DE525508C - Selbstbackende Elektrode - Google Patents

Description

Die sogenannten selbstbrennenden Söderbei g-Elektroden werden gewöhnlich mit einem metallischen .Mantel versehen, der eine Foim für die Elektrode bildet und gleichzeitig die Stromzufuhr zum gebrannten Teil der Elektrode vermittelt. In gewissen Fällen hat ein derartiger metallischer Mantel verschiedene Nachteile im Gefolge, die besondere Vorsichtsmaßregeln erfordern. Bei den gewöhnlichen Ausführungsformen schmilzt

• der Mantel mit der Elektrode zusammen ab und geht in das Ofenprodukt über, wodurch dieses verunreinigt wird. Gewöhnlich ist die Verunreinigung so unbedeutend, daß sie gar nicht in Betracht kommt. In einzelnen Fällen, z. B. bei der elektrolytischen Darstellung von Aluminium, müssen dagegen besondere Vorsichtsmaßregeln getroffen werden, um eine Verunreinigung des Produktes zu verhindern. Dies kann besonders durch Anwendung eines ans Aluminium bestehenden Mantels vermieden werden. Wenn mau Stromkontakte anwendet, die gegen die anderen Seitenflächen der Elektrode anliegen, wie dies bei selbstbrennenden Elektroden üblich ist, zeigt es sich aber, daß man einen solchen Mantel nicht anwenden kann. Es tritt nämlich zwischen Kontakt und Aluniiniummantel ein Spannungsfall von etwa 0,3 bis 0,5 Volt auf. Da in diesen Fällen die totale Ofenspannung nur etwa 6 Volt ist. so ist dies ein wesentlicher Xachteil. der überwunden werden muß. damit die Elektroden erstklassige Ergebnisse liefern. Auch bei Anwendung von Mänteln aus anderem Stoff tritt ein gewisser Spannungsfall ein.

Die Erfinderin hat festgestellt, daß es in solchen Fällen oft vorteilhaft ist, den metallischen Mantel vollkommen wegzulassen. Es ist nun eine Ausführungsform bei selbstbrennenden Elektroden bekannt, bei welcher der metallische Mantel vermieden werden kann. Hierbei können aber gewisse Nachteile auftreten, die sich bei den verschiedenen Sorten Elektrodenmasse, die zur Anwendung koinmen, mehr oder weniger geltend machen und die auch von den übrigen Verhältnissen, unter welchen die Elektrode betrieben wird, abhängig sind. Die Elektrode muß nämlich eine Armierung erhalten, die die Elektrode formt und zusammenhält, bis sie genügend gebrannt ist, um eine Stütze entbehren zu können. Diese Armierung wird oft in Form eines metallischen Mantels ausgeführt, in dessen oberes Ende die Elektrodennuisse eingefüllt wird und der am unteren Ende mit

einem kombinierten Elektrodenhalter und Kontaktanordnung verbunden ist. Das Brennen muß dann derart durchgeführt werden, daß der Halter an einem gebrannten Teil der Elektrode sitzenbleibt.

Bei Anwendung von Elektroden der oben beschriebenen Art zeigt es sich, daß die Masse leicht am Führungsmantel und am Kontakt klebt. Besonders wird dies fühlbar, ίο wenn der elektrische Strom nach dem Senken der Elektrode im Halter durch eine Schicht von Elektrodenmasse hindurchgehen muß, die nicht ganz gebacken ist. Diese Schicht wird dann nämlich sehr rasch gebrannt unter Verkokung der enthaltenen organischen Bindemittel 1 gewöhnlich Teer und Pech). Die Masse brennt dadurch an den Kontakten fest und die Elektrode läßt sich nur mit Schwierigkeit herablassen, wenn dies wieder erforderlich wird, um den Elektrodenverbrauch im Ofen zu ersetzen. Auch im oberen Teil des Führungsmantels klebt die Masse leicht fest, so daß der obere Teil der Masse mehr oder weniger im Führungsmantel sitzenbleibt, ohne die Elektrode in den Ofen hineinzubegleiten. Dies kann jedoch dadurch vermieden werden, daß man in der Elektrodenmasse metallische Stangen, Draht oder Netze von geeigneter Zusamensetzung einbettet, so daß der obere Teil mit dem unteren besser verbunden wird.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Ausführungsform dann vollkommen befriedigende Ergebnisse liefert, wenn man die Elektrodenmasse mit einer nichtmetallischen Umhüllung versieht, die zweckmäßig aus organischen Stoffen o. dgl. besteht, die das Festbrennen verhindert. Diese Umhüllung kann in Form eines Mantels ausgeführt werden, der z. B. aus Holz, gegebenenfalls in Form von Kreuzfurnier, Cellulosenpappe o. dgl. bestehen kann, die für sich verwendet oder mit Stoffen imprägniert werden können, die das Aufsaugen von Teer verhindern, wie z. B. Wasserglas oder Leim. Der Mantel kann eine derartige Festigkeit erhalten, daß die Masse ohne besonderen Führungsmantel zusammen-' gehalten wird. In vielen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, einen Führungsmantel anzuwenden. Man kann dann auch eine Mischung von Graphit und Öl oder mit einer derartigen Mischung imprägnierte Pappe benutzen. Diese Mischung kann auch auf den Führungsmantel geschmiert werden, bevor die Elektrodenmasse eingefüllt wird.

Die Mischung versieht dann die Elektrode mit einer Graphithulle, die ihr Herablassen erheblich erleichtert.

Dieser nichtmetallische Mantel kann gleichzeitig die Funktion haben, eine Wärmeisolierung der Elektrode hervorzurufen. In diesem Falle muß er selbstverständlich unter besonderer Rücksichtnahme hierauf hergestellt werden.

