CH645926A5 - Verfahren zur herstellung (in loco) von kohleelektroden. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein verbessertes Verfahren zur Herstellung (in loco) von Elektroden und besonders ein verbessertes Verfahren zur Bildung von Kohleelektroden in Oberteilen der elektrischen Oefen, Schmelzelektrolysezellen und elektrometallurgische Oefen mitgerechnet.

Das Söderberg-Verfahren zur Bildung von Kohleelektroden unmittelbar vor ihrer Verwendung im elektrischen Ofen ist bekannt. Das Söderberg-Verfahren besteht im allgemeinen in der Erzeugung von Elektrodenpasten, die im wesentlichen aus Kohlenstoff, z.B. in der Form von Anthrazit, in einer gleichmässigen Mischung mit'Kohlenwasserstoffbinde-mittel auf Grundlage von Pech hergestellt werden. Söderberg-Elektroden werden in elektrothermischen Oefen aber auch als Anoden in Aluminiumöfen verwendet. Gewöhnlich sind die Elektroden in den elektrothermischeni Oefen mit einer Betriebsummantelung ausgestattet, die der Abwärtsbewegung der Elektrode folgt. Die modernen Söderberg-Anoden weisen dagegen eine feste Ummantelung auf, durch welche die Anode verschiebbar ist. In einem bestimmten Teil der Anlage wird elektrischer Strom an die Ummantelung oder Hülle angeschlossen. Der Strom wird angelegt damit a) die Elektrodenpaste enthärtet,

b) die Elektrodenpaste gebacken, und c) der Betriebsstrom zu der Elektrode geleitet wird.

Je nach der Zusammensetzung der Elektrodenpaste wird die Temperatur, der sie ausgesetzt wird, zwischen 0°C oder Umgebungstemperatur bis mehr als 2600°C betragen, falls es sich um Lichtbogenöfen handelt. Die Paste wird weich um etwa 80°C und im Temperaturbereich von 400°C bis zu 600°C gebacken. Bei dieser Temperatur sind die flüchtigen Bestandteile entbunden und die Elektrode erhält eine rauhe Form durch die drastische Veränderung der physikalen

Eigenschaften der Paste. Das Verfahren wird fortgesetzt. Die durch eine Hülle ummantelte Elektrode wird in den Ofen hineingeführt und verbraucht. Dies verlangt eine teuere und komplizierte Aufhängevorrichtung und Einrichtung zum 5 Senken der Elektrode zusammen mit einem sorgfältig ausgearbeiteten Kühlsystem in einer beschränkten Raumzone.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zu schaffen, das die oben erwähnten Nachteile behebt und die Verwendung der Söderberg-Elektrode io in kleinen Lichtbogenöfen erlaubt. Andere Aufgabe der Erfindung ist die Anwendung des Söderberg-Verfahrens bei solchen Anlagen zu ermöglichen, in denen das Produkt durch das metallische Material der Ummantelung verschmutzt wird, wie es bei den konventionellen Anlagen ge-15 schieht.

Diese Aufgaben werden durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnimg erläutert. Es zeigen: 20 Fig. 1 einen Längsschnitt einer bekannten nach Söderberg-Verfahren erzeugten Elektrode, und

Fig. 2 einen Längsschnitt einer nach erfindungsgemäs-sen Verfahren erzeugten Elektrode.

2J In Fig. 1 ist eine nach dem bekannten Söderberg-Ver-fahren erzeugte Elektrode mit einem Gehäuse 10 gezeichnet, das eine Mehrzahl von Rippen 12 an seinem inneren Umfang aufweist. Ein Elektrodenhalter 14 umringt das Gehäuse 10 vollständig und dient zum Zuführen des elektrischen

„„ Stromes an die Elektrode.

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Die Elektrodenpaste 16, die dürch Mischung von z.B. gebranntem Anthrazit mit Pech hergestellt ist, wird in das Gehäuse 10 gefüllt. Wenn sie sich dem Gebiet A nähert, das gewöhnlich gerade oberhalb des Halters 14 angeordnet 35 ist, beginnt die Elektrodenpaste 16 aufzuweichen, wenn sie die Temperatur von etwa 80°C erreicht hat. Die aufgeweichte Paste gleitet abwärts in Richtung zum unteren Ende des Gehäuses 10 und! wird im Gebiet B Temperaturen von 400°C bis zu 600°C ausgesetzt, wobei sie gebacken wird, 40 einen bestimmten Grad von Formprofil und Rauhigkeit gewinnt und eine Elektrode C aus Kohle bildet, die eine grosse mechanische Stärke aufweisen soll. Diese Elektrode C wird mit Strom aus dem Halter 14 durch das Gehäuse 10 von den Rippen 12 beliefert. Das Gehäuse 10, dîessen Funktion es ist 45 eine Stützung der Elektrode C zu gewährleisten, wird auch in das Innere des Ofens eingeführt, dort verbraucht und muss durch Senken ihres unteren Endes erneuert werden.

Während das Verfahren fortgesetzt wird, wird ein anderes Gehäuse in das obere Ende angebracht, auch nach un-50 ten verschoben und fortlaufend verbraucht.

