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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf d@s Gebiet der Elektrothermie, genauer
auf eine Einrichtung zur Formierung einer selbstbackenden Elektrode, und kann im
Eisen- und Buntmetallhüttenwesen, ind er Chemie und anderen Produktionsprozessen
verwertet werden, wo mit selbstbackenden Elektroden ausgestattete elektrische Öfen
zum Einsatz gelangen.
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Die weitere Entwicklung der Erz-Elektrothermie steht vor dem Problem
der Schaffung neuer fortschrittlicher Elektroofenausrüstungen mit gleichzeitiger
Entwicklung fortschrittlicher Betriebsweisen für diese Ausrüstung, was im großen
und ganzen eine Erhöhung der Arbeitsproduktivität, eine Senkung der Selbstkosten
von hergestellten Erzeugnissen und eine Verbesserung von sanitär-hygienischen Arbeitsbedingungen
für
das Bedienun@@pe @@@@l, gewährleisten soll.
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Bekannt ist eine Einrichtung zur Formierung einer selbstba@@@@@@@
elektrode, die eine @t@@@ @hr @@@ Dauerform für die @@ll@@b@@@@@@@@ Hohlelektrode,
@in @ @ickungsrohr, das in-@ ' @@ Form längs ihrer zentrale@ Achse hindurchgeführt
ist, @ine Stromzuführung, einen Antrieb zur Verschiebung, der Elektrode und eine
Vorrichtung für die Zuführung und Pressung der Elektrodenmasse enthält.
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Die beschriebene Einrichtun hat wesenbliche nachteile: es ist bei
ihr notwendig, unmittelbar in die stromführende Form nur verflüssigte Masse aufzugeben,
für deren Erwärmung ein zusätzlicher wärmeaufwand außerhalb der Einrichtung notwendig
ist: die Innenwand der stromführenden Form ist gegenüber der zu bildenden elektrode
unbeweglich, was eine zusätzliche Kraft zur Überwindung der Haftreibung zwischen
der Wand und dem zusammengebackenen Elektrodenblock beim Austritt der Elektrode
aus der Form mit fortschreitendem Elektronenabbrand im Herd des Offens erfordert;
und die massezuführende Einrichtung und ein Teil des Tragmantels befinden sich in
der Stromzuführungszone, was einerseits bei der Leistungserhühung des blektroofens
und den Stromanstieg zur Vergrößerung von elektrischen Verlusten infolge der Induzierung
von Wirbelströmen in den erwähnten Konstruktionen führt, andererseits aber in einem
bestimmten Maß die Bedienung und Reparatur der massezuführenden Einrichtung erschwert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Formierung
einer selbstbackenden Elektrode zu schaffen, in der die wärme von das Beschickungsrohr
durchströmenden @@@en vollständige@ verwendet ist, die Bedingungen den Zu @ @@@ckens
der Elektrode verbessert sind, die Qualität der Elektrode, die Bedienungsbequemlichkeit
und die Betriebssicherkeits erhöht, die progressi@@te Zuführung der Elektrodenmasse
in großen Blöcken sowie die periodische Eingabe des GEmenges in bestimmten Portionen
gewährleistet sind.
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Das wird dadurch erreicht, daß in der Einrichtung zur Formierung
einer selbstbackenden Elekrtode, die eine stromführende Dauerform, durch die längs
ihrer zentralen Achse ein Beschickungsrohr hindurchgeführt ist, eine Stromzuführung,
einen Antrieb zur Verschiebung der selbstbackenden Elektrode und eine Vorrichtung
für die Zuführung und Pressung der Elektrodemnasse enthält, gemäß der Erfindung
außerhalb des Beschickungsrohres und konzentrisch zu ihm ein Tragzylinder aufgestellt
ist, der in oberen Teil an de, Antrieb zur Verschiebung der Elektrode befestigt
und mit seinem unteren Teil mit der stromführenden Dauerform verbunden ist, während
zwischen dem genannten Tragzylinder und dem Beschickungsrohr im oberen Teil der
beiden die Vorrichtung für die Zuführung und Pressung der Elektrodenmasse angebracht
ist, welche an einer Traverse befestigt ist, die mit nach oben und nach unten mitteil
Mechanismen, beispielsweise am Antrieb zur Verschiebung
der Elektrode
befestigten Hydraulikzylindern, verschiebbar ist.
