DE907562C

DE907562C - Dauerelektrode

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: GB526696A; GB611455A; BE433680A; FR852351A; DE765753C; BE439970A; FR51199E

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.

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.

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.

Die Kontakte werden in Form von kompakten Stahlbolzen oder Rohren verwendet. In allen Fällen

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Fig. i, 2 und 3 zeigen einen Aluminiumofen mit kontinuierlicher Elektrode im Schnitt durch zwei Stellen und einen Grundriß, wobei die Stromzufuhr

und Aufhängung mittels vier paralleler Kontaktreühen in drei verschiedenen Höhen erzielt wird¹.

ι zeigt einen Ofen, 2 eine Elektrode, die sich in einem kontinuierlichen Mantel 3 bewegt, 4, 5, 6 und 7 sind Kontaktreihen.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Dauerelektrode nach Patent 765 753, welcher der elektrische Strom durch lotrecht den ungebackenen Teil durchsetzende Kontaktbolzen im gebackenen Teil zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Kontaktbolzen (4, 5, 6, 7) gruppenweise in mindestens zwei verschiedenen Höhenlagen liegen, wobei der senkrechte Abstand der beiden Höhenlagen nicht mehr als 35 cm beträgt.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Kontaktbolzen in drei verschiedenen Höhenlagen liegen.

3. Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbolzen (4, 5, 6, 7) der beiden unteren Höhenlagen elektrisch parallel geschaltet sind.

4. Verfahren zum Betriebe der Dauer elektrode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbolzen, wenn sie die zulässige tiefste Lage erreicht haben, ganz aus der Elektrode herausgezogen werden und in das entsprechende Loch so viel frische Elektrodenmasse eingefüllt wird, daß der eingesteckte Kontaktbolzen in die richtige Höhenlage gelangt und von frischer Masse umgeben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen