CH121661A - Stromzuführungseinrichtung bei Elektroden für elektrische Öfen. - Google Patents

Description

      Stromzuführungseinrichtung    bei Elektroden für     elektrische    Öfen.    Vorliegende Erfindung     bezweckt    eine  möglichst weitgehende Verringerung des  Spannungsverlustes in elektrischen Öfen, in  dem der Strom den Elektroden so nahe der  Schmelze als möglich zugeführt wird. Dies  ist besonders von Wichtigkeit bei mit einer  verhältnismässig niedrigen Spannung arbei  tenden Prozessen, wie zum Beispiel bei der  elektrolytischen     Aluminiumgewinnung.     



  Gemäss der Erfindung     wird    der elek  trische Strom den Elektroden     mittelst    min  destens einem Kontakt zugeführt, welcher  in das Innere der Elektrode hineinragt und  den Strom an dieselbe in der Nähe ihres  Arbeitsendes abgibt. Es ist im allgemeinen  vorteilhaft, an Stelle eines grossen mehrere  kleine     Kontakte@zu    verwenden. Die Kontakte  können aus Metall und dann vorzugsweise  aus einem gut leitenden Metall, wie Kupfer  oder     Aluminium,    sein, oder aus Kohle oder  Graphit. Falls nötig, können die Kontakte  mit Wasserkühlung versehen sein.

   Die Kon  takte können auf irgend eine Art, zum Bei  spiel durch Verschrauben, in verschiedener    Höhe in der Elektrode befestigt sein, derart,  dass ein Kontakt, sobald er durch den Ver  brauch der Elektrode so nahe an das Bad  herankommt, dass eine Schmelzgefahr be  steht, von der Elektrode entfernt, und an  einer neuen Stelle weiter oben befestigt wer  den kann. Wenn der Kontakt aus einem Ma  terial besteht, welches das Ofenprodukt nicht  verunreinigt, ist es nicht nötig, den Kontakt  zu entfernen, und es genügt, die elektrische       Stromzuleitung    zu entfernen. Zweckmässig  wird diese dann mit einem neuen Kontakt  weiter oben in der Elektrode verbunden. Auf  diese Weise wird praktisch jeglicher Span  nungsverlust in der Elektrode vermieden.

    Die Einrichtung kann     sowohl'    bei den ge  bräuchlichen Kohle- und     Graphitelektroden,     als auch bei den     sogenannten    selbstbrennen  den     (Söderberg-)    Elektroden benützt werden,  welche während des Ofenbetriebes gebrannt  werden. Hierbei können verschiedene Aus  führungen Verwendung finden. Solche selbst  brennenden Elektroden können zum Beispiel  mit fertig gebrannten     Einsatzstucken    aus      Kohle oder Graphit versehen sein, welche  gegebenenfalls     mittelst    Schraube und Nippel  miteinander verbunden sein können. Die  Einsatzstücke können eine raube und unebene  Oberfläche haben, um den Kontakt mit der       Elektrodenmasse    zu verbessern.

   Die Elek  troden können auf übliche Weise mit einem  metallischen     31antel    versehen sein. Die Kon  takte werden dann gewöhnlich durch den  Mantel in die Masse eingeführt. Wo Ein  satzstücke aus Kohle oder Graphit vorhan  den sind, ist es zweckmässig, die     Kontalde     daran zu befestigen. Der     Elektrodenhalter     ist zweckmässig so ausgebildet, dass die Kon  takte beim Herablassen der Elektrode durch  diesen     hindurchtreten    können.  



  Die Einrichtung kann auf     verschiedene     Arten ausgeführt werden. Gemeinsam ist  allen .die Tatsache, dass der Strom der Elek  trode nahe der Schmelze zugeführt wird, so  dass der Spannungsabfall gering ist. Bei  selbstbrennenden Elektroden wird deshalb  zweckmässig die Kontakteinrichtung in inni  gen Kontakt mit dem untern, gebrannten  Teil der Elektrode gebracht.  



  Ausführungsbeispiele der Einrichtung  sind in der Zeichnung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt in den untern der Elektrode  eingesetzte Schraubenkontakte.  