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Zweckmäßigerweise hat die Vorrichtung für die Zuführung und Pressung
der Elektrodenmasse schwenkbare Konsolen, die an der Traverse um das Beschikkungsrohr
befestigt und mit ausschiebbaren Kegelresten verschen sind, die mit dem Beschickungsrohr
mittels in diesem ausgeführten Aussparungen gekoppelt sind, sowie mit Anschlagschrauben
ausgerüstet sind, die im Ringraum zwischen dem Tragzylinder und de;-, Bcschickungsrohr
angeordnet sind.
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Die Vorrichtung kann als Ring-Kolben ausgebildet scir, in den rli.t
einem nde massezuführende Rohre eingebaut sind, deren anderes Ende an der Traverse
befestigt ist.
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Die massezuführenden Rohre können vorwiegend senkrecht zur horizontalen
Achse der Einrichtung angeordnet sein.
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Die massezuführenden rohre können auch unter einem Winkel zur horizontalen
Achse der Einrichtung, vorwiegend unter einem Winkel von 45-85° angeordnet sein.
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Es ist, zweckmäßig, für die periodische Gemengezufuhr unter die untere
Stirnseite der selbstbackenden Hohlelektrode im Inneren des Beschickungsrohres längs
seiner zentralen Achse ein senkrechte Welle einzubauen, die an ihrem oberen Ende
mit einem auf dem Aufgabebunker instal lierten Drehungsantrieb, an dem unteren Ende
aber mit eine@
hohlen drehbren Kegelscheibe verbunden ist, die mittels
biegsamer Ketten, welche an ihrer Peripherie befestigt sind, auf diesclbe leise
mit einer im Beschickungsrohr stationär befestigten hohlen Kegelscheibe in Verbindung
steht, wobei an der senkrechten Welle eine Sektorenscheibe befestigt ist, die sich
über einer anderen im Aufgabebunker eingebauten Sektorenschiebe befindet.
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Die vorgeschlagene Einrichtung besitzt folgende Vorteile gegenüber
den bekannten: - sie erlaubt es, für die Aufgabe und Zufuhr in die stromführende
Dauerform die Elektrodenmasse sowohl im festen als auch im flüssigen Zustand zu
benutzen; - sie gestattet es, die Wärme der Abgase zu verwerten und sie zur Erwärmung
der Elektrodenmasse und zum Zusammenbacken der Elektrode sowie zum Trocknen und
Axiwärmen des Gemenges auszunutzen; - sie bietet die Möglichkeit , die Abgase aufzufangen
was zur Verbesserung der sanitär-hygienischen Bedingungen und zum Umweltschutz beiträgt;
- sie erlaubt es, die aus dem Ofen abgehenden und gereinigten Gase durch den Hohlraum
der Elektrode dem Tnneren des Ofenherdes zuzuführen oder für diesen Zweck Satur-oder
ein anderes Gas zu verwenden; - sie gewährleistet die Herstellung eines dichteren
und festeren Elektrodenblocks mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit; - sie gestattet
es, ein progressives Verfahren des
Eintragens der Elektrodenmasse
in Ringblöcken anzuwenden, wodurch die Arbeit mechanisiert und die Arbeitsproduktivität
unter gleichzeitiger Reduzierung des Bedienungspersonals erhöht werden können; -
sie gewährleistet, daß metallische Einschlüsse ill der Elektrode vollkommen fehlen,
was ein itusbleiben der Verunreinigung des erschmolzenen Metalls oder der Legierung
mit schädlichen Beimengungen garantiert; - sie ermöglicht die iNufgabe des Gemengos
und dessen Zufuhr in den Herd des Ofens kontinuierlich oder periodisch in Portionen;
- sie macht es möglich, die Elektrode im Ofengewölbe zu hermetisieren, und schließt
Gasentweichun6en in die Hallenatmosphäre aus; - sie gewährleistet das Ausdrücken
und gleichzeitig das Ausstoßen der Elektrode aus der stromführenden Dauerform unter
gleichzeitiger Unterstützung des Blektrodenblocks und Verschiebung des Gemenges,
was dessen Hängenbleiben verhindert und die Betriebssicherheit der zinrichtung erhöht;
- sie gestattet es, den Prozeß der Formierung und Nachstellung der elektrode voll
zu mechanisieren und zu automatisieren; - sie ermöglicht es, bis zu 25-30% der Elektrodenmasse
einzusparen und im Gemenge bis zu 25% körniges Material mit einer Stückgröße von
unter 10 mm zu verwenden, - und setzt den Elektroenergieverbrauch um 7-10% herab.
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Um das Wesen der Brfindungr besser zu verstehen, werden nachstehend
Ausführungsbeispiele der Einrichtung zur Formierung einer selbstbackenden Elektrode
mit Bezugnahme auf beigelegte Zeichnungen eingehend beschrieben. Es zeigen: Fig.