Fig. 2 zeigt schematisch das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung. Die Elektrodenpaste 20 wird hier mitters einer als Ring ausgebildeten Wärmezufuhreinrichtung 18 umringt, die das Aufweichen und das Backen der Paste 55 verursacht. Das Aufweichen wird bei etwa 80°C und das Backen bei etwa 400°C bis zu 600°C durchgeführt. Diese Temperaturen werden mittels der Wärmezufuhreinrichtung 18 erreicht, über die die Wärme zugeführt wird, die unabhängig von der, für das im elektrischen Ofen durchgeführte 60 Verfahren benötigten Energie ist.

Für die Wärmezufuhreinrichtung kann irgendeine geeignete Heizung verwendet werden, wie z.B. elektrische Heizung, Induktionsheizung mit Hilfe in die Paste 20 eingeführter metallischer Elemente, Heizung mit einer Flamme, 65 Wärmetauscher "usw., die eingestellt werden kann. Wenn die Paste im Gebiet B gebacken wurde und eine genügende Struktur aufweist, wird die aus ihr entstandene Elektrode C mit Strom aus einem Halter 22 gespeist und kann damit den

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elektrischen Betriebsstrom empfangen und zum unteren Teil des elektrischen Ofens weiterleiten.

Die Wärmezufuhreinrichtung 18 kann aus einem oder mehreren, beweglichen Teilen hergestellt werden und, von der Funktion zum Schmelzen und Backen der Paste abgesehen, sollte stark genug sein, um die Elektrode zu stützen. Dieses Stützen kann auch mittels eines zusätzlichen Röhrenhalters 24 erfolgen, der zwischen dem Halter 22 und der Wärmezufuhreinrichtung 18 angeordnet ist.

Auf das Gehäuse der Elektrode kann man also bei diesem Verfahren verzichten. Jedermann, der dieses Verfahren kennt, kann leicht einsehen, dass viele Vorteile mit der Anwendung dieses Verfahrens verbunden sind. Die offensichtlichsten Vorteile sind:

a) Die Möglichkeit, auf die Rippen 12 des Gehäuses 10 bei einer konventionellen Technologie zu verzichten, falls dies gewünscht wird, wodurch das Gehäuse 10 vereinfacht wird und die Herstellungskosten gesenkt werden.

b) Die Möglichkeit, auf das verbrauchbare Gehäuse 10 oder auf die Kontakthalter zu verzichten, falls dies gewünscht wird. Dies erlaubt die Verwendung von «in loco» Verfahren hergestellten Elektroden dort, wo die Verschmutzung durch das metallische Material des Gehäuses unerwünscht ist.

c) Eine bessere Steuerung des Heizens, Schmelzens und Backens innerhalb der Wärmezufuhreinrichtung 18.

d) Eine bessere Steuerung des Elektrodenstroms, die Schichten der halbgeschmolzenen Bereiche der Elektroden-

5 paste mitgerechnet, die den elektrischen Strom nicht leiten.

e) Die Möglichkeit, einen inneren Kanal in der Elektrode innerhalb der Wärmezufuhreinrichtung 18 zu bestimmen und instand zu halten, wodurch eine Ableitung von Gas und anderen Materialien durch die Elektrode, was bei der bekamn-

io ten Technologie schwierig ist, wegen den Temperaturgradienten in einem stark beschränkten Bereich ermöglicht wird.

Es ist offensichtlich, dass Abänderungen und Variationen in dtem erfindungsgemässen Verfahren eingeführt werden können, ohne dabei die ursprüngliche Idee der Erfindung zu 15 verlassen. Der Halter 22, die Wärmezufuhreinrichtung 18 und der dazwischenliegende Röhrenhalter 23 können querlaufende Einschnitte aufweisen, falls gewünscht, um verschiedene und durchlaufend^ Ausführungen zu erreichen. Das Auffüllen der Paste kann mittels mechanischer Vorrichtungen durch-20 geführt werden und die gesamte Vorrichtung kann in der horizontalen oder in einer geneigten Lage verwendet werden.

Die Paste kann auch mittels einer Einstampfvorrichtung innerhalb der Wärmezufuhreinrichtung 18 in das Elektrodengehäuse 10 eingeführt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Verfahren .zur Herstellung (in loco) von, Kohleelektroden, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsstrom mittels eines Halters (22) der Elektrode zugeführt wird, dass mittels einer Wärmezufuhreinrichtung (18) das Aufweichen und Backen der Elektrodenpaste durchgeführt wird, die die Wärme von einer anderen Quelle als der den Betriebsstrom zuführende Halter (22) empfängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhreinrichtung (18) ausgewählt wird unter Einrichtungen, die die Wärme mittels eines Widerstands, einer Induktionsvorrichtung, einer Vorrichtung zur Wärmeerzeugung mittels Flamme, eines Wärmeaustauschers oder eines Wärmeabstrahlers erzeugen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützvorrichtung (24) zwischen dem Halter (22) und der Wärmezufuhreinrichtung (18) angeordnet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Elektrode (C) ein Kanal gebildet wird, durch den Ladungsmaterial, besonders Kleinmaterial in den Ofen gefördert wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaste mittels einer Stampf Vorrichtung in die Wärmezufuhreinrichtung (18) eingeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode in einer geneigten oder horizontalen Lage in den Ofen eingeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse oder eine Um-mantelung um die Elektrode verwendet wird.