CH372238A - Verfahren und Ofen zum Brennen von Kohlekörpern wie Elektroden und Kohlenstoffsteinen - Google Patents

Description

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 Verfahren und Ofen zum Brennen von    Kohlekörpern      wie   Elektroden und    Kohlenstoffsteinen   Die    Erfindung   bezweckt, zum Brennen von    Kohlekörpern   wie Elektroden und    Kohlenstoffsteinen   ein Verfahren    anzugeben,      mittels   welchem in fortlaufender Folge vorgeformte    Kohlekörper   einem    Tunnelofen      zugeführt   und die    fertiggebrannten      Kohlekörper   dem    Ofen      entnommen   werden können.

   Es soll    also      möglich   sein,    Kohlekörper      kontinuierlich   zu brennen. 



  Es ist    ferner   Ziel der    Erfindung,      die   beim Brennen der    Kohlekörper   entweichenden    Teerdämpfe   nutzbringend zu verwerten. Das    erfindungsgemässe   Verfahren soll    darüberhinaus   die Verwendung von Füllpulver    entbehrlich   machen, so    dass   auch das Entfernen des beim Brennen des fest    an   den Kohleelektroden haftenden Füllpulvers nach dem Brennen der Elektroden in    Fortfall   kommt. 



     Bislang   sind z. B. Kohleelektroden beim Brennen zur Vermeidung von    Abbrand      üblicherweise   in Tiegel oder    Muffeln      oder      Kassetten      eingesetzt   und    an-      schliessend   in    Brennöfen   gebrannt worden. Dabei wird der Raum zwischen den    einzelnen   in den    Kas-      setten      befindlichen      Kohlekörpern      mit   Kokspulver ausgefüllt. Dieses Füllpulver setzt sich beim    Brennvor-      gang      vielfach   fest an den    gebrannten      Kohlekörpern   an.

   Deswegen    müssen   letztere nach dem Brennen von dem    anhaftenden   Füllpulver    gereinigt   werden.    Aus-      serdem   wird    vielfach   zur    Gewinnung   des Füllpulvers eine Aufbereitungsanlage benötigt. Auch    führt   das Ein- und Ausfüllen des Füllpulvers zu einer wahren Staubplage für die Bedienungspersonen. 



     Nach      einem   anderen    Vorschlag   werden die    Kohlekörper   bei höherer Temperatur    ohne   Füllpulver gebrannt, indem die Muffeln, in welchen die Ware eingebrannt wird, mit    indifferenten   oder reduzierenden Gasen,    Rauchgas,   Halbgas,    Generatorgas   gefüllt gehalten werden. Die    Erfahrung   hat jedoch gezeigt, dass die    Muffeln.   oder    Kassetten,   in welchen die    Kohlekörper   gebrannt werden, nicht dicht    halten      und   zu Störungen    Anlass   geben. 



     Auch   ist ein Tunnelofen bekannt,    mittels   welchem Anoden    gebrannt   werden sollen, wobei    diese   durch Hauben aus    Metall      abgedeckt      sind   und unter die Hauben Schutzgas geleitet wird. Die in der    Vor-      wärmzone   des    Ofens   beim    Brennen   aus den Anoden    entweichenden   Teerdämpfe    sollen   dabei    gewonnen   werden. Es ist aus den    bezüglichen      Publikationen   jedoch nicht    ersichtlich,   in    welcher   Weise die Anoden gebrannt werden.

   Dies ist jedoch von grosser Wichtigkeit, weil bei    Anwendung   von Hauben aus Metall der Höhe der    Brenntemperatur   Grenzen    gesetzt   sind. Diese liegen dabei weit unter der zum Brennen von amorphen Elektroden (Anoden) erforderlichen Temperatur. Daher kann beim Brennen von amorphen Elektroden nicht in der empfohlenen Weise vorgegangen werden. 



     Auch   das    Brennen   der Elektroden in    zwei   Stufen zu unterteilen ist vorgeschlagen worden. Beim Vorbrennen auf der ersten Stufe werden    hierbei   die Kohleelektroden in Behälter aus Metall    eingebracht,   während sie beim    Fertigbrennen   auf der zweiten Stufe in Behälter aus    feuerfestem      Material   wie Schamotte verbraucht werden. Der Raum    zwischen   den    Elektrodenkörpem   wird mit    Sand,      Kohlepulver   oder Schamotte ausgefüllt.

