DE907562C

DE907562C - Permanent electrode

Info

Publication number: DE907562C
Application number: DE1954E0000263
Authority: DE
Inventors: Luigi Manfredini
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1938-06-30
Filing date: 1954-02-18
Publication date: 1954-03-25
Also published as: FR51199E; FR852351A; DE765753C; GB611455A; BE433680A; GB526696A; BE439970A

Description

Das Patent 765 753 schützt an einer Ofendauerelektrode mit in der Achsrichtung angeordneten und zur Aufhängung der Elektrode dienenden stromzuführenden Metallkontakten, die von Elektrodenmasse dicht umgeben und um gebrannten Elektrodenteil festgebacken sind, das Merkmal, daß die Kontakte in solcher Menge in verschiedenen Höhenlagen enden, daß im gebackenen Teil stets eine für die gesamte Strombelastung ausreichende Anzahl von Kontakten vorhanden ist, die bei Annäherung an das Schmelzbad herausziehbar und im ungebackenen Elektrodenteil wieder einsetzbar sind. Nach einer Ausführungsform dieser Erfindung dienen bei Anwendung hohler Kontakte die Hohlräume derselben gleichzeitig zur Beschickung des Ofens.The patent 765 753 protects a furnace permanent electrode with and arranged in the axial direction power-supplying metal contacts that are used to suspend the electrode and that are connected to the electrode mass are tightly surrounded and baked around the burnt electrode part, the feature that the Contacts in such an amount at different altitudes end that in the baked part there is always one for the total current load sufficient number of contacts is present when approaching can be pulled out of the weld pool and reused in the unbaked electrode part. According to one embodiment of this invention, when hollow contacts are used, the cavities are used same at the same time for loading the furnace.

Bei der Ausführung dieser Erfindung hat sich nun als zweckmäßig erwiesen, daß der senkrechte Abstand der verschiedenen Höhenlagen der Kontaktbolzenenden nicht mehr als 35 cm beträgt.In carrying out this invention it has now been found to be useful that the vertical distance the different heights of the contact pin ends does not exceed 35 cm.

Die Kontakte der Elektrode sind gewöhnlich in drei verschiedenen Höhen angebracht. Diese Anordnung ist das Resultat der Erfahrung, daß im Betriebe etwa 60 bis 80 cm der Elektrode gebacken sind. Damit der Kontaktbolzen mit der Elektrodenmasse einen guten Kontakt hat, muß der untere Teil des Bolzens nach dem Einstecken von der noch ungebackenen Elektrodenmasse umgeben sein, d. h. er muß vom unteren Ende der Elektrode einen Abstand von etwa 60 bis 80 cm haben.The contacts of the electrode are usually placed at three different heights. This arrangement is the result of experience that about 60 to 80 cm of the electrode is baked in the company are. So that the contact pin has good contact with the electrode mass, the lower part must the bolt must be surrounded by the unbaked electrode compound after it has been inserted, d. H. it must be about 60 to 80 cm away from the lower end of the electrode.

Die Kontakte werden in Form von kompakten Stahlbolzen oder Rohren verwendet. In allen FällenThe contacts are used in the form of compact steel bolts or tubes. In all cases