  1 ist die Elektrode, 2 ist ein mit Gewinde  versehener, in die Elektrode eingeschraubter  Metallkontakt, 3 sind     Bohrungen    zum Ein  schrauben neuer Kontakte, 4 ist ein Kabel  schuh und 5 das     Stromzuführungskabel.     



  Wenn diese Ausführungsform bei selbst  brennenden Elektroden verwendet wird, ist,  es nicht nötig, die Kontakte während des  Betriebes zu kühlen. Man muss dieselben  vielmehr eine Temperatur erreichen lassen,  bei welcher die umgebende     Elektrodenmasse          elektrisch    genügend leitend ist.  



  Oft ist es indessen vorteilhaft, die Kon  takte vor deren Entfernung aus der Elek  trode zu kühlen, da das Metall sich dann zu  sammenzieht und die Kontakte leichter her  ausgeschraubt oder gelockert werden können.  Es ist dann vorteilhaft, die Kontakte mit  einer Mischung von Luft und -Wasser in    Form eines mittelst Spritze auf dieselben ge  spritzten Strahls zu kühlen. Um das Lockern  der Kontakte noch mehr zu erleichtern, kön  nen dieselben vor dem Einschrauben mit  Graphit oder dergleichen eingeschmiert wer  den.  



  In vielen Fällen ist es von Vorteil, den  Kontakt in Form einer konischen Schraube  auszuführen. Derselbe     löst    sich dann leich  ter aus der Masse.  



  Damit die     Elektrode    so hoch hinauf als  möglich gebrannt werden kann und um  gleichzeitig der den Kontakten stets inne  wohnenden abkühlenden Wirkung entgegen  zuwirken, kann die Elektrode aussen gegen  Wärmeverlust isoliert sein.  



  Anstatt Schraubenform können die Kon  takte natürlich auch verschiedene andere  Formen haben. So können zum Beispiel  flache oder keilförmige Einsatzstücke ver  wendet werden, welche entweder während  des Einstampfens der Elektrode in die Masse  eingelegt oder nach dem Einstampfen in die  selbe hineingedrückt werden, solange die  Masse noch weich ist.  



       Fig.    2 zeigt keilförmige Doppelkontakte,  welche von aussen in die Elektrode einge  führt werden. 1 ist eine Elektrode, 2 der  keilförmige Doppelkontakt;     Fig.        -211    zeigt  diesen Kontakt in     grösserem        Massstabe.    4 ist  ein     Kabelschuh,    5 ein     Stromzuführungs-          kabel;    6 zeigt eine Bohrung, in welche be  reits ein Kontakt eingesetzt war und in der  Nähe des Bades wieder herausgenommen  worden ist; 7 ist das Schmelzbad.  



  In der Zeichnung sind die Kontakte in  geneigter Stellung dargestellt, so dass sie  noch näher an die Oberfläche des Schmelz  bades oder selbst unter diese gebracht wer  den können, wodurch der Spannungsabfall  noch mehr reduziert wird.- Die beschrie  benen Kontakte können leichter von der  Elektrode als gewöhnliche flache oder ein  fache keilförmige gelöst werden und können  nach Erhärten der Elektrode in passende  Bohrungen     dereelben    eingesetzt und     befestigt     werden.

   In     diesem    Falle müssen die     Boh-          runen    im weichen Teil der Elektrode ge  <B>n</B>      macht     werden    und zum Beispiel mit ähn  lichen     Keilen    oder Holzstücken gefüllt wer  den,     .o        da(3    eine     Deformation    der Bohrungen  vor     dein    Gebrauch verhütet wird. Die Kon  takte können auch aus einem besonders hitze  beständigen Metall, zum Beispiel Chrom  nickel, hergestellt sein.. Nickel hat     nebst-          dem    den Vorteil, dass es nicht viel Kohlen  stoff aus der Elektrode aufnimmt.

   Um den  hohen elektrischen Widerstand dieser Me  talle oder Legierungen aufzuheben, versieht  man die Kontakte zweckmässig mit einem  Kern aus Kupfer oder dergleichen. Kupfer  kerne sind weiterhin praktisch in Verbin  dung mit den gebräuchlichen eisernen Kon  takten, und die Kontakte können auch aus  Kupfer bestehen, welches einen zum Beispiel       elektrolytisch    aufgebrachten     Eisenüberzug     hat.  