1 eine Einrichtung im Längsschnitt, wobei eine Variante der konstruktiven Ausführung
der Vorrichtung für die Zuführung und Pressung der Blektrodenmasse gemäß der Erfindung
gezeigt ist; Fig. 2 eine Einrichtung im Längsschnitt, wobei eine andere Ausführungsvariante
der Vorrichtung für die Zuführung und Pressung der Elektrodenmasse ge.auß dar Erf
indung gezeigt ist; Bi6'o 3 einen Teil einer Einrichtung zur periodischen Gemenge
zufuhr in bestimmten Portionen, im Langsschnitt.
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Die einrichtung enthält eine stromführende Dauerform 1 (Fig. 1) zur
Herstellung einer selbstbackenden Elektrode 2, eine Stromzuführung 3, die mit der
stromführenden Form 1 elektrisch verbunden und zusammen mit ihr an einem Tragzylinder
4 befestigt ist,der in Höhenrichtung mehrere Stufen der elektrischen Isolation 5
aufweist und oben an einem Antrieb 6 zur Verschiebung der Elektrode 2 befestigt
ist.
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Längs der zentralen Achse verläuft durch die stromführende Form 1
ein Beschickungsrohr 7, auf dessen Außenseite und konzentrisch zu ihm der Tragzylinder
4 angeordnet ist.
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Im oberen Teil der Einrichtung ist zwischen dem Trg zylinder 4 und
dem Beschickunbsrohr 7 eine Vorrichtung für die Zuführung und Pressung der Slektrodenmasse
untergebracht, die mehrere Ausführungsvarianten haben kann, Sie kann zum Beispiel
in Form von in schwenkbare Konsolen 8 eingebauten Kegelrasten 9 ausgeführt sein,
die mit Iiilfe von kegeligen Aussparungen mit dem Beschickungsrohr 7 zusammengefügt
werden.
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Die schwenkbaren Konsolen 8 sind an einer Traverse 10 befestigt.
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Die Kegelrasten 9 sind mit Schrauben- Handrädern 11 versehen.
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Die schwenkbaren Konsolen 8 besitzen Anschlagschrauben 12 mit Kurbelrädern
13. Die Traverse 10 ist mit Doppelhubzylindern 14 verbunden, die auf dem Antrieb
6 zur Verschiebung der elektrode 2 montiert sind.
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Im oberen Teil des Beschickungsrohres 7 ist eine Dichtung 15 bekannter
Konstruktion (pneumatische Dichtung, Packungsstopfbuchse u. å,) befestibt, die den
Zwischenraum zwischen dem Beschickungsrohr 7 und dem teleskopischen Stutzen eines
Aufgabebunkers 16 hermetisiert, in welchen ein Gas zug 17 eingebaut ist. Die obere
und die untere Lage der Traverse 10 wird durch Endschalter 18 bzw.
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19 fixiert.
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Die Einrichtung arbeitet folgenderweise.
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Am Anfang befindet sich das Beschickungsrohr 7 in der untersten Lage.
An ihm wird in
bekannter Weise, beispielsweise durch Schweißen,
ein provisorischer Blindflansch aus Feinblechmaterial, z.B. aus Stahl, befestigt.
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Dabei bildet der Blindflansch mit dem unteren Rand der stromführenden
Dauerform 1 einen von unten geschlossenen Ringhohlraum zwischen dem Beschickungsrohr
7 und der stromführenden Dauerform 1 zur Formieurng der selbstbackenden elektrode
2. Der Blindflansch ist ein provisorisches Hilfe element, das nur in der riode des
Anfahrens der Einrichtung benutzt wird; deshalb ist er in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Anschließend wird die Einrichtung mittels des Antriebs 6 zu Verschiebung
der Elektrode so nach unten ab6reLienkt, daß der Abstand von dem Blindflansch oder
der Stirnseite der stromführenden Dauerform 1 bis zum Herd des Ofens 150-200 mm
beträgt.
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Dann wird aus dem Aufgabebunker 16 durch das Beschikkungsrohr 7 die
erste vorbestimmte Portion von Gemenge 20 in Form eines stromleitenden kohlenstoffhaltigen
Materials, beispielsweise Koks, zugeführt, der auf diese Weise unter die untere
Stirnseite der künftigen selbstbackenden Hohlelektrode 2 gelangt und den Raum zwischen
den benachberten (im Dreiphasensystem) Elektroden in der Ofenwanne schließt, indem
er einen Leiter fUr den Durchfluß des elektrischen Stroms bildet.