werden die Kontaktbolzen zweckmäßig zunächst in der weichen Elektrodenmasse des oberen Teiles der Elektrode periodisch angebracht. Die Kontaktbolzen führen dann noch keinen Strom. Erst wenn sie nach dem Maße des Verbrauches der Elektrode gesenkt werden und in den gebackenen Teil der Elektrode gelangen, beginnen sie Strom zu führen. Die Verbindung zwischen den Kontaktbolzen und der Elektrodenmasse wird allmählich besser, da die ίο Teerdämpfe verkoken, wenn sie in Berührung mit den heißen Kontaktbolzen kommen. Die Masse haftet an der Oberfläche der Kontakte an, so daß, wenn die Kontaktbolzen herausgezogen werden, mehr oder weniger gebackene Kohle an den Bolzen noch immer anhaften wird. Der elektrische Widerstand zwischen Kontakt und Elektrodenkohle wird dadurch auf einen Mindestbetrag herabgesetzt. Es wurde weiter gefunden, daß auch die physikalische Verbindung bei Verwendung einer guten Elektrodenmasse so ausgezeichnet wird, daß eine Zugkraft von 10 bis 40 Tonnen je nach der Qualität der angewandten Elektrodenmasse erforderlich ist, um einen Bolzen mit 70 bis 80 mm Durchmesser aus der gebackenen Elektrode herauszuziehen, auch wenn der Bolzen ursprünglich poliert war. Das Gewicht einer Elektrode für 20 000 bis 40 000 Amp. ist gewöhnlich nur 5 bis 15 Tonnen. Eine solche Elektrode ist in der Regel mit zehn bis zwanzig Kontaktbolzen im fertiggebackenen Teil versehen. Hieraus ergibt sich, daß nur ein Teil der Kontakte für die Aufhängung der Elektrode erforderlich ist, selbst wenn die Kontakte konisch und vor dem Einstecken poliert worden sind.the contact pins are expediently first in the soft electrode mass of the upper part of the Electrode applied periodically. The contact pins are then not yet carrying any current. Only when they are lowered according to the extent of the consumption of the electrode and in the baked part of the When they reach the electrode, they begin to conduct electricity. The connection between the contact pins and The electrode mass will gradually improve as the ίο tar vapors coke when in contact with the hot contact bolt come. The mass adheres to the surface of the contacts so that, when the contact pins are pulled out, more or less baked coal on the pins will still cling. The electrical resistance between contact and electrode carbon becomes thereby reduced to a minimum amount. It was also found that the physical Connection is so excellent when using a good electrode mass that a tensile force from 10 to 40 tons depending on the quality of the electrode mass applied is required to pulling a bolt 70 to 80 mm in diameter out of the baked electrode, even if the bolt was originally polished. The weight of an electrode for 20,000 to 40,000 amps is common only 5 to 15 tons. Such an electrode is usually with ten to twenty contact pins in the finished baked part. This means that only some of the contacts are used for the suspension the electrode is required even if the contacts are tapered and prior to insertion have been polished.

Es ist schon erwähnt worden, daß die Kontaktbolzen anstatt ganz herausgezogen zu werden, jedesmal so weit nach oben gezogen werden können, daß deren untere Enden von der ungebackenen Elektrodenmasse umgeben und dort allmählich festgebacken werden. Es wurde jedoch gefunden, daß in diesem Falle, wie sich aus dem oben Angeführten ergibt, das Herausziehen immer schwieriger wird, da keine Möglichkeit besteht, den Kontaktbolzen zu polieren. Es ist vorteilhaft, das Loch mit frischer Elektrodenmasse zu füllen, wenn die Kontaktbolzen ganz herausgezogen werden, so daß der konische Teil des Kontaktbolzens mit dieser in inniger Berührung bleibt. Gleichzeitig erhält man eine Elektrode, deren unterer Teil keine Löcher hat.It has already been mentioned that instead of being pulled out completely, the contact bolts can be pulled up each time so far that the lower ends of the unbaked Surround electrode mass and are gradually baked there. However, it has been found that in this case, as can be seen from the above, pulling out becomes more and more difficult, since there is no way to polish the contact bolt. It is beneficial to clean the hole with fresher To fill the electrode mass when the contact pins are pulled out completely, so that the conical Part of the contact pin with this remains in intimate contact. At the same time you get an electrode, the lower part of which has no holes.

Wenn ein Kontaktbolzen herausgezogen wird, kommt es vor, daß das Loch bleibt, da die umgebende Elektrodenmasse eine hohe Viskosität hat. Es ist von Vorteil, vor dem Einstecken eines neuen Kontaktbolzens so viel Elektrodenmasse in das Loch einzufüllen, daß der Kontaktbolzen in die richtige Höhe in der Elektrode kommt.When a contact pin is pulled out, it happens that the hole remains because the surrounding one Electrode mass has a high viscosity. It is beneficial before plugging in a new one To fill the contact pin so much electrode mass into the hole that the contact pin into the correct height in the electrode.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Kontakte in neuer Stellung sehr bald an der Stromzufuhr teilnehmen, da ein stromzuführender Kontakt schon in demselben Loch gearbeitet hat. Es wurde gefunden, daß ein Höhenunterschied von etwa 20 cm zwischen den verschiedenen Kontaktbolzen zweckmäßig ist. Die Kontakte der beiden unteren Reihen sind dann zweckmäßig elektrisch parallel verbunden.Another advantage is that contacts in a new position are very soon connected to the power supply because a live contact has already worked in the same hole. It was found, that a difference in height of about 20 cm between the various contact pins is appropriate. The contacts of the two lower rows are then suitably connected electrically in parallel.

