DE397764C - Verfahren zur Darstellung von Calciumkarbid im elektrischen Schmelzofen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von Calciumkarbid im elektrischen Schmelzofen. Bei der üblichen Darstellungsweise von Calciumkarbid bedient man sich von oben in den Ofen hereinhängender Kohlenelektroden und betreibt den Prozeß mit einer Spannung, die genügend hoch ist, um ein schnelles Niederschmelzen auch der kalten und nicht besonders gutleitenden Beschickung zu erzielen. Gewöhnlich arbeitet man reit Spannungen von zoo bis 16o Volt zwischen den Elektroden.
• Solche Elektroden haben eine Reihe von Nachteilen a) sie müssen von oben in den Ofen hineinhängen und behindern sowohl selbst als durch die meist viel Raum einnehmende Stromzuführung die Beschickung, die Verwcndung des Abgases, sowie die Bekämpfung und Abführung des sich entwickelnden Rauches, der für jedes Karbidwerk eine Quelle ständiger Beschwerden der Umgebung bildet; b) sie nutzen sich infolge ihrer hochgradig(n Erhitzung stark ab. Oft bilden sich unmittelbar unter den Fassungszangen infolge Verbrennung der Kohle starke Einschnürungen, die ein vorzeitiges Abbrechen der Kohlenblöcke zur Folge habezi können. Die Kosten der Elektroden bilden daher einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Produktionskosten; c) endlich verzögert das Auswechseln der abgebrannten Kohlenreste gegen neue Elektroden den Prozeß. Die abgenutzte Kohle muß aus dem Ofen herausgezogen und kann nur unter Zeitverlust gegen eine neue ausgewechselt werden, zumal die Kohlenstümpfe eine bedeutende Hitze ausstrahlen. Während dieser Zeit muß der Strom abgeschaltet werden. Diese Zeit geht für die Produktion verloren.
• Die Verwendung von seitlich in die Ofen eingeführten Elektroden, die den oberen Teil des Ofens für Beschickung und Gasabführung frei lassen würden, ist aus der Prax:s anderer Industrien bekannt. Jedoch auch hierbei nutzen sich die Elektroden durch Verbrennung ab. Diese Elektrodenanordnung hat deshalb in der Karbidpraxis keinen Eingang gefunden, um so weniger, als sich hierbei die zunächst nur auf den Raum zwischen den Elektrodenköpfen beschränkte Reaktionszone allmählich vergrößert und schließlich den ganzen Ofen einnimmt. Dadurch vermindert sich die zur Darstellung von Calciumkarbid erforderliche Stromdichte, so daß der ganze Prozeß unmöglich wird.
• Eine vollständige Lösung der Elektrodenfrage würde offenbar erzielt werden, wenn es gelänge, bei seitlicher Einführung der Elektroden nicht nur die Elektroden vor Abnutzung zu schützen, sondern auch die Reaktionszone an den Elektrodenköpfen festzuhalten. Das gelingt nach dem vorliegenden Anspruch -durch die Kombination zweier an sich bekannter Mittel, die gleichzeitig noch nicht in der Karbidpraxis zur Ausführung gekommen, sind, nämlich von wassergekühlten Metallelektroden und von Spannungen, die unter der Lichtbogengrenze liegen.
• Wassergekühlte Metallelektroden sind von anderen Industrien her bekannt. Im Karbidbetrieb hat man damit jedoch noch keine Erfolge erzielt, weil die von den Elektroden ausgehenden Lichtbögen auch die wassergekühlten Metallhohlkörper in kurzer Zeit zerstören. Wenn man nun aber wassergekühlte Metallelektroden bei so niedriger Spannung verwendet, daß Lichtbögen überhaupt nicht entstehen können, so zeigen die Elektroden eine große Haltbarkeit. Der Prozeß geht von einem gemischten Lichtbogen und Widerstandsverfahren über in das reine Widerstandsverfahren. Die in der Reaktionszone erzeugte Wärme wird nicht höher als sie unbedingt zur Erzielung des Prozesses notwendig ist. Die gutgekühlten Elektroden vermögen der Wärme der Reaktionszone dauernd zu widerstehen. Sie bleiben bis nahe an die in der Mitte der Beschickung liegenden Köpfe infolge der energischen inneren Kühlung mit festem kalten Material umgeben und nur an den Köpfen selbst, in der Richtung der Strombahnen entsteht eine engbegrenzte Schmelzzone, deren Temperatur durch die zugeführte elektrische Energie in jeder gewünschten Höhe erhalten werden kann.
• Solche Elektroden können infolge ihrer Unangreifbarkeit seitlich in den Ofen fest eingebaut werden. Eine Abnutzung findet nicht mehr statt. Die Möglichkeit eines wagerechten und niedrigen Einbaues gestattet eine einfache, selbst für größte Stromstärken wirtschaftlich günstige Anordnung der Stromzuführung. Die Leitungsverluste der z. B. aus Kupfer hergestellten Elektroden betragen einen Bruchteil der in den üblichen Kohlenelektroden verbrauchten Energie. Die im Kühlwerk de: Metallelektroden abgeführten Wärmemengen sind gering, weil die Elektroden im Verhält nis zu den Kohlenelektroden klein dimensionier werdenkönnen. EntsprecbendgebauteSchmelz öfen haben keinerlei von oben hereinragend( Aufbauten und können daher ohne weitere: zur Verwertung der Abgase und des Staube abgedeckt werden. Die z. B. bei Karbidöfer so wichtige Staubfrage und ebenso die Frag( der Verwendung brennbarer Gase ist damit gelöst.
• In den beiliegenden Skizzen sind Ausführungsbeispiele von Schmelzöfen nach vorliegender Erfindung gezeichnet.
• Abb. i zeigt einen zweipoligen Ofen. Dae Mauerwerk M umschließt den mit der Beschickung gefüllten Ofenraum, in den die beiden Elektroden El und E, hineinragen. Der Raum zwischen den Elektrodenköpfen ergibt beim Prozeß den mit flüssigem Material erfüllten Schmelzraum F, die Umgebung bleibt festes Beschickungsmaterial B. Der Abstich kann von irgendeiner Seite an der Ofensohle erfolgen. Nach oben bleibt der Ofen offen ohne hineinragende Teile. Es kann ohne weiteres ein Schacht mit dem Vorrat an Beschickung aufgesetzt oder eine Gasabführung angebracht werden.
• Abb. a zeigt die gleiche Anordnung für dreiphasigen Strom.
• Abb. 3 gibt eine Anordnung mit schräg von oben eingesetzten Elektroden. Auch hier ist an dem höchsten Punkt des Gewölbes ein Kamin oder Fülltrichter S aufgesetzt.
• Abb. q. zeigt eine Anordnung für Dreiphasenstrom, bei der eine der Elektroden El als Bodenelektrode eingesetzt ist.
• Die Elektroden eines Poles bzw. einer Phase können auch in mehrere Einzelelektroden unterteilt werden, um Ofenaggregate von größerer Leistung zu erzielen.
• Abb. 5 gibt eine Ausführungsform, in der z. B. vier Elektroden für jeden Pol angeordnet sind.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH: Verfahren zur Darstellung von Calciumkarbid im elektrischen Schmelzofen mit wassergekühlten Metallelektroden, gekennzeichnet dadurch, daß durch Verwendung niedriger, unter der Lichtbogengrenze liegender Spannung eine dauernde Haltbarkeit der Metallelektroden und gleichzeitig eine Konzentrierung der Reaktionszone auf dem Raum zwischen den Elektroden erzielt wird.