   Das bekannte    Verfahren   bedarf also der Anwendung von    Füllpulver,   was nach dem    Verfahren   gemäss der    Erfindung      nicht      erforderlich   ist. 



  Um das    Brennen   von    Kohlekörpern   ohne Füllpulver    durchführen   zu    können,   ist bereits    empfohlen   worden,    die      Kohlekörper      mit      einer      Schutzschicht   zu 

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 versehen. Danach sollen Elektroden    beispielsweise      mit   einer    Schutzschicht   aus Tonerde oder Magnesium oder    Kieselgur,      gegebenenfalls   unter Beifügen eines    Flussmittels   wie Wasserglas oder Kochsalz    umhüllt   werden.

   Bei diesem Verfahren werden die Teerdämpfe, die beim    Brennen   der Elektroden entstehen, nicht    verwertet.   



     Hinsichtlich   der    Verwertung   bzw.    Vernichtung   der beim Brennen von    Kohlekörpern      anfallenden   Dämpfe oder Gase    sind   auch    verschiedene   Vorschläge gemacht worden. 



  Gegenstand der    vorliegenden      Erfindung   ist nun ein Verfahren und ein Ofen zum    kontinuierlichen      Brennen   von    Kohlekörpern   wie    Elektroden   und    Koh-      lenstoffsteinen,   durch    welche   die den    bekannten   Verfahren    anhaftenden   Mängel überwunden, deren Vorteile jedoch genutzt werden.

   Die    Erfindung      besteht   hierzu bei einem    Verfahren   zum Brennen solcher    Kohlekörper      in      Tunnelöfen      darin,   dass.    die   ungebrannten    Kohlekörper   auf die    Brennwagen   gelegt und mit    einer   Haube abgedeckt    werden;

     worauf unter die Haube ein    den      Abbrand   verhinderndes    Schutzgas   geleitet wird und die    Brennwagen   mitsamt den Kohlekörpern in den Tunnelofen    eingeschoben   und    all-      mählich      weiter   bewegt werden, bis die    Kohlekörper   in denjenigen Bereich    gelangen,   in    welchem   eine Temperatur von    700-800p   C herrscht,

   worauf die    Kohle-      körper   mit    einer   den    Abbrand      verhindernden      Schutz-      schicht   umgeben und    anschliessend      fertig      gebrannt   werden, wobei die beim Brennen der    Kohlekörper   entweichenden Teerdämpfe verwertet werden. 



  Der zur Ausübung    des      Verfahrens   dienende Ofen zeichnet sich dadurch aus, dass derselbe    wenigstens   einen Vorwärme-,    einen      Vorbrenn-Ofenteil   und von diesem durch eine    Schleuse   oder durch einen    Unter-      bruch   getrennten    Fertigbrenn-Ofenteil   aufweist, in welchen Ofenteilen zum Beladen und der Förderung dienende, in Ketten angeordnete Wagen vorgesehen    sind,   welche je die    abdeckbare   Haube besitzen, derart,

      dass   die Haube in der Schleuse oder dem Unterbruch    zwecks   Anordnung der    Schutzschicht   vor dem    Fertigbrennen   der    Kohlekörper   vom zugehörigen Wagen abgehoben werden    kann.   



  Auf der Zeichnung ist der    Brennofen,   welcher zur Ausübung    des   Verfahrens dient, in beispielsweisen    Ausführungsformen      schematisch      gezeigt      Fig.   1 ist ein    Längsschnitt   eines ersten    Ausfüh-      rungsbeispieles   ;    Fig.   2 ist ein    Grundriss   eines zweiten    Ausfüh-      rungsbeispieles,   und    Fig.   3 ist    ein.      Grundriss      eines   dritten    Ausfüh-      rungsbeispieles.   



  Die    Kohlekörper      werden,   auf den    Brennwagen   durch    eine   Schutzhaube abgedeckt, in welche ein für den Brennprozess geeignetes    Schutzgas      eingeführt   wird. Dabei ist zu beachten,    dass   man bei diesem Verfahren nur bis zu    bestimmten   Temperaturen brennen kann.

   Im Bereich der Temperaturen zwischen    700-800p   C befindet    sich   eine    Schleusenkam-      mer,   durch welche der    Tunnelofen      in,   der Längsrich-    tung      unterbrochen   wird.

