DE958318C - Verfahren zum Betrieb von elektrischen Schmelzoefen mit selbstbackenden Elektroden - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBEUAR1957

E 5348 VIIId12ih

Elektrokemisk A/S, Oslo

Es sind bereits besondere Ausführungen von Söderberg-Elektroden für Aluminiumöfen bekannt, deren Merkmal darin besteht, daß der elektrische Strom mit Hilfe von vertikalen, in die Elektrode von oben hineinragenden Kontaktbolzen, zugeführt wird. Diese Bolzen müssen von Zeit zu Zeit aus der Elektrode herausgezogen·, werden, wenn diese weitgehend abgebrannt ist, und zwar bevor die Elektroden mit ihrem unteren Ende mit dem Kryolitbad im Ofen in Berührung kommen. Die Kontaktbolzen werden nach dem Herausziehen wieder in einen gleichen Hohlraum, jedoch in höherer Lage eingesetzt und mit Hilfe einer bestimmten Menge in deji Hohlraum eingeführter Elektrodentnasse in der Elektrode festgebacken. Diese Elektrodenmasse umschließt dann den unteren Teil des Bolzens und stellt die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode und dem Kontaktbolzen dar.

Wie sich im praktischen Gebrauch erwiesen hat, bietet diese Ausführung große Vorteile; sie hat demgemäß in der AJumrniumindustrie bereits ausgedehnte Anwendung gefunden, jedoch weist sie noch den Nachteil auf, daß man die Kontaktbolzen jedesmal, wenn sie wieder in einer höheren Lage angeordnet werden sollen, ganz aus der Elektrode herausziehen muß. Hierbei ist nicht zu vermeiden, daß ziemlich viel Teerdampf durch die Hohlräume

an der Oberfläche der Elektrode entweicht, was insbesondere dann erfolgt, wenn rohe Elektrodenmasse nachgefüllt wird. Zwar stört dieTeerdampfentwicklung nur wenig, wenn es sich um einen einzelnen 5 Ofen handelt, jedoch wirkt sie sehr belästigend, wenn in einem großen Werk eine lange Reihe von öfen, in einer-Halle arbeiten. Man muß dann .Vorkehrungen treffen, um die Teerdämpfe zu sammeln und abzusaugen, was aber deshalb schwierig ist, ίο weil man zum Zweck der Handhabung der Kontaktbolzen zu diesen freien Zutritt haben muß.

Um diesem Nachteil zu begegnen, wird vorgeschlagen, an sich bekannte, mindestens in ihrem Unterteil konisch ausgebildete Kontaktbolzen zu verwenden und diese gemäß der Erfindung beim Verstellen so weit aus der Elektrode herauszuheben, daß zwischen der Elektrode und dem konischen Unterteil des Bolzens ein Ringraum entsteht, durch den das Nachfließen, von Elektrodenmasse in den vom Bolzen verlassenen Raum möglich ist.

Es sind zwar an ihrem unteren Ende zugespitzte Kontaktbolzen bekannt, ihre Verwendung in der gemäß der Erfindung beschriebenen Weise ist jedoch nicht vorbekannt. Diese Ausbildung der Elektroden hatte jedoch bei früheren Ausführungen keine besondere Bedeutung.

Der Bolzen kann entweder selbst konisch sein oder mit einem hohlen oder massiven Konus aus Stahl, Gußeisen oder anderem Material an. seinem Unterteil versehen sein.

Der Ringraum, der durch das Hochstellen des Bolzens entsteht, kann je nach der Konsistenz der Masse verschieden weit gehalten werden. Falls die rohe Masse sehr leichtflüssig ist, genügt ein. Abstand zwischen Bolzen und Elektrode von. nur etwa I¹ACm, wohingegen eine mehr zähflüssige Masse einen Abstand von etwa 3 V2 bis 4 cm erfordert.

Die Konizität des Bolzens soll so bemessen sein,

daß die Masse frei in den Hohlraum durch den Ringraum hinabfließen kann, wenn, der Bolzen in seine Ausgarigslage gehoben wird. Im allgemeinen genügt eine Konizität von 1 :3 bis 1: 24; überdies wird die Konizität außer von der Konsistenz der Masse auch bestimmt von dem Abstand der Ausgangslage des Bolzens und dessen Endlage.

In Fig. ι ist ein konischer Bolzen dargestellt in dem Zeitpunkt, in dem er in seine Ausgangslage angehoben ist. Die Fig. 1 stellt einen Schnitt durch die fertiggebackene Masse 1 dar. 2 ist die rohe, flüssige Masse, die den Ringraum um den Kontaktbolzen nach dessen Anheben und auch den Hohlraum 4 noch nicht gefüllt hat.

Wenn das Anheben des Kontaktbolzens 3 bei der in Fig. ι gezeigten Ausführungsform des Bolzens verhältnismäßig langsam erfolgt, wird die rohe, flüssige Masse 2 alsbald die unteren Teile des Kontaktbolzens umschließen und in den Hohlraum 4 hinabfließen, ohne daß es zu einer merklichen Teerdampfentwicklung kommt.

Für eine rasche Bedienungsweise ist jedoch eine Bolzenausgestaltung gemäß Fig. 2 vorzuziehen. Die Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch einen anders gestalteten Kontaktbolzen und die Elektrode, wobei dieser Kontaktbolzen sich gleichfalls in Ausgangsstellung befindet. Diese Ausführung gestattet es, die Kontaktbolzen besonders schnell anzuheben, ohne Rücksicht auf die vorliegende Viskosität der Elektrodenmasse, die daraufhin ihrem derzeitigen Zustand entsprechend mehr oder weniger schnell nachfließen kann, ohne daß hierbei die Gefahr besteht, daß etwa infolge trägeren Durchflusses der Elektrodenmasse die Abdichtung zwischen dem entstandenen Hohlraum und der äußeren Umgebung gefährdet wird. Sie ist dabei in jedem Falle gewährleistet. Die Besonderheit des Bolzens besteht darin, daß der Bolzen 5 nur in seinem unteren Teil konisch gestaltet ist und im Anschluß an den, konischen Teil von einem Hohlzylinder 6 umgeben ist, der mit dem Kontaktbolzen elektrisch gut verbunden ist.

Die Länge des konischen Teils des Bolzens 5 kann verschieden gehalten werden und z. B. etwa 25 cm betragen. Der den Bolzen umgebende Hohlzylinder muß sich von der breitesten Stelle des Konus über die Elektrodenoberfläche erstrecken. Der Durchmesser des Hohlzylinders muß größer sein als der des Bolzens selbst, so daß beim Anheben des Bolzens mit dem Zylinder ein Ringraum bzw. ein Hohlraum entsteht, durch den die flüssige Masse oberhalb der gebackenen Elektrode in den durch das Hochlagern des Bolzens entstehenden Raum hinabfließt. Wie bei dem konischen Bolzen gemäß Fig. 1 kann der Abstand zwischen dem festgebackenen Teil der Elektrode und dem Konus 1¹A bis 3V2 bis 4 cm betragen. Wenn ein solcher Bolzen so weit herausgezogen wird, daß rohe Masse herabfließen kann und den Hohlraum 4 ausfüllt, wird bald wieder eine gute elektrische Verbindung zwischen der Elektrode und dem Bolzen entstehen, wobei die starke Erhitzung des konischen Teils des Bolzens mitwirkt.

Natürlich muß man sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 1 als auch bei der nach, Fig. 2 dafür sorgen, daß sich eine genügende Menge flüssiger Masse oberhalb der Elektrode befindet, damit das Ausfüllen der Hohlräume von selbst erfolgt und gleichzeitig die Masseschicht ein anhaltendes Abrauchen von Teerdämpfen aus dem Innern der Elektrode verhindert.

