elektrische Strom der Elektrode durch Metallkontakte, zugeführt wird, die unabhängig vom Elektrodienmanitel in· die Elekitrodenmasse eingesteckt werden und bei denen der Elektrodeiimiantel ,als feststehender Foormuinid Fühnmgsmantel ,ausgeführt ist, der die Elektrode gegen Deformation und Oxydation schützt.

Bei 'diesen früheren Erfindungen sind die Kontakte seitlich oder von oben in die Elektrodenmiasae eiiingesiteckt. Beim Einführen der Kontakte von oben fallen die durch den Mantel auftretenden Schwierigkeiten fort, die Kontaktie werden jedoch lang· und teuer. Die anderen Ausführuingsformen beruhen daher auf dem Grundsatz, die Kontakte von der Seite her in die Elektrode eimuführeini. Alle .diese Auisführunigsform;en haben in großem Umfang praktische Verwendung gefunden; im Vergleich zu den bekannten Erfindungen weisen sie erhebliche Vorteile auf. Da in einem Aluminiumofen in der Regel nicht mehr als 200 bis 300 kg Aluminium täglich hergestellt werden kommen, so muß sich eine moderne Aluminiumfabrik einer ganzen Reibe von Elektrolysßöfen bedienen; die Anzahl kann zwischen hundert und dreihundert Öfen schwanken. Für die Betriebswirtschaftlich-

keilt spiieJen deshalb- die Installatiomskosten eine erhebüche RoBe.

Eine gieraauie Untersuchung der Betriebsverhältnisse von selbsthackenden Elektnoiden hat zui weiteren ViereänfachuMjgien geführt. Diese Verednfachuinigien giehen vom der Erkenntnis aus, daß der Übergang vom der weichen Eliektrodenmiassie auf den.hart giebackenan Bereich der Elektrode an eine bestimmte Zone in der Elektrode gebunden ist, ίο die soigietnianate Biackaone. Man kann sie leicht durch Einführen vom Eisenstangen in. die weiche Masse van. oben her nachweisen. Unterhalb dieser Zorne ist 'die Elektrode duarcligebacken, so daß· 'sie der Durchbohrung mittels MefcaHkontaikte kräftigem Widerstand entgegensetzt. B'ei Einführung eines kalten Kontaktes in die Masse werden sofort an seiner Oberfläche große Mengen Taerdampf kondensiert. Diaser vereinigt sich mit der umlieganden Massie, 'die allmählich in engster Bierühruing mit dein¹ Kontakt verkokt wird, wodurch ieine sehr leistuingisfähiiigie Bdaidung zustande 'kommt. Der Übergang der weichen Elektrodemmiasisie¹ in den gebackeinlen Zustand vollzieht sich bei etwa 400⁰ C. Die Elektrode hat in 'dieser Zone einen so niedrigen Gehalt ian flüchtigem Bestandteilen ('etwa 850/0 derselben isinid bereits 'verdampft), daß man den Kontakt nicht mehr genügend festbacken kann, selbst wenn miau versucht, die Kontakte durch Schlage in diesem Teil 'der Elektrode hineinzutreiben. In der Praxis irnuß man sich deshalb damit begnügein, läse Kontakte so· weit in· den umgebackemen Teil der Elektrode leteufuhren, daß. sie überall von weicher Elektrodenimasise umgeben .sälad und jedenfalls nicht weiter als bis an 'die Backzone hinabreiche». Die Form der Backzone isit au« Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich. An der unteren Grenze herrscht leime Temperatur von !annähernd 400⁰ C. Es wurde am gefunden, daß es möglich ist, den feststehenden metallischen Form_: und Führungsmantel, der den oberen Teil der Elektrode umgibt, in so großer Höhe über der Blackzone der Elektrode abzuschließen, daß 'die ' Kontakte an der unteren Kante des Manuels in .die Elektrodenmasse hkieingasitieckt werden kann,- ohne: ..daß ihre. Innenenden über .die Zonengrenze hiniausreichien. Demgemäß besteht -die Erfindung darin, daß der Formmanitel bereife vor der Blackzone der Elektrode emdat, derart, daß unterhalb der unteren Mantelkante Kontakte sich noch in den angebackenen Elektrodenteil leinführen lassen und daß der aus dem Mantel herausragende Teii der Elektrode z. B. durch dam hydrostatischen Druck der Elektxodenmlasse Widerstand leistende Aluminiumbleche geschützt ist. Die Aluminiumbleche bzw. -platten sind zweckmäßig an den Innenseiten des Foimmantels angebracht und begleiten die Elektrode bei ihrer Bewegung nach unten. Sie schmelzen in- dem Maße in 'das Schmelzbad ab, wie idie Elektrode verbraucht wird. Der Teil der Elektrode, am den sich der mit abscbmielziemde Aluminiummantel anlegt, das ist der Teil zwischen der unteren Kante des feststehenden . Formmanitiels 'und der Brennzone, ist. jedoch schon teilweise durchgebackein und an flüchtigen Bestandteilen verarmt; seine Viskosität ist stark erhöht und demgemäß der von der Aluminiumplatte abzufangiemde hydro statische Druck nicht mehr bedeutend.

Aus Fig. ι ist ferner eine Grenzlinie ersichtlich, an der 'eine Temperatur von 300⁰ C herrscht. Bei dieser Temperatur ist in der Regel schon ein großer Aöteil der flüchtigen Bestandteile abgedampft bzw. zersetzt 'und .die Viskosität der Masse ebenfalls erhöht. In .der Zwischenzone zwischen den Temperaturgrenzen von 300 und 400° C tritt an der Oberfläche .der Kontakte jedoch noch eine genügende Verkokung auf, so daß sie festgebacken werden.