  Die eingesetzten Kontakte können auch  in ein Metall mit verhältnismässig niederem  Schmelzpunkt, z. B. Aluminium, eingehüllt  sein, welches den Ofen nicht verunreinigt.  Es können zum Beispiel Aluminiumröhren  im Material der selbstbrennenden Elektroden  angeordnet und die Kontakte in die obern  Enden dieser Röhren eingesetzt werden. Das  Aluminium am untern Kontaktteil wird  schmelzen, aber zwischen dem Kontaktstück  und dem geschmolzenen Aluminium ergibt  sich leicht ein guter Kontakt.  



       Fig.    3 zeigt die Anordnung von nach  einer Schraubenlinie angeordneten     Kohle-          oder        Graphitkontakten    in einer selbstbren  nenden Elektrode. ö ist die selbstbrennende  Elektrode, 8 ihre Metallhülle; 8a ist die     Elek-          trodenmasse;    9 sind fertig gebrannte Kohle  oder     Graphiteinsatzstücke;    10     sind    mit     G        e-          tvinde    versehene Kontakte; 11 ist ein Kabel  schuh und 12 sind die     Stromzuführungs-          kabel.     



  Die metallischen Kontakte sind in der  Nähe der     Badoberfläche    in die Kohle- oder       Graphiteinsatzstücke    hineingeschraubt. Da  der unterste Teil des     Kontaktes    den Strom  überträgt, kann der obere Teil von der     Elek-          trodenma.sse    zum Beispiel durch Karton oder  dergleichen isoliert     sein.    Dieser ist natürlich    rasch verkohlt, verhindert jedoch gleichwohl  ein zu festes Anhängen des Kontaktes an der  Masse.  



  Anstatt den Kontakt tief in die Elek  trode     eindringen    zu lassen, können die Kohle  einsatzstücke mit einem Überzug aus gut lei  tendem Material versehen     sein.    Bei Alu  miniumöfen sollte dieses Metall in der Regel  Aluminium sein, dessen     allzurasches    Ab  schmelzen nötigenfalls durch Kühlen ver  hindert werden kann.  



  Das Aluminium übernimmt dann die  Funktion der Metallkontakte und die Strom  zuleitung kann je mit einem nicht tief ein  dringenden Kontakt entweder am Ende des  letzteren verbunden oder von einer Seite her  eingeführt sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Stromzuführungseinrichtung bei Elektro den für elektrische Ofen, gekennzeichnet durch mindestens einen Kontakt, welcher in die Elektrode hineinragt und den Strom an dieselbe in der Nähe des Arbeitsendes der Elektrode abgibt. UNTERANSPRÜCHE 1. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontakte direkt in einen ge brannten Teil der Elektrode eintreten.

   2. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontakte von der Aussen seite nahe dem Schmelzbade in die Elek trode eingeführt sind. 3. Stromzuführungseinrichtung 'gemäss Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontakte nach unten ge neigt in der Elektrode angeordnet sind. 4. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um die Kontakte ent fernen zu können, bevor der sie aufneh mende Teil der Elektrode in das Bad ein taucht.

   5. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa- tentänspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon takte aus Metall bestehen und bis nahe in den gebrannten Teil der Elektrode hinabreichen. 6. Stromzuführungseinriehtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um die Kontakte abküh len zu können, bevor sie aus der Elek trode herausgezogen werden. 7. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Kon takte aus einem Kupferkern bestehen, welcher mit einem hitzebeständigen Me tall überzogen ist.

   B. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon takte Metallschrauben sind. 9. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1. bis 8, gekennzeichnet durch Kontakte, wel che längs einer Schraubenlinie in ver schiedenen Höhen angeordnet sind. 10. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elek trode mit vorher gebrannten Einsätzen aus Kohle oder Graphit versehen ist, in welchen die metallischen Kontakte be festigt sind.

   11. Stromzuführungseinrichtung gemäss Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon takte, in eine Elektrode für Aluminium öfen eingesetzt, aus Aluminium bestehen.