Eine weitere Abwandlung des Betriebes einer no Söderberg-Elektrode mit einem konisch gestalteten Kontaktbolzen besteht darin, daß nicht die gesamte Oberfläche des festgebackenen Teils der Söderberg-Elektrode mit flüssiger Masse bedeckt ist, sondern nur ein in unmittelbarer Umgebung des Bolzens uj befindlicher Teil. Dies wird gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch bewirkt, daß der konische Bolzen mit einem trichterförmigen Kragen umgeben ist, der jeweils vor dem Hochstellen¹ des Bolzens aufgesetzt und mit flüssiger Masse gefüllt wird.

In Fig. 3 ist im Schnitt eine solche Anordnung dargestellt. Der in der Ausgangslage befindliche konische Bolzen 3, der gerade angehoben worden ist, hat in der festgebackenen Elektroden- iss masse 1 den Hohlraum und Ringraum 4 hinter-

lassen.. In dem auf die Oberfläche der Elektrode um den Bolzen aufgesetzten trichterförmigen Kragen; 7 befindet sich die Masse 8, die dazu bestimmt ist/den Raum 4 auszufüllen. Als Masse 8 kann die gewöhnliche Elektrodenmasse oder eine spezielle Masse gegebenenfalls, in Brikettform verwendet werden. Wenn diese Masse beim Hochstellen des Bolzens mit dessen glühendem Teil in Berührung kommt, schmilzt sie und füllt den Hohlraum 4 aus. Selbstverständlich muß bei dieser Aueführungsweise der Ofenbetrieb so geregelt sein, daß die Elektrodenmasse im Oberteil der Elektrode ι so fest ist, daß sie nicht in den vom Bolzen zurückgelassenen Raum 4 fließt, wenn dieser in seine Ausgangslage gehoben wird.

Selbstverständlich kann, an Stelle eines einfachen konischen Bolzens, wie er in der Fig. 3 und auch Fig. ι gezeigt ist, auch ein nur in seinem Unterteil konischer Bolzen, der mit einem Hohlzylinder 5

zo verbunden ist, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet werden; nur muß dann der Bolzen so weit angehoben werden, daß die Unterkante des Hohlzylinders höher gehoben, wird als die Oberkante der festgebackenetl· Elektrode.

Durch den erfindungsgemäßen Betrieb von öfen mit Söderberg-Elektroden kann die Hubhöhe des Bolzens mit großer Genauigkeit eingestellt werden, und man erhält auf diese Weise eine gute Kontrolle über die Lage und elektrische Wirkungsweise der Bolzen. Es, ist nunmehr unnötig, den Bolzen zuerst ganz aus seinem Sitz herauszuziehen, um dann rohe Masse in den Hohlraum einzubringen und anschließend den Bolzen wieder abzusenken. Mithin kann der Arbeitsvorgang beim Regulieren des Bolzens sehr viel· schneller als bei den früher angewendeten Methoden erfolgen.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Betrieb von elektrischen Schmelzofen mit selbstbackenden Elektroden, zu denen die Stromzufuhr durch in die Elektrode vertikal eingeführte, unten konisch ausgebildete Kontaktbolzen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbolzen beim Verstellen so weit aus der Elektrode herausgehoben werden, daß zwischen der Elektrode und dem konischen Unterteil des Bolzens ein solcher Ringraum entsteht, daß das Nachfließen von Elektrodenmasse in den vom Bolzen verlassenen Raum möglich 'ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß frische Elektrodenmasse in einen um jeweils einen der herauszuhebenden Kontaktbolzen herum aufsetzbaren und wieder abnehmbaren trichterförmigen. Kragen eingefüllt wird, von welchem die Elektrodenmasse in den beim Heben des Bolzens entstandenen Ringraum herabfließen kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschriften. Nr. 78851,
682.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© «09 579/419 8.56 (60» 797 2.57)