Der durch die zweite Kontaktreihe gehende Strom ist in diesem Falle annähernd 30 bis 60% der Strommenge der unteren Reihe. Die Kontakte der zweiten Reihe helfen somit gut bei der Stromzufuhr; sie werden gleichzeitig in der Elektrode festgebacken und für die Übernahme des Hauptteiles der Stromzufuhr und das Gewicht der Elektrode wohl präpariert.The current going through the second row of contacts in this case is approximately 30 to 60% of the Amount of electricity in the bottom row. The contacts in the second row thus help well with the power supply; they are simultaneously baked in the electrode and for taking over the main part the power supply and the weight of the electrode are well prepared.

Der Höhenunterschied kann nämlich größer als 20 cm gemacht werden; in gewissen Fällen kann dieser Unterschied 35 cm erreichen, wodurch es möglich wird, mit Kontaktbolzen nur in zwei verschiedenen Höhen zu arbeiten. Die Zahl der Kontaktbolzen kann dann auf zwei Drittel herabgesetzt werden. Der so erreichte Vorteil wird aber in vielen Fällen durch erhöhten Spannungsverlust in der Elektrode aufgehoben, da die Kontaktbolzen der zweiten Reihe dann weniger Strom führen und die Überführung der Stromzufuhr von der unteren nach der zweiten Reihe schwieriger ist.The difference in height can be made larger than 20 cm; in certain cases it can this difference can reach 35 cm, which makes it possible to use contact studs only in two different ones Working heights. The number of contact pins can then be reduced to two thirds will. In many cases, the advantage achieved in this way is due to an increased loss of voltage lifted in the electrode, since the contact pins of the second row then carry less current and the transfer of the power supply from the lower to the second row is more difficult.

Im Betriebe muß auf alle diese Umstände Rücksicht genommen werden, und es muß für jeden einzelnen Fall entschieden werden, welche von den verschiedenen Anordnungen vorzuziehen ist.All these circumstances must be taken into account in the company, and it must be for everyone In each individual case, a decision can be made as to which of the various arrangements is to be preferred.

Die obengenannte Überführung der Stromzufuhr, die im allgemeinen dann stattfindet, wenn das Elektrodengewicht von den Kontaktbolzen der unteren Reihe auf diejenigen der zweiten Reihe übergeführt wird, wird zweckmäßig durch Unterbrechung der Stromzufuhr zur unteren Reihe etwa ι Tag vor dem Herausziehen vorgenommen.The aforementioned transfer of the power supply, which generally takes place when the Electrode weight from the contact pins of the lower row to those of the second row is transferred, is expedient by interrupting the power supply to the lower row for example ι made the day before pulling out.

In dieser Weise wird der gesamte Strom durch die Kontaktbolzen der zweiten und möglicherweise dritten Reihe geleitet. Die Kontaktbolzen der zweiten Reihe werden dann in der Elektrodenmas.se so festgebacken, daß das ganze Gewicht der Elektrode ohne Gefahr auf diese Bolzen verteilt werden kann. In diesem Falle ist die dritte Kontaktreihe nicht genügend fest, um einen beträchtlichen Teil des Gewichtes tragen zu können.In this way all the current is through the contact studs of the second and possibly third row headed. The contact pins of the second row are then in the electrode mas.se so baked so that the entire weight of the electrode can be distributed safely on these bolts. In this case, the third row of contacts is not strong enough to hold a substantial portion of the weight to be able to carry.

Wie schon oben erklärt wurde, ist die Aufhängung der Elektrode in dieser Weise so sicher, daß, wenn die Kontaktbolzen richtig in der Elektrode eingebacken sind, ein Teil der Bolzen genügt, um das ganze Gewicht zu tragen. Dieser Umstand wird nach der Erfindung zum Heraufziehen der Aufhängungsanordnung ausgenutzt, wenn dies wegen Verbrauches der Elektrode notwendig ist. Es ist z. B. zweckmäßig, die Elektrode an Vs oder Va der Kontaktbolzen aufzuhängen, während die AufhängungsanOrdnung der anderen Kontakte nach oben verschoben wird.As already explained above, the suspension of the electrode in this way is so secure, that, if the contact pins are properly baked into the electrode, some of the pins are sufficient, to carry all the weight. This fact is used according to the invention to pull up the Suspension arrangement used if this is necessary because of the consumption of the electrode. It is z. B. appropriate, the electrode at Vs or Va the contact studs hang up while the suspension arrangement of the other contacts is moved up.

Die beschriebene Dauerelektrode kann vorteilhaft so betrieben werden, daß nach Herausziehen des Kontaktbolzens beim Erreichen der zulässigen tiefsten Lage in das entstandene Loch so viel frische Elektrodenmasse eingefüllt wird, daß der danach wieder eingesteckte Kontaktbolzen in die richtige Höhenlage gelangt und von frischer Masse umgeben ist.The permanent electrode described can advantageously be operated so that after pulling it out of the contact pin when reaching the permissible lowest position in the hole created fresh electrode mass is filled in that the contact pin, which is then inserted again, into the reaches the correct altitude and is surrounded by fresh mass.

Fig. i, 2 und 3 zeigen einen Aluminiumofen mit kontinuierlicher Elektrode im Schnitt durch zwei Stellen und einen Grundriß, wobei die StromzufuhrFigs. I, 2 and 3 show an aluminum furnace with continuous electrode in section through two points and a plan, showing the power supply

und Aufhängung mittels vier paralleler Kontaktreühen in drei verschiedenen Höhen erzielt wird¹.and suspension is achieved by means of four parallel rows of contacts at three different heights ¹ .

ι zeigt einen Ofen, 2 eine Elektrode, die sich in einem kontinuierlichen Mantel 3 bewegt, 4, 5, 6 und 7 sind Kontaktreihen.ι shows a furnace, 2 an electrode, which is in a continuous jacket 3 moved, 4, 5, 6 and 7 are rows of contacts.

Es ist deutlich ersichtlich, wie die Kontakte der drei Höhen sowohl im Verhältnis zu Kontakten der eigenen Reihe als zu Kontakten benachbarter Reihen ausgewechselt werden.It can clearly be seen how the contacts of the three heights are both in relation to contacts of the own row can be exchanged for contacts in adjacent rows.

Alle Kontakte sind mittels Klemmen 8 an einer Stromschiene 9 in der eigenen Reihe befestigt, die wieder an einem Tragebalken 10, aus einem doppelten T-Eisen bestehend, befestigt sind. Die Tragebalken liegen auf Konsolen 11, die mittels Hebevorrichtungen die notwendigen Bewegungen zulassen. Um die Elektrode in dem Maße zu senken, wie sie verbraucht wird, benutzt man eine Einrichtung, die gleichzeitig auf alle vier Tragebalken ao wirkt. Für das periodische Heben der Tragebalken, wenn sie in eine zu tiefe Lage gelangt sind, können Einrichtungen benutzt werden, die auf jeden Balken gesondert wirken oder gleichzeitig auf die zwei äußeren Balken und dann auf die zwei inneren as Balken.All contacts are fastened by means of clamps 8 to a busbar 9 in their own row, which are again attached to a support beam 10, consisting of a double T-iron. The support beams lie on brackets 11, which by means of lifting devices allow the necessary movements. In order to lower the electrode as it is used up, a device is used which acts simultaneously on all four support beams ao. For the periodic lifting of the support beam, if they get too deep, devices can be used that are on each beam act separately or simultaneously on the two outer bars and then on the two inner ones as bar.

Solches Heben wird in folgender Weise ausgeführt: Die Klemmen 8 der zwei mittleren Kontaktreihen 5 und 6 werden von den Kontakten losgemacht, die entsprechenden Tragebalken 10 werden auf die gewünschte Höhe aufgezogen und die Klemmen wieder befestigt; dann werden die Klemmen der Kontaktreihen 4 und 7 losgemacht, die Tragebalken auf die gewünschte Höhe gehoben und die Klemmen wieder befestigt. Es ist klar, daß, während zwei Kontaktreihen ausgeschaltet sind, eine gleichmäßige Stromzufuhr und gleichmäßige Aufhängung durch die zwei anderen Kontaktreihen ermittelt werden muß.Such lifting is carried out in the following way: The terminals 8 of the two middle rows of contacts 5 and 6 are released from the contacts, the corresponding support beams 10 become pulled up to the desired height and reattached the clamps; then the Loosened the terminals of the contact rows 4 and 7, lifted the support beams to the desired height and reattached the clamps. It is clear that while two rows of contacts are off, an even power supply and even suspension through the two other rows of contacts must be determined.

Fig. 4 und 5 zeigen im einzelnen Längs- und Querschnitte der Verbindungen zwischen Kontakten, Stromschienen und Tragebalken. Der doppelte T-Eisenbalken 10 ist mit der Stromschiene 9 mittels Schrauben 12 und mit der aus zwei zusammengefügten Teilen bestehenden Klemme 8 ♦5 mittels Schrauben 13 verbunden. Zwischen der Klemme 8 aus Bronze oder Gußeisen und dem Kontaktbolzen ist eine auswechselbare Aluminiumoder Kupferpackung 14 eingesetzt, die auch durch eine isolierende Packung ersetzt werden kann, falls es erwünscht ist, den Kontakt zu isolieren.4 and 5 show in detail longitudinal and cross sections of the connections between contacts, Conductor rails and support beams. The double T-iron beam 10 is connected to the busbar 9 by means of screws 12 and with the clamp 8 consisting of two parts joined together ♦ 5 connected by means of screws 13. Between the clamp 8 made of bronze or cast iron and the Contact bolt is an exchangeable aluminum or copper packing 14 inserted, which is also through an insulating packing can be replaced if it is desired to insulate the contact.

Es muß schließlich darauf hingewiesen werden, daß zur Vermeidung zu großer Dimensionen die Kontaktbolzen teilweise aus Kupfer hergestellt werden können, z. B. durch Überziehen der Bolzen mit Kupfer. Um die Länge des Bolzens zu mindern, kann man ihn gegen die weiche Elektrodenmasse wärmeisolieren und in derselben Weise kann man, wenn es erwünscht ist, die elektrische Isolierung von Bolzen gegen den oberen Teil der Masse ausführen. Finally, it must be pointed out that, in order to avoid excessively large dimensions, the Contact pins can be made partially from copper, e.g. B. by over tightening the bolts with copper. To reduce the length of the stud, it can be pushed against the soft electrode mass heat insulation and, in the same way, electrical insulation can be used if so desired run of bolts against the upper part of the mass.

Man hat zwar bereits vorgeschlagen, bei Dauerelektroden die Kontaktbolzen bzw. deren Enden gruppenweise in verschiedenen Höhenlagen übereinander anzuordnen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden die Kontakte jedoch von außen durch die Seitenwand der Elektrode eingeführt. Diese Anordnung erfolgt aus ganz anderen technischen Erfordernissen heraus als bei der Erfindung. Es war keinesfalls ohne weiteres vorauszusehen, daß durch die Anordnung der Kontakte in verschiedenen Höhenlagen bei vertikaler Einführung der Kontakte in die Elektrode die technischen Vorteile eintreten, die oben beschrieben sind.It has already been proposed, in the case of permanent electrodes, the contact bolts or their ends to be arranged in groups on top of each other at different heights. In these known devices however, the contacts are introduced from the outside through the side wall of the electrode. This arrangement is made for completely different technical requirements than in the case of the invention. It was by no means easy to foresee that by arranging the contacts in different Altitudes with vertical introduction of the contacts in the electrode the technical advantages occur, which are described above.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Permanent electrode according to patent 765 753, which the electrical current through the perpendicular unbaked part penetrating contact bolts can be fed in the baked part, characterized in that that the ends of the contact pins (4, 5, 6, 7) lie in groups in at least two different heights, the the vertical distance between the two levels is no more than 35 cm.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that that the ends of the contact pins are at three different heights.

3. Electrode according to claim 2, characterized in that the contact pins (4, 5, 6, 7) of the two lower altitudes are electrically connected in parallel.

4. Procedure for operating the permanent electrode according to claim 1 to 3, characterized in that the contact bolts, if they are the permissible have reached the lowest position, be pulled completely out of the electrode and into the corresponding Hole so much fresh electrode material is filled in that the inserted contact pin has reached the right altitude and is surrounded by fresh mass.

1 sheet of drawings