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Im Einphasensystem wird der Stromkreis für den Stromdurch,
fluß
über das kohlenstoffhaltige Material zur stromleitender Herdfläche erzeugt, die
mit einem der Pole der Speisequelle verbunden ist.
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Danach wird von Hand oder mit Hilfe einer kleinen A"echanisierung
(z.B. einer Rinne) in den Ringraum zwischen der stronführenden Form 1 und dem Beschickungsrohr
7 stükkige Elektrodenmasse eingeschüttet, wodurch der Körper der künftigen selbstbackenden
Hohlelektrode 2 gebildet wird; dann wird mit derselben Lasse ein bestimmter Teil
des aingraumes zwischen dem Beschickungsrohr 7 und dem Tragzylinder 4 gefüllt.
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Der weitere Eintrag der Elektrodenmasse in den nichtgefüllten eil
des Ringraumes in Blöcken 21 wird durch ein Hebezeug, beispielsweise durch eine
Elektrozugkatze ausgeführt.
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Zur Durchführung dieser Arbeitsoperation wird sowohl in diesem ltnfahrmoment
wie auch beim weiteren Betrieb der Aufgabebunker 16 zusammen mit dem Gaszug 17 (der
ebenfalls teleskopisch mit seiner nicht gezeichneten Fortsetzung in der Vertikalebene
verbunden ist) nach oben bewegt und gibt den Raum über der Dichtung 15 und dem Beschickungsrohr
7 frei. Im nächsten augenblick werden die Anschlagschrauben 12 mittels der Kurbelräder
13 in die oberste Lage über dem niveau der Traverse 10 gehoben. Dann werden die
Kegelrasten 9 mit Hilfe der Schrauben-Handräder 11 in die hintere endlage abgeführt,
wobei sie das Beschickungsrohr 7 freigeben.
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Die schwenkbaren Konsolen 8 werden nach einer beliebigen Seite (nach
rechts oder links, wie es für die Bedienungsperson bequem ist) verschwenkt und geben
von oben den Eintritt in den Ringraum zwischen dem Beschickungsrohr 7, der Traverse
10 und dem Tragzylinder 4 frei.
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Die Traverse 10 wird durch die Hubzylinder 14 in die oberste Lage
gehoben, die vom Endschalter 18 fixiert wird.
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Die Blöcke 21 werden aufeinanderfolgend so lange eingebracht, bis
die obere Ebene des oberen Blocks etwas höher oder auf dem gleichen Niveau mit der
oberen Ebene des Tragzylinders 4 liegt. Hiernach (in der Anfahrperiode) werden die
schtrenbaren Konsolen 8 in die Ursprungsstellung verschwenkt, und die Anschlagschrauben
12 werden mittels der Kurbelräder 13 an die Oberfläche des oberen Elektrodenblocks
angedrückt.
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Die Traverse 10 wird durch die in zwei Richtungen wirkenden Hubzylinder
14 nach unten gesenkt. Die Anschlagschrauben 12 stoßen den oberen Block 21 der Elektrodenmasse
durch, indem sie ihn als Kolben ausnutzen und mit seiner Hilfe die untenliegenden
Schichten der Elektrodenmasse zusammenpressen und durchstoßen. Die untere Lage der
Traverse 10 wird vom Endschalter 19 fixiert. In diesem Augenblick werden die Kegelrasten
9 mittels der Schrauben-Handräder 11 in die kegeligen Aussparungen des Beschickungsrohres
7 eingeführt.
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Die weiteren Verschiebungen des Beschickungsrohres 7 nach oben und
nach unten beim Durchstoßen der Blöcke 21 der Elektrodenmasse und der selbstbackenden
Elektrode 2 erfolgen
zusammen mit dem schwenkbaren Konsolen 8.
Der Aufgabebunker 16 wird samt dem Gaszug 17 in die Ursprungsstellung zurückgebracht.
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Es wird die Zufuhr der Elektroenergie eingeschaltet, und der elektrische
Strom beginnt, durch die Stromzuführung 3, die stromführende Form 1, den Blindflansch
und Koks in einem geschlossemen Kreis zu fließen.
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Hierbei werden der Blindflansch, dcr Koks und die blektrodenmasse
angewärmt, was zur allmählichen Schaffung von Temperaturbedingungen für die Formierung
der selbstbackenden Elektrod 2 führt.
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Je nach der Erreichung der Verkokungstemperatur der Elektrode (350-400°
und höher) findet beginnend mit deren Stirnseite und dann weicer nach oben über
ihren Querschnitt die Aggregatumwandlung der Elektrodenmasse und die Bildung eines
festen elektrisch leitenden Elektrodenblocks statt Zu diesem Zeitpunkt verbrennt
der Blindflansch vollkommen, nachdem er seinen Zweck erfüllt hat.
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Beim Normalbetrieb unterscheidet sich der Prozeß des Eintragens der
Blöcke 21 der Elektrodenmasse von dem oben beschriebenen in der Anfahrperiode lediglich
dadurch, daß, bevor der Ringraum für die Blöcke 21 von den schwenkbaren Konsolen
8 freiGegeben wird, das Beschickungsrohe 7 zusammen mit ihnen und der Traverse 10
in die oberste Lage, die durch den Endschalter 18 fixiert wird,£ehoben, und nach
dem eintragen eines nächstfolgenden Blocks 21 der Slektrodenmasse
sofort
mit den schwenkbaren Konsolen 8 verbunden wird sowie zusammen mit den Anschlagechrauben
12 die Funktion eines Stöl3els erfüllt und den Austritt der zusammengebackenen Hohlelektrode
2 aus der stromführenden Form 1 begünstigt.
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Die Doppelhubzylinder 14 verschieben die Traverse 10 mit den an dieser
befestigten schwenkbaren Konsolen 8 und den Anschlagschrauben 12 nach oben oder
nach unten und bewegen (über die Kegelrastcn 9) das Beschickungsrohr 7. Dabei erfolg
der Aufwärtsgang des ganzen Systems auf einmal von dem indschalter 19 bis zum Endschalter
18, während der Abwärtsgang in kontinuierlichen Impulsen mit einer Geschwindigkeit
gleich (oder proportional) der Verkokungsgeschwindigkeit der Hohlelektrode 2, ihrer
Verschiebung (des Ausdrückkens aus der stromführenden Form 1) und des Abbrandes
der Hohlelektrode 2 im Herd des Ofens unter Steuerung einer Programmeinrichtung
ausgeführt werden kann, die beispielsweise die Resultate einer kontinuierlichen
Temperaturmessung durch Wärmefühler (in Fig. 1 nicht gezeigt) ausnutzt, welche in
der Verkokungszone der Elektrodenmasse im Inneren der stromführenden Form 1 angebracht
sind.
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Bei der Bewegung des ganzen Systems nach oben wird das Beschickungsrohr
7 von der früheren Berührungsstelle mit dem zusammengebackenen Elektrodenblock abgelöst
und verschiebt sich bezüglich desselben nach oben. Dabei bewegt sich das Beschickungsrohr
7 gleichzeitig relativ zum Gemenge 20, das kontinuierlich oder portionsweise aus
der Aufgabevorrichtung
16 ankommt. Das Gemenge 20 wird in bezug
auf die Innenfläche des Beschickungsrohrs 7 nach unten durchgestoßen, wodurch selbst
eine geringe Wahrscheinlichkeit des Hängenbleibens in dem Beschickungsrohr 7 ausgeschlossen
wird.
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Das Verschieben der Hohlelektrode 2 im Herd des Ofers (auf- und abwärts)
erfolgt mittels des Antriebs 6 zur Verschiebung der elektrode 2 unter Berücksichtigung
des vorgegebenen elektrischen Betriebszustandes des Ofens.
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Die sich im Herd des Ofens entwickelnden Gase sweigen im Beschickungsrohr
7 auf und geben ihre Wärme an das Gemenge 20 und über die Wand des beschickungsrohre,s
7 auch an die Elektrodenmasse (darunter an die Blöcke 21), ab, wodurch ein hoher
Grad der Verwertung der ärme von Gasen erzielt wird0 Das Entweichen des Gases aus
dem Beschickungsrohr 7 in die Hallenatmosphäre wird durch die Dichtung 15 verhindert.
Das Gas wird durch den Gaszug 17 entfernt.
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Es ist auch die umgekehrte Gaszufuhr von oben nach unten durch das
Beschickungsrohr 7 und das Gemenge 20 mögsich, wobei als im Elektroofen aufgefangenes
Gas,beispielsweise durch den Gaszug im Ofengewölbe abgesaugtes Gas, Natur- oder
ein anderes Gas benutzt werden kann.
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Nach einer anderen Variante ist die Vorrichtung für die Zuführung
und Pressung der Elektrodenmasse folgendermaßen ausgeführt.
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Das Beschickun6srohr 7 (Fig. 2) ist mit Hilfe von
Kragstücken
22 mit Schraubenhebeböcken 23 gelenkig verbunden, die in die traverse 10 eingebaut
sind, Das Gemenge 20 wird dem Beschickungsrohr 7 durch den Aufgabebunker 16 zugeführt.