Wenn man zur Darstellung eines solchen 6g nichtmetallischen Mantels anorganische Bestandteile anwendet, die den Übergangswiderstand zwischen Elektrodenkontakt und der gebrannten Elektrode erhöhen, so kann es vorteilhaft sein, die Fassung derart auszuführen, daß sie während des Herablassend der Elektrode die die Elektrode umgebende nichtmetallische Schicht automatisch entfernt.

Das Festkleben tritt, wie Versuche gezeigt haben, dann besonders in die Erscheinung, wenn die Stromzufuhr zur Elektrode derart stattfindet, daß der Strom durch eine noch ,-nicht ganz gebrannte Masse hindurchgeht. /

Es ist deshalb von wesentlicher Bedeutung, dafür Sorge zu tragen, daß das Brennen der Elektrode genügend weit nach oben in der Elektrode fortschreitet. Dies kann durch künstliches Brennen der Elektrode über der Fassung gemacht werden. Das ist aber nicht notwendig, wenn man Elektrodenhalter und Kontakt derart ausführt, daß die Kühlwirkung an der Elektrode verhältnismäßig gering wird. Zweckmäßig kann man dann einen Kontakt anwenden, den man warm arbeiten läßt, wodurch die Elektrodenmasse bis an den Kontakt gebrannt wird. Am besten ist es, den Kontakt rotglühend werden zu lassen. Er muß deshalb aus einem temperaturbeständigen Metall ausgeführt werden, z.H. Chromnickel ο. dgl. Eine Elektrode, wie die oben beschriebene, hat den Nachteil, daß sie unterhalb der Fassung ganz rotglühend ist, und Luftzehrung tritt dann leicht ein. Die Luftzehrung kann aber leicht durch die in Abb. 1 gezeigte Ausführungsform vermieden werden, bei der die Elektrode von einem Mantel umgeben ist, der sie vollständig umhüllt und nur nach unten offen ist. Hierdurch kann verhindert werden, daß oxydierende · Luft zwischen den Klemmbacken an die Elektrode gelangt. 1 ist eine selbstbrennende Elektrode, 2 der umschließende Mantel, 3 eine Kontaktbacke, 4 ist Stromzufuhr.

Ein Vorteil bei dieser Ausführungsform ist auch, daß die Elektrode sehr kleine Wärmemengen vom elektrischen Ofen abzieht, weshalb die Wirksamkeit der Elektrode im Schmelzofen sehr gut ist.

Eine in dieser Weise gebaute Elektrode kann auf einmal nur verhältnismäßig kurze Strecken herabgelassen werden, da sonst ungebrannte Masse in den Kontakt gelangt, wodurch die erwähnten Nachteile auftreten und die Elektrode auch leichter Brüchen ausgesetzt wird. Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Bewegungsfreiheit der Elektrode nicht derart beschränkt ist und bei der es

möglich ist. das Brennen der Elektrode bis oberhalb der Fassung zu regeln, ι ist eine ielbstbrennende Elektrode, ζ ist der Mantel. 3 eine Kontaktbacke, 4 ist die Stromzufuhr. 5 ist die isolation, U eine Klemmbacke. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, werden hier Kontakte verwendet, die oberhalb der Fassung angebracht und, wenn erwünscht, so ausgeführt werden können, daß sie unabhängig von dieser bewegt werden können. Man kann dann das Brennen der Elektrode dadurch regeln, daß man den Abstand zwischen Kontakt und Fassung reguliert. Man braucht hierbei keine Nachteile durch Festklemmen von ungebrannter Masse und Kontaktstückchen zu befürchten, besonders wenn die Kontakte so ausgeführt werden, daß sie unabhängig von der Fassung bewegt werden können.

Es ist zwar bereits ein Verfahren zur Her-Stellung graphitierter Kohle bekannt, nach welchem der zu graphitierende Kohlekörper /um Zweck der Verhütung von Verkrustung statt nackt in einer Hülle von nichtbackend verkohlendem Material in die Kohle bzw. das Kohlematerial eingebettet wird.

Dieses Verfahren bezieht sich aber nur auf die Herstellung gewöhnlicher Elektroden, das heißt auf Elektroden, die vor ihrer Benutzung im elektrischen Ofen gebrannt werden. Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich aber ausschließlich auf selbstbackende Elektroden.

Bei derartigen Elektroden kann ein Klemmen der Masse am Führungsdiantel an den Kontakten eintreten, wodurch sehr leicht die Masse an den Kontakten festbrennt. Die Elektrode läßt sich infolgedessen nur mit Schwierigkeit senken, wenn dies wieder erforderlich ist, um den Elektrodenverbrauch im Ofen zu ersetzen.

Dieser Nachteil wird durch die Verwendung der L'mhüllung nach der Erfindung vermieden. Bei gewöhnlichen Elektroden kann ein derartiges Festbrennen aber überhaupt nicht erfolgen, weil es sich ja bereits um fertige Elektroden handelt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   γ . Selbstbackende Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die rohe Elektrodenmasse mit einer nichtmetallischen Schicht umgeben ist, um ein Festbrennen der Elektrode an den Metallteilen zu verhindern, mit welchen sie während des "rennens in Berührung kommt.
2. 2. Selbstbrennende Elektrode nach An-Spruch i. gekennzeichnet durch eine Schutzschicht, die von selbst abbrennt, bevor sie die Kontaktklötze erreicht.
3. 3. Selbstbrennende Elektrode nach Anspruch ι und 2 mit einer Fassung aus schwer schmelzbarem Metall, beispielsweise Chromnickel.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen