DE1100837B

DE1100837B - Hollow electrode

Info

Publication number: DE1100837B
Application number: DED30631A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Alfred Roeder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-05-08
Filing date: 1959-05-08
Publication date: 1961-03-02

Description

Hohlelektrode Die Erfindung betrifft die Anwendung einer alternierenden Hohlelektrode bei elektrischen Schlackenbadwiderstandsöfen.Hollow electrode The invention relates to the use of an alternating one Hollow electrode in electric slag bath resistance furnaces.

Beim Betrieb von Elektroöfen mit Schlackenbad, z. B. zur Zinkgewinnung, werden die Elektroden mehr oder weniger tief in das Bad eingetaucht, denn Änderungen der Leistungsaufnahme werden außer durch Spannungsänderungen durch Veränderung der Eintauchtiefe der Elektroden in das Schlackenbad wegen der damit verbundenen Änderung des Widerstandes zwischen den Elektroden bewirkt.When operating electric furnaces with a slag bath, e.g. B. for zinc extraction, the electrodes are immersed more or less deeply in the bath, because changes the power consumption are determined not only by voltage changes, but also by changing the Immersion depth of the electrodes in the slag bath because of the associated change of the resistance between the electrodes.

Werden für solche Öfen die bekannten normalen Vollelektroden benutzt, dann ergeben sich folgende Mängel: In der Eintauchzone wird die Elektrode radial stärker abgenutzt als in der homogenen Schlackenzone. Ist die radiale Abnutzung über ein gewisses Maß fortgeschritten, dann steigt der Gesamtwiderstand zwischen den Elektroden so weit an - der Gesamtwiderstand ist in erster Näherung umgekehrt proportional der Kontaktfläche an der Elektrodenoberfläche -, daß zur Absenkung des Gesamtwiderstandes die Elektrode weiter in das Schlackenbad eingetaucht werden muß. Ein neues, unverbrauchtes Elektrodenstück taucht dann in das Bad ein; das zuvor radial ausgekolkte Stück wird weiter in das Schlackenbad abgesenkt, wo die weitere Auskolkung wesentlich langsamer vonstatten geht als in der Eintauchzone. Durch die ständige Wiederholung dieses Vorganges kommt es schließlich dazu, daß sich am unteren Ende der Elektrode in Achsenrichtung ein dünner, langer Stiel wechselnden Durchmessers ausbildet. Der mittlere Durchmesser dieses Stieles ist erheblich kleiner als der ursprüngliche Elektrodendurchmesser; seine Länge kann mehrere Elektrodendurchmesser betragen. Da diese Stiele im eigentlichen Schlackenbad nicht schnell genug verbraucht werden, führen sie zu mehreren unangenehmen Begleiterscheinungen: Einmal können die Stiele so lang werden, daß die Elektroden auf dem Ofenboden aufstehen. Der Gesamtwiderstand kann dann nicht weiter abgesenkt werden, und der Ofenbetrieb kann zum Erliegen kommen. Oder es kommt, falls der Ofenboden aus Kohlenstoffsteinen gemauert ist, zu Kurzschlüssen über den Kohleboden oder, wenn unter der flüssigen Schlackenschicht eine Schicht ausreduzierter Schwermetalle vorhanden ist, auch zu Kurzschlüssen über diese Metallschicht. Im schlimmsten Falle führen diese Stiele durch ihre mechanische Einwirkung oder durch elektrische Kurzschlüsse zur Zerstörung des Ofenbodens.If the well-known normal full electrodes are used for such furnaces, then the following deficiencies arise: The electrode becomes radial in the immersion zone more worn than in the homogeneous slag zone. Is the radial wear and tear advanced beyond a certain point, then the total resistance increases between the electrodes so far - the total resistance is reversed as a first approximation proportional to the contact area on the electrode surface - that for lowering the total resistance the electrode can be further immersed in the slag bath got to. A new, unused piece of electrode is then immersed in the bath; that before Radially scoured piece is lowered further into the slag bath, where the further Scouring takes place much more slowly than in the immersion zone. Through the constant repetition of this process it finally comes to the fact that at the bottom The end of the electrode in the axial direction is a thin, long stem of varying diameter trains. The mean diameter of this stem is considerably smaller than that original electrode diameter; its length can be several electrode diameters be. Because these stalks are not consumed quickly enough in the actual slag bath they lead to several unpleasant side effects: Once can the stems are long enough for the electrodes to rest on the bottom of the oven. The total resistance can then not be lowered any further and the furnace can come to a standstill. Or, if the furnace floor is made of carbon bricks, short circuits occur over the coal floor or, if under the liquid slag layer, a layer Reduced heavy metals is present, also to short circuits via this metal layer. In the worst case, these stems lead by their mechanical action or by electrical short circuits to the destruction of the furnace floor.

Eine andere unerwünschte Begleiterscheinung kann nach der Bildung langer Stiele z. B. in einem thermischen Zinkreduktionsofen auftreten: Ist der Gesamtwiderstand durch die dünnen Stiele angewachsen, dann läßt sich eine bestimmte Soll-Leistung nur durch Spannungserhöhung aufrechterhalten. Eine Spannungserhöhung führt aber zwangläufig zu Zentren mit Übertemperaturen. Diese Betriebsweise hat aber, insbesondere für Zinköfen, bei denen Zinkgas in einem nachgeschalteten Kondensator kondensiert wird, durch die verstärkte Verdampfung von Si O und von Schwermetallen große Nachteile, weil dadurch die Kondensation des Zinkes stark beeinträchtigt werden kann.Another undesirable side effect may occur after the education long stems z. B. occur in a thermal zinc reduction furnace: Is the total resistance grown through the thin stems, then a certain target performance can be achieved only maintained by increasing the voltage. An increase in tension leads, however inevitably to centers with excess temperatures. However, this mode of operation has, in particular for zinc furnaces in which zinc gas condenses in a downstream condenser becomes, due to the increased evaporation of Si O and heavy metals, major disadvantages, because this can severely impair the condensation of the zinc.