An der 'i'raverse 10 sind massezuf'ührende Rohre 24 befestigt. Innerhalb des Ringraumes
zwischen dem Tragzylinder 4 und dem Beschickun0r-'srohr 7 ist ein 12ingkolben 25
untergebracht, der mit den Enden der massezuführenden Rohre 24 verbunden ist, welche
mit ihren anderen Enden an der Traverse 10 befestigt sind, die mittels der Doppelhub
zylinder 14 auf und ab verschoben wird, die auf dem Antrieb 6 zur Verschiebung der
Elektrode 2 montiert sind.
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Die massezuführenden Rohre 24 können vertikal, d.h.
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senkrecht zur horizontalen Achse der Einrichtung angeordnet werden,
oder sie werden zur Gewährleistung einer gleichmäßigeren Verteilung der durch sie
(nach einem beliebigen bekannten Verfahren) eingetragenen Elektrodenmasse im Ringraum
zwischen dem Tragzylinder 4 und dem Beschickungsrohr 7 und zur besseren Verteilung
des Drucks des Ringkolbens 25 auf die ßlektrodenmasse mit diesem Kolben und der
Traverse 10 unter einem Winkel Zur horizontalen Achse der Einrichtung verbunden,
welcher in einem Bereich von 450 bis 85 je nach den Abmessungen des Ringraumes (d.h.
des durch messers der Elektrode) und der Rohre selbst sowie von der Größe der Belastung
gewählt wird, die auf die Elektrodenmasse übertragen werden muß. Es ist offensichtlich,
daß mit der Verminderung des Neigungswinkels der massezuführenden
Rohre
24- zur Horizontalachse es leicht ist, die Steifigkeit der Konstruktion durch zusatzliche
Mittel (Enotenbleche, Spreizen u.ä.) zu gewährleisten.
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Die beschriebene Variante der Einrichtung arbeitet folgenderweise.
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Am Anfang viird das Beschickungsrohr 7 mittels der Schraubenhebeblöcke
23 in die unterste Lage derart verschoben, daß un ihm nach einem bekannten Verfahren,
beispielsweise durch Schweißen, ein provisorischer Bliiidflansch aus Feinblechmaterial,
z.B. aus stahl, bequem befestigt werden kann. Dann wird das Beschickungsrohr 7 mit
Hilfe der Schraubenhebeböcke 23 nach oben bis zur Berührung des Blindflansches mit
der Ebene des unteren Randes der stromführenden Form 1 gehoben, wodurch ein von
unten abEeschlossener Ringraum zwischen dem Beschickungsrohr 7 und der stromführenden
Form 1 zur Formierung der selbstbackenden Hohlelektrode 2 gebildet wird.
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Aus dem Aufgabebunker 16 wird durch das Beschickungsrohr 7 die erste
bestimmte Portion des Gemenges 20 in Form eines stromleitenden kohlenstoffhaltigen
Materials, z.B.
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Koks, zugeführt, der auf diese Weise unter die untere Stirnseite der
künftigen selbstbackenden Eohlelektrode 2 gelangt und den Raum zwischen den benachbarten
elektroden in der Ofenwanne schließt, indem er einen Leiter fUr den späteren Durchfluß
des elektrischen Stroms bildet.
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Danach wird nach einem bekannten Verfahren in die massezuführenden
rohre 24 die Elektrodenmasse 26
eingetragen, die den geaamten für
sie bestimmten Raum ausfüllt, und zwar den Ringraum der künftigen seibstbackenddn
Hohlelektrode 2 bis ganz nach oben sowie den Ringraum zwischen dem Tragzylinder
4 und dem Beschickungsrohr 7. Die Elektrodenmasse kann auch zum Teil die massezuführenden
Rohre 24 füllen, Nach dem Anschließen der elektrischen Energiequelle beginnt der
elektrische Strom über die Stromzuführung 3 durch die stromführende Form 1, den
Blindflansch und den Koks in einem auf diese Weise geschlossenen Kreis zu fließen.
Hierbei werden der Blindflansch, der Koks und die Elektrodenmasse angewärmt, was
zu einer allmahlichen Schaffung von Temperaturbedingungen für die Formierung der
selbstbackenden Hohlelektrode 2 führt.
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Abhängig vom Erreichen. der Verkokun6-stemperatur der Elektrode (350-4000C'und
höher) findet beginnend mit deren Stirnseite und dann weiter nach oben über ihren
querschnitt die Aggregatumwandlung der Eleltrodenmasse und die Bildung eines festen
elektrisch leitenden Elektrodenblocks statt.