Die Masse, .die oberhalb der oberen Temperaturgrenze, .also oberhalb der Zwischenzone liegt, übt noch iauf 'die Eliektrodenplatte einen merklichen hydrostatischen Druck aus. Diesem Druck kann man dadurch laicht Widerstand leisten, .daß man die abschmelzende Muminiumplatte bzw. den abschmelzenden Alumimiummaintel genügend stark macht oder daß man !einem besonderen Schutz vorsieht, 'und zwar kamin man die Kontakte nalch^ außen verstärkt, kailarüg ausbilden oder mit Anschlägian versehen, die, wenn sie so. weit in 'die Masse (eingeführt sind, daß sie sich mit ihrem verstärkten! Teil oder mit den Anschlägern gegen 'die Platte legen, eime starre Verbindung zwischen der Elektrode und dem Schutzmantel herstellen, sobald sie in der Elektrode festgebacken sind. Man kann jedoch auch die Schutzplatten bzw. den Schutzmantel durch an der unteren Kante des. Form,-mamtels angesetzte T-Eisen verstärkein, die zwischen dem Kontaktrieibem Jiqgen 'und sich über den weichen Teil der Elektrode hinaus erstrecken. Derartige Versteifungen können zungenartig von der unteren Kante des FiOHnmamtels vorspringen. Diese Zangen stellen iednie gute Versteifung der Aluj-. mdinäumpiliatten bzw. des Schutzmantels dar.

lim der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Elektrode naich der Erfindung¹ dargestellt.

Fijg. ι zeigt leänle Auisführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung- in Ansicht und teilweise im Sichmiitt;

.Fig. 2 zeiigit bruchstückweise eine weitere Ausführüngsform - der Elektrode nach der Erfindung in Ansicht;

Fig. 3 zieigt einien Schnitt durch .eine besondere Auisführungsform der an der unteren Kante des Form- 'und Führungsmamtels vorgesehenen Vereieifungsamsätze im Schnitt,

- Im .einer Elektrode 1 ist der untere Teil 2 durchgebacfcem.. Über dem durchgie:backene!n Teil erstreckt sich, wie aus Fig. r .ersichtlich, eine Zwiscbenzonte, im der 'die Masse bereits zu backen beginnt.. Die Elektrode 1 ist mit leiniem feststehenden Form- 'und Führungsmantel 4 versehen, der so hoch angeordnet ist, 'daß unterhalb seiner unterem Kante noch Kontakte 3 in die weiche bzw. Zwischenzoneder Elektrode !eingeführt werden könnien, ohne in die gebiadkene Zone 2 anzudringen. Die Elektrodeinmasse wird bis zu der Höhe 5 eingieführt. Seitlich wird die Elektrodemmasse durchAlumimumpiLattem7 gehalten, 'die mit der Elektrode. in das Bad abwandern.

Anschläge 6 an. den Kontakten 3 sorgen für eine gute Versteifung der Aluminiumplatten 7. Zur Aufhängung· und Stromzuführung sind Kupferschienen 8 vorgesehen, die dem Strom von eimer Hauptsehiene 9 abnehmen. Eiin Gelenk 10 ermöglicht das Öffnen bzw. Schliießiein von Deckeln 11 und 12, welche den Ofenraum von der Außenatmosphäre trennen. Bei 13 greift leine Hilf sauf hängung an, die dann in Betrieb !genommen wird, wenn der Aufhängungsrahmiein (die Stromschiene) hochgehoben werden muß.

Dias in dem vorzugsweise vollkommen geschlossen ausgeführtem Ofen sich bildende Gas wird in bekannter Weise abigesaugt, z. B. an beiden Ofiemenden. An der unteren Kante dies Formmantels sind zur Versteifung der Schutzplatte bzw. des Schutzmantels 7 Zungen 14 vorgesehen, die mit Kanälen 15 zum Beschicken des Ofens mit Al₂ O₃ ausgebildet sein können. Der Führungskanal 15, der in Fig. 3 im Schnitt gezeigt, ist, wird zu diesem' Zweck mit einer Besehickuings- und Dosiereinrichtung verbunden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Selbstbackene Elektrode mit festem, metallischem Form- und Fühningsmaotei, dadurch gekennzeichnet, daß der Formmantel (4) bereits vor der Backzoinie (2) der Elektrode (1) endet, derart, daß unterhalb der unteren Kante Kontakte (3) sich noch in den ungebackenen Elektrodenteil einführen lassen und daß der aus dem Mantel (4) hinausragende Teil der Elektrode z. B. durch dem hydrostatischen! Druck der Elektrodenimasise Widerstand leistende Aluminiumbleche (7) geschützt ist.
2. 2. Elektrode mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktie (3) am äußeren Ende mit Anschlägen (6) versehen sind.
3. 3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formmaintel (4) an der unteren Kante versteift ist.
4. 4. Elektrode nach Anspruch 1 .oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Kante des Formmantels (4) zwischen den Kontaktreihen AnSiätze(i4) vorgesehen sind, die in den gebackenien Elektrodenbereich hineinragen.
5. 5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (14) als Kanäle für die Beschickung des Ofens ausgebildet sind.
6. 6. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) mit Innenversteifuingen versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   5569 11.53