      In      der      Schleusenkammer   befindet sich im Gewölbe des    Tunnelofens   eine    öff-      nung,   durch welche die Schutzhaube nach oben herausgezogen werden    kann.   Das Herausnehmen der Schutzhaube aus der Schleusenkammer kann aber    auch   nach einer der beiden Seiten des Tunnelofens    erfolgen.   Die Elektroden werden nach dem Abheben der    Hauben   mit einer den    Abbrand   verhindernden Schutzschicht umgeben und    anschliessend      fertig      ge-      brannt.   



  Nach    Fig.   1    bezeichnet   1 den Tunnelofen, in welchen die Brennwagen 2 von A aus    eingeschoben   werden. Die    Brennwagen   bilden innerhalb des Tunnelofens eine Wagenkette, die von der Einfahrtsöffnung A bis zur    Ausfahrtsöffnung   B reicht, wobei    die      einzelnen   Brennwagen aneinander stossen. Der    Brennofen   1 ist in    ein,      langes      Teilstück   3 und    ein   kurzes    Teilstück   4    unterteilt.   



  Die zu brennenden Elektroden werden vor dem Einfahren der    Brennwagen   in den    Tunnelofen   auf die    Brennwagen   2 aufgelegt. Die Elektroden, die sich auf diesem Brennwagen    befinden,      sind      mit   5 und 6 bezeichnet. Die    jeweils   auf einem Brennwagen    be-      findlichen   Elektroden werden    mit   einer    Metallhaube   7 abgedeckt. In    nichtgezeigter   Weise wird unter die Haube Schutzgas    eingeführt.   Die beim    Brennen   der Elektroden entstehenden Teerdämpfe werden    nach   einem der bekannten Verfahren in üblicher Weise verwertet. 



     Innerhalb   des    Ofenteilstückes   3 werden die Elektroden    vorgebrannt,   wobei die Temperatur innerhalb des    Ofens   auf etwa    700-800   C    ansteigt.   In dem Ofenbereich, in welchem diese Temperatur    herrscht,   ist eine Schleuse vorgesehen.. Diese wird von den Wänden 8, 9    und   10 gebildet, die nach oben    gezogen,   bzw. von oben her eingeschoben werden    können.   Ihr gegenseitiger Abstand stimmt etwa    mit   der    Länge      eines.      Brennwagens   überein. Die    Brennwagen   2 werden    jeweils   taktweise in Richtung des Pfeiles 0 vorgeschoben.

   Beim    jeweiligen      Verschieben   werden    die   Wände 8, 9 und 10    angehoben.   Ist die    gesamte      Wagenkette   dann um einen Wagen weiter nach rechts geschoben worden, dann werden die    Wände   8, 9 und 10 nach unten    geschoben,   bis sie die aus    Fig.   1 ersichtliche Lage    einnehmen.   Hierauf wird die Haube 7 des in der    Schleusenkammer   11 befindlichen Brennwagens abgehoben.    Beim      nächsten   Takt gelangt der in der    Schleusenkammer   11 befindliche Brennwagen in die Schleusenkammer 12.

   Die auf    ihm      befindlichen   Elektroden sind nun nicht mehr abgedeckt. Sie können    daher   leicht    mit   einer Schutzschicht umhüllt,    beispielsweise   mit flüssigem Aluminium bespritzt werden. Beim folgenden Takt gelangt der Brennwagen in den    mit   4 bezeichneten Ofenteil, der zum    Fertigbrennen   dient. In diesem herrscht eine Temperatur, die etwa 13000 C    und   darüber beträgt. 



  Der Ofenteil 3 ist    wesentlich   länger gehalten als der Ofenteil 4. Dies hat seine    Ursache   darin, dass das    Brennen   der    Kohlekörper      im   Temperatur- 

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    bereich   von 300 bis    700o   C    erfahrungsgemäss   sehr langsam vor sich geht, während das    Fertigbrennen   schneller erfolgt. 



  Weitere Beispiele    von.   Brennöfen sind in    Fig.   2 und 3    dargestellt.   Beim    Brennofen   nach    Fig.   2 werden zwei Tunnelöfen zum Brennen der    Kohlekörper      verwendet.   Der eine, der mit 3' bezeichnet ist, dient zum    Vorbrennen   und der andere, der mit 4' bezeichnet ist, dient zum    Fertigbrennen   der Elektroden.

   Die Brennwagen sind wiederum mit 2    bezeichnet.   Sie werden in Richtung des Pfeiles C durch den Ofen 3' geschoben, dann in    Richtung   des Pfeiles D bewegt und    schliesslich   in Richtung des Pfeiles E    durch   den    Ofen   4'    geschoben.   Der zum    Vorbrennen   dienende Ofen 3' ist    wiederum      wesentlich   länger gehalten, als der zum Fertigbrennen bestimmte Ofen 4'.

   Die Unterteilung des    Brennvorganges      in      dieser   Weise bringt den Vorteil, dass am Auslauf,    also   bei F, die etwa unter Schutzgas. im Ofen 3' gebrannten Elektroden leicht abgedeckt    werden   können, weil    sich   eine über den    Elektroden      befindliche   Haube, wie in    Fig.   1 angedeutet, unbehindert abheben    lässt.   Ausserdem ist es leicht    möglich,   die    Elektroden   vor dem Einbringen in den Ofen 4'    mit   einer    Schutzschicht      zu   umhüllen. Die Elektroden können dazu beispielsweise mit flüssigem    Aluminium   bespritzt werden. 



  Anstatt einen sehr langen Ofenteil 3, 3' wie in den    Fig.   1 und 2 angedeutet, zum    Vorbrennen   der Elektroden zu benutzen, kann es günstig sein, einen    Brennofen   nach    Fig.   3 zu verwenden. Hiernach werden zwei Öfen 13 und 13', die kürzer gehalten werden können, benutzt. Die von beiden Öfen 13, 13' kommenden    Brennwagen   2 werden im    Sinne   der Pfeile D, E in dem zum    Fertigbrennen   dienenden Ofenteil 4"    eingeschoben.   



  Das beschriebene    Verfahren      lässt   sich    sinnge-      mäss   auch zum    Brennen   anderer Produkte anwenden, z. B. zum    Brennen   von    Graphitelektroden.   



  Auch das Brennen von    Kohlestoffsteinen   lässt sich    nach   dem gleichen    Verfahren      durchführen.   



  Die    Beheizung   des Tunnelofens zur    Durchfüh-      rung   des Verfahrens    nach,   der    Erfindung      kann   auf verschiedene Weise erfolgen, je nach    örtlichen   Verhältnissen, also sowohl    mit   Gas, Öl, elektrisch oder indirekt durch    Strahlrohre.   Es ist    auch   ohne    weiteres      möglich,   für die    Durchführung   des    Verfahrens   einen    Tunnel-Muffelofem   zu verwanden. 



  Auch    andere   Ofenarten, wie z. B. Zwei- oder    Mehrbahntunnelöfen,      Herdwagenöfen   oder Kammerringöfen mit ausziehbarem Herd, können Verwendung finden, sowie    auch      Schenkel-Tunnelöfen   in    L-      oder      T-Form.   



  Das für den    Brennvorgang      erforderliche   Schutzgas kann in der Weise    gewonnen   werden, dass man die beim Brennen der    Elektroden      entstehenden   Teerdämpfe verwertet. Das. kann z. B. in der    Weise-ge-      schehen,      dass   im    Temperaturbereich   von    600-800o   C aus der Haube des    Brennwagens   die Teerdämpfe abgezogen und nach dem    Schutzgaserzeuger   befördert werden.

   Das so gewonnene Schutzgas wird vom    SChutzgaserzeuger   zur    Vorwärmzone   geleitet und vor dem Eintritt in den Ofen    durch      einen      Vorwärmer   geführt, in    welchem   das Gas    entsprechend   aufgeheizt wird.    Dieses      Schutzgas      erfüllt      dann   einen doppelten Zweck, denn    einmal      schützt      es   die    Kohlekör-      per   vor    Abbrand   und zum anderen    dient   es zum Einleiten des    Brennprozesses      durch   langsames Anwärmen der    Kohlekörper.   



  Wird für die    Beheizung   des Tunnelofens Generatorgas verwendet,    dann   können in    bekannter   Weise die beim Brennen der    Kohlekörper      entstehenden   Teerdämpfe an geeigneter Stelle aus dem    Tunnelofen   abgezogen und in den Gasgenerator    eingeführt   werden,    zwecks   Umwandlung in beständige Gase. 



  Das beschriebene Verfahren bietet gegenüber den bisher    bekannten      Brennverfahren   sehr bedeutende Vorteile, und    zwar   1.    Fortfall   des Füllpulvers ; 2.    Fortfall   des    Reinigens.   der    gebrauchten   Kohlekörper ; 3.    Fortfall   der Staubplage, welche    beim      Füllen   und    Entleeren   der    Brennkammern   der bisher bekannten    Brennöfen      nicht      zu   vermeiden ist ; 4. Fortfall der    Füllpulverabsauganlage   ; 5.

   Fortfall der    Rauchgasreinigungsanlage,   weil    nach   dem neuen    Verfahren   die beim    Brennen   der    Kohlekörper      entweichenden   Teerdämpfe verwertet werden ; 6. die Baukosten für einen Tunnelofen    nach   dem neuen    Brennverfahren   sind bedeutend niedriger als für einen    Kassettentiefofen   bekannter    Bauart;

     7. beim Brennen von    Kohleelektroden   im Tunnelofen in    hygienischer      Beziehung      für   das    Bedie-      nungspersonal,   weil dasselbe    nicht      mehr   der Hitze ausgesetzt ist, wie bei den    bisher      bekannten   Brennöfen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum kontinuierlichen Brennen von Kohlekörpern, wie Elektroden und Kohlenstoffs.teinen in Tunnelöfen, dadurch gekennzeichnet, dass die un- gebrannten Kohlekörper auf die Brennwagen gelegt und mit einer Haube abgedeckt werden,

   worauf unter die Haube ein den Abbrand verhinderndes Schutzgas geleitet wird und die Brennwagen mitsamt den Kohlekörpern in den Tunnelofen eingeschoben und allmählich weiter bewegt werden, bis die Kohle- körper in denjenigen Bereich gelangen, in welchem eine Temperatur von 700-8000 C ;

   herrscht, worauf die Kohlekörper mit einer den Abbrand verhindern- den Schutzschicht umgeben und anschliessend fertig gebrannt werden, wobei die beim Brennen der Kohlekörper entweichenden. Teerdämpfe verwertet werden.

   II. Brennofen zur Ausübung des, Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe wenigstens einen Vorwärme-, einen Vor- brenn-Ofenteil und von diesem durch eine Schleuse <Desc/Clms Page number 4> oder durch einen. Unterbruch getrennten Fertig- brenn-Ofenteil aufweist, in welchen Ofenteilen zum Beladen und der Förderung dienende, in Ketten angeordnete Wagen vorgesehen sind,

   welche je die abdeckbare Haube (7) besitzen, derart, dass die Haube in der Schleuse oder dem Unterbruch zwecks Anordnung der Schutzschicht vor dem Fertigbrennen der Kohlekörper vom zugehörigen Wagen abgehoben werden kann. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die aus. den Kohlekörpern entweichenden Teerdämpfe, welche beim Brennvorgang aus dem Ofen abgezogen werden, zu einem Schutzgaserzeuger geführt werden, .in, welchem sie in, ein für den Brennprozess geeignetes Schutzgas verwandelt werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unter- anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas auf dem Weg vom Schutzgaserzeuger zur Vorwärmezone des Tunnelofens durch einen Vorwärmer geleitet und auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht wird, welche für den Brennvorgang der Kohlekörper unter der Haube am geeignetsten ist. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unter- ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Beheizung des Tunnelofens mit Generatorgas die beim Brennen der Kohlekörper entstehenden Teerdämpfe im Temperaturbereich von 600-8000 C aus dem Tunnelofen abgezogen und in den Gasgenerator eingeführt werden. 4.

   Brennofen nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass in demjenigen Ofenbereich, in welchem die Schutzhaube abgehoben wird, eine Schleuse gegenüber dem übrigen Ofenraum eingebaut ist, die aus drei Trennwänden besteht, welche zwei Kammern bilden. 5.

   Brennofen nach Patentanspruch 1I, gekenn- zeichnet durch die Unterteilung in mehrere getrennte Ofenteile, von welchen einer zum Fertigbrennen der Kohlekörper dient, während die übrigen zum Vorwärmen und Vorbrennen bis zu Temperaturen von 800 C dienen. 6.

   Brennofen nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass er als Schankel-Tunnelofen in L- oder T-Form ausgebildet ist, bei welchem der lange Schenkel zum Vorwärmen und Vorbrennen und der kurze Schenkel der L-Form bzw. die beiden kurzen Schenkel der T-Form zum anschliessenden Fertigbrennen dienen.