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Zu diesem Zeitpunkt verbrennt der Blindflansch vollkommen, nachdem
er seinen Zweck erfüllt hat.
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Ferngesteuert durch die Bedienungsperson oder automatisch erden die
Doppelhubzylinder 14 in Tätigkeit gesetzt, die die Traverse 10 mit den an ihr befestigten
massezuführenden Rohren 24 und dem Ringkolben 25 aus der oberen Lage, die vom Endschalter
18 fixiert wird, in die untere Lage, die vom Sndschalter 19 fixiert wird, verschieben,
wonach der Ringkolben 25 (in der umgekehrten Reihenfolge) durch die
Zylinder
14 automatisch in die obere Ausgangsstellung zurückgeführt wird.
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Bei der geschilderten Abwärtsbewegung des Ringkolbens 25 drückt er
die Elektrodenmasse 26 in die stromführende Form 1 aus, wonach er mit deren Hilfe
die zusammengebackene Hohlelektrode 2 aus der stromführenden Form 1 zur Kompensierung
des Elektrodenabbrandes im Herd des Ofens ausdrückt0 Gleichzeitig mit der Bewegung
des Ringkolbens 25 und der Blektrodenmasse 26 bewegt sich zusammen mit ihnen das
Beschickungsrohr 7 unter der 'Wiirkung der Zylinder 14 über die traverse 10 und
die Schraubenhebeböcke 23, welche in diesem Augenblick die Funktion von Zugstangen
erfüllen. Das Beschickungsrohr 7 erfüllt in diesem Augenblick die Funktion eines
Stößels und begünstigt den Austritt der zusammengebackenen Hohlelektrode 2 aus der
stromführenden korm 1.
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Bei der rückläufigen Aufwärtsbewegung unter der Einwirkung der Zylinder
14 wird das Beschickunusrohr 7 von der früheren Berührungsstelle mit dem zusammengebackenen
Elektrodenblock abgelöst und verschiebt sich bezüglich desselben nach oben. Dabei
bewegt sich das Beschickungsrohr 7 zugleich relativ zum Gemenge 20, das kontinuierlich
aus dem Aufgabebunker 16 ankommt. Das Gemenge 20 wird nach unten durchgestoßen,
wodurch selbst eine geringe Wahrscheinlichkeit seines Hängenbleibens im Beschickungsrohr
7 verhindert wird.
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Die sich im Herd des Ofens entwickelnden Gase steigen im Beschickungsrohr
7 auf und geben ihre Wärme an das Gemenge
20 und über die Viand
des Beschickungsrohrs 7 auch an die Elektrodenmasse 26 ab, wodurch ein hoher Grad
der Verwertung der Gaswärme erzielt wird. Das Entweichen des Gases aus dem Beschickungsrohr
7 in die Hallenatmosphäre wird durch die Dichtung 15 verhindert. Das Entfernen des
Gases erfolgt durch den Gaszug 17.
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In dieser Variante der Einrichtung ist auch die umbekehrte Gaszufuhr
von oben nach unten durch das Beschickungsrohr 7 und das Gemenge 20 möglich, wobei
als im blektroofen aufgefangene (beispielsweise durch den Gaszug im Ofengewölbe
abgesaubte) Gas, Natur- oder ein anderes Gas benutzt werden kann.
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Beim normalen Ablauf des technologischen Prozesses, beim normalen
Verfahren der Verkokung (des Zusammenbackens) und der Verschiebung der selbstbackenden
Hohlelektrode 2 zwecks Kompensierung ihres Abbrandes nimmt das Beschickungsrohr
7 innerhalb der stromführenden Form 1 eine praktische ständige optimale Lage ein,
die mit Hilfe der Schraubenhebeböcke 23 korrigiert werden kann.
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Zur Regelung der in den Elektroofen eingeführten Leistung nach vorgegebenen
elektrischen Parametern (Strom und Spannung) erfolgt die Verschiebung der gesamten
Einrichtung zusammen mit der selbstbackenden Hohlelektrode 2 durch den Antrieb 6
zur Verschiebung der Elektrode 2 unter Einwirkung eines bekannten selbsttätigen
Leistungsreglers.
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Der Antrieb 6 zur Verschiebung der elektrode kann hydraulisch
(wie
auf der Zeichnung dargestellt), elektromechanisch (Schrauben- oder Seilantrieb)
oder anders aufgebaut sein. Die stromführende Form 1 wird aus Kupfer oder dessen
Legierungen und das Beschickungsrohr 7 aus hitzebeständigem Stahl oder als wassergekühltes
Gußrohr ausgeführt.
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Für einige technologische Prozesse ist nicht eine ständie kontinuierliche
Gemengezufuhr untere untere Stirnseite der selbstbackenden Hohlelektrode erforderlich,
wie es oben bcschrieben wurde, sondern eine periodische Zuführung in bestimmten
Portionen.
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Zur Erreichung dieses Ziels ist die Einrichtung mit einer senkrechten
iielle 27 (Fig. 3) versehen, die innerhalb des Beschickungsrohres 7 längs seiner
zentralen Achse eingebaut ist. Das obere sunde der Welle 27 ist mit einem Antrieb
28 zur Drehung derselben verbunden, der zum Beispiel als Schnecken- und Schraubentrieb
ausgeführt und auf dem Aufgabebunker 16 montiert ist. Das untere Ende der zelle
27 ist beispielsweise mittels Speichen (auf der Zeichnung nicht gezeigt) mit einer
hohlen drehbaren Kegelscheibe 29 verbunden, die mittels biegsamer Ketten 30, welche
aus hitzefestem Stahl bestehen und an der Peripherie der Scheibe befestigt sind,
ebenfalls mit einer am Beschickungs rohr 7 stationär befestigten hohlen Kegelscheibe
31 verbunden ist.
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Außerdem ist an der senkrechten Welle 27 eine flache Sektorenscheibe
32 befestigt, die sich über einer anderen
flachen Sektorenscheibe
33 befindet, welche in die Aufgabevorrichtung 16 ortsfest eingebaut ist.
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Die beschriebene inrichtung arbeitet folgenderweise.
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Muß eine nächstfolgende Portion des Gemenges 20 unter die untere
Stirnseite dUr selbstbackenden Hohlelektrode 2 zugeführt werden wird der Drehungsantrieb
28 eingeschaltet, der dir senkrechte Welle 27 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen
Winkel dreht, der notviendig ist, um die biegsamen Ketten 3G in die freie vertikale
Lage zu bringen (der Drehwinkel kann durch Steuerung beispielsweise eines mit dem
Drehungsantrieb 28 verbundenen standardisierten Steuergerätes oder mittels Mikroschaltern
genau eingestellt werden)0 Hierbei bildet sich zviischcn der senkrechten Welle 27
und den biegainen Ketten ein freier Raum, durch welchen das Gemenge 20 nach unten
strömt. In diesem Augenblick ist der im Aufgabebunker 16 befindliche Teil des Gemenges
20 abgesperrt, da bei der Drehung der senkrechten Welle 27 die flache Sektorenscheibe
32 mit ihren Sektoren die Offnungen in den Sektoren der flaschen Sektorenscheibe
33 überdeckt hat. Das aus dem wrbeitsraum des Ofens während der Aufgabe des Gemenges
20 durch das Beschickun.srohr 7 ausgeströmte Gas vJird durch den Gaszug 17 entfernt.
Es ist auch die erzeugung eines Gegendrucks für das im Augenblick der Aufgabe des
Gemenges 20 aus dem Ofen ausströmende Gas durch Zuführung von Gas, beispielsweise
Stickstoff, verwertetem Ofengas u.ä., durch den Gaszug 17 möglich. Nach
der
Zuführung einer Portion des Gemenges 20 wird die Einrichtung mittels d Drehungsantriebs
28 in die Ursprunosstellung zurückgebracht. Hierbei lassen die Scheiben 32 und 33
durch ihre vereinigten Öffnungen eine nächstfolgende Portion des Gemenges 20 aus
dem Aufgabebunker 16 nach unten in den von den biegsamen Ketten 30 abgesperrten
Raum durch.
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In der Konstruktion der Einrichtung ist berücksichtigt, daß im augenblick
der bei der Drehung der senkrechten Welle 27 erfolgenden Verdrehung oder Losdrehung
der biegsamen Ketten 30 sie "kürzer" bzw. "länger" in der Vertikalebene werden.
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Diese wenn auch geringe Verschiebung der senkrechten Welle 27 wird
durch einen gewissen konstruktiven Spielraum zwischen den flachen Sektorenscheiben
32 und 33 sowie durch das Vorhandensein einer Keilwellenverbindung der scnk.
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rechten Welle 27 mit dem Verbindungsgelement des Antriebs 28, beispielsweise
mit der Hülse des Schnecken- und Schraubenpaars, gewährleistet.
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L e e r s e i t e