Wird nun für solche Elektroöfen mit elektrischem Widerstandsbad eine Hohlelektrode benutzt, wie sie für andere Zwecke, z. B. für die Aufgabe von Gut durch ein durch ihr Inneres verlaufendes Zuführungsrohr oder zur Aufnahme von weiteren Vollelektroden in ihrem durchgehenden Hohlraum, bekannt sind, so ergeben sich andere Nachteile, und zwar läßt für die Schlackenbadwiderstandserhitzung die mechanische Festigkeit zu wünschen übrig, außerdem fehlt eine Abschließung der Ofenatmosphäre, z. B. von Zinkdampf, nach außen.Is now a for such electric furnaces with an electrical resistance bath Hollow electrode used as it is for other purposes, e.g. B. for the abandonment of good through a feed pipe running through its interior or to accommodate others Full electrodes in their continuous cavity are known, so there are others Disadvantages, namely the mechanical one leaves the slag bath resistance heating Strength left to be desired, also a closure of the furnace atmosphere is missing, z. B. of zinc vapor, to the outside.

Die Erfindung besteht in der Anwendung der bekannten, aus Hohlelektrodenabschnitten mittels massiver Doppelnippel zu einem kontinuierlichen Strang zusammengeschraubten, abwechselnd aus Hohl- und Vollstücken bestehenden Elektrodenanordnung bei elektrischen Schlackenbadwiderstandsöfen zur Vermeidung der bei Vollelektroden auftretenden Stielbildung. Die Elektroden sind also nicht durchgehend hohl, sondern besitzen nur hohle Teilelektrodenstücke von etwa 100 bis 200 cm Länge. Diese Teilstücke sind durch normale konische Vollnippel verbunden, woraus !sich für den ganzen Elektrodenstrang eine höhere mechanische Festigkeit und eine Abschließung der Ofenatmosphäre nach außen ergeben. Der lichte Durchmesser der Aushöhlung beträgt bis zu zwei Drittel, vorzugsweise die Hälfte des Gesamtdurchmessers. Die Länge der Vollstücke beträgt etwa den doppelten lichten Durchmesser der Hohlstücke. Die Ausbildung längerer Stiele am unteren Ende der Elektroden wird bei diesem Elektrodenaufbau unmöglich, so daß die oben beschriebenen Nachteile vollständig entfallen.The invention consists in the application of the known hollow electrode sections screwed together to form a continuous strand by means of massive double nipples, Electrode arrangement consisting alternately of hollow and solid pieces in the case of electrical Slag bath resistance furnaces to avoid the stem formation that occurs with full electrodes. The electrodes are therefore not hollow throughout, but only have hollow partial electrode pieces from about 100 to 200 cm in length. These sections are through normal conical full nipples connected, which results in a higher mechanical value for the entire electrode line Strength and a closure of the furnace atmosphere to the outside. The light one The diameter of the cavity is up to two thirds, preferably half of the total diameter. The length of the full pieces is about twice the clear Diameter of the hollow pieces. The formation of longer stems at the bottom of the electrodes becomes impossible with this electrode structure, so that the above described There are no disadvantages at all.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß verwendeten Elektrode schematisch dargestellt. Ein Elektrodenhohlstück 1 ist mit dem nächsten Hohlstück mit Hilfe eines Vollnippels 2, beispielsweise über ein konisches Gewinde; verbunden. L bedeutet die Länge des Hohlteilstückes, d1 den Gesamtdurchmesser der Elektrode, d. den lichten Durchmesser der Aushöhlung.In the figure is an embodiment of the one used according to the invention Electrode shown schematically. A hollow electrode piece 1 is with the next Hollow piece with the help of a full nipple 2, for example via a conical thread; tied together. L means the length of the hollow section, d1 the total diameter of the Electrode, d. the clear diameter of the cavity.

Beispiel Ein alternierender Hohlelektrodenstrang, der in einem thermischen 30-tato-Zinkreduktionsofen verwendet wird und in der Abbildung schematisch dargestellt ist, kann folgende Abmessungen haben: L = 150 cm d1 = 40 cm d2 = 15 cm Diese Elektrode brennt am unteren Ende gleichmäßig ab. Es bildet sich an der Abbrandstelle ein abgestumpfter Kegel aus, dessen Höhe etwa drei Viertel des Elektrodendurchmessers beträgt.Example An alternating hollow electrode string, which is in a thermal 30 tpd zinc reduction furnace is used and is shown schematically in the picture can have the following dimensions: L = 150 cm d1 = 40 cm d2 = 15 cm This electrode burns evenly at the lower end. A blunted one forms at the burn point Cone, the height of which is about three quarters of the electrode diameter.

Claims

PATENT CLAIM: Use of the known electrode arrangement, consisting of hollow electrode sections by means of solid double nipples, screwed together to form a continuous strand and alternating between hollow and solid pieces, in electric slag bath resistance furnaces to avoid the stalk formation that occurs with full electrodes. Documents considered: German Patent No. 371063; German interpretative document No. 1029 959.