CN1332949A - 生产细长条碳体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续生产细长条碳体且尤其是与耗电极的熔炉直接相连地生产碳电极的方法,其中使含有未烘焙的且由固体碳粒和碳质粘合剂构成的电极膏的金属壳连续或基本上连续地下降穿过一个被加热到500℃－1200℃的烘焙炉,由此将未烘焙的电极膏烘焙成坚硬的碳体,其中通过在使外壳下降穿过烘焙炉时给外壳顶部连接上新外壳的方式来延长外壳,每段外壳的下部具有一个等于或小于每段外壳上部之内径的外径,其中每段外壳被如此安装在下面的外壳段上,即新外壳段的下部位于在新外壳段下面的外壳段上部的壳体内,每段外壳的下壳段具有这样的伸长量,即新外壳段在烘焙时可以相对位于新外壳段下面的外壳段自由下滑这样一段距离,即所述距离至少补偿了外壳所含电极膏在用烘焙炉烘焙碳体时所发生的收缩。
Description
发明领域
本发明涉及连续生产细长条碳体的方法。确切地说，本发明涉及与使用电极的熔炉直接相连地进行生产碳电极的方法，其中含有未烘焙的且由碳粒和碳质粘合剂构成的碳质电极膏的金属壳通过被下降穿过烘焙炉而被烘焙成坚硬的碳体。
背景技术
从挪威专利154860中知道了一种连续生产细长条碳体的方法，其中使含有未烘焙的且由固体碳粒和碳质粘合剂构成的碳质电极膏的带孔金属壳连续或基本上连续地下降穿过一个被加热到500℃-1300℃的烘焙炉中。未烘焙的碳质电极膏在此温度下被烘焙成坚硬的碳体。当外壳正下降穿过烘焙炉时，新的外壳段被焊接到金属壳的顶面上并继续将未烘焙的碳质电极膏填入外壳中。
上述方法可被用于连续生产其在烘焙炉中经过烘焙后被切成适当长度的细长条碳体，其可被用作熔炉衬体、用于制铝等的电解容器中的阴极底块，或者，该方法可被用于与使用电极的熔炉直接相连来生产连续的碳电极。在后一种情况下，烘焙炉如此设置在熔炉上方，即所生产出的电极伸入耗电极的熔炉中。所生产的细长条碳体可以具有任何适当的横截面。直接与熔炉相连地生产出的碳电极通常具有圆形横截面。
在已知方法中，新的外壳段如上所述地被焊接到外壳顶面上。这是一项劳动强度极大的工作。另外，当直接与消耗电极的熔炉相连来生产电极时，焊接工作是在灼热且通常空气混浊的情况下进行的。对于在烘焙完电极后要除去外壳的电极来说，外壳段之间的焊接意味着必须水平切割外壳以便除掉它。
在加热时，电极膏粘性降低，电极膏由此变软，当进一步被加热到500℃-1300℃时，电极膏被烘焙成坚硬的碳体。在加热的过程中，电极膏收缩并由此具有较小的体积。在其中使用了彼此间焊接的外壳段的已知方法中，电极膏将不会充分地向下流动来补偿收缩，这是因为电极膏仍然粘附在外壳内表面上。因而，烘焙出来的碳体可能有孔洞，这将在碳体被用作电极时增大电极断裂的可能性。另外，当粘附在外壳内表面上的电极膏收缩时，外壳可能会局部变形。由于外壳在其于烘焙炉中被进一步加热时可能沿轴向膨胀，所以将进一步增强上述变形，由此可能在电极膏中引起拉应力。
从与炼钢炉的传统自烘焙电极有关的瑞典专利112236中，知道了一种使用填有未烘焙碳质电极膏的外壳段的方法。根据该瑞典专利，每段外壳在将所述外壳段装在电极条顶面上之前填充有电极膏。每段外壳的下部的直径略小于外壳的其余部分。当一段新的外壳被装在电极条顶面上时，新外壳段的下部可伸缩地装在位于新外壳段下面的外壳段中。为了将新外壳段与电极条连接起来，新外壳段下部与电极体上部之间的区域被加热，在此区域内的电极膏由此熔化或软化，因而，在新外壳段下部中的电极膏与在电极条顶端的电极膏融合。随后，新的外壳段被焊接到下面的外壳上。电极烘焙按照传统的自烘焙电极的方式发生在电极的电源区内。
但是，瑞典专利112236所述的填有电极膏的各固化段的连接方法没有解决与上述根据挪威专利154860制造的电极有关的问题。因此，与挪威专利154860所述方法有关地使用瑞典专利的外壳段连接方法没有解决电极膏在烘焙时的收缩问题或者由外壳在烘焙炉中进行烘烤时产生的膨胀而带来的问题。另外，在使用瑞典专利所述方法中，仍然需要水平切割外壳以便除掉在烘焙炉下方的外壳，因为根据瑞典专利所述，将新外壳段焊接到新外壳下面的壳体上是前提条件。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种方法，其中在使用挪威专利154860所述的方法时，不必给在新外壳段下面的外壳焊接上新外壳段并且实现了对电极膏在烘焙时的收缩和外壳在烘焙时的膨胀进行补偿。
因此，本发明涉及一种连续生产细长条碳体且尤其是与耗电极的熔炉直接相连来生产出碳电极的方法，其中使含有未烘焙的且由固体碳粒和碳质粘合剂构成的电极膏的金属壳连续或基本上连续地下降穿过一个被加热到500℃-1200℃的烘焙炉，由此将未烘焙的电极膏烘焙成坚硬的碳体，其中通过在使外壳下降穿过烘焙炉时给外壳顶面连接上新外壳的方式来延长外壳，每段外壳的下部具有一个等于或小于每段外壳上部之内径的外径，所述方法的特征在于，每段外壳被如此安装在下面的外壳段上，即新外壳段的下部位于在新外壳段下面的外壳段上部的壳体内，每段外壳的下壳段具有这样的伸长量，即新外壳段在烘焙时可以相对于位于新外壳段下面的外壳段下滑这样一段距离，即：所述距离至少补偿了外壳所含电极膏在用烘焙炉烘焙碳体时所发生的收缩。
根据一个优选实施例，它使用了由一个上圆柱形部分和一个下圆柱形部分构成的外壳部，其中下圆柱形部分的外径等于或小于上圆柱形部分的内径。
外壳段上部的长度与其下部的长度的比例最好为1∶1-1000∶1并且优选地为3∶1-12∶1。
根据另一个实施例，它使用了其中至少每段外壳的下部成如此锥形的外壳段，即：外壳段的锥形部分的外径小于外壳顶面的直径。
根据本发明的方法，每段外壳不是被牢固地连接到下面的外壳段上，而只是松动地位于下面的外壳段的顶面上。当位于上段下方的壳段内的电极膏在烘焙过程中收缩时，上壳段的重量将造成外壳段自由地向下滑入位于下面的外壳段壳体内。因此，电极膏的收缩没有造成外壳的局部变形。
根据本发明的方法，在用烘焙炉烘焙完电极后对外壳段的去除明显被简化了，这是因为人们只需要垂直切割外壳。
根据本发明的另一个实施例，给每个外壳段填充未烘焙的电极膏，使得从电极膏填充水平面到每段外壳顶面之间的距离小于外壳段下部的长度。可以在安装外壳段之前或之后给所述外壳段填充未烘焙的电极膏。这样一来，外壳段的下部将在安装时压靠在位于下面的外壳段中的未烘焙电极膏上。
附图简述
图1表示本发明方法所用外壳段的垂直截面图。
图2表示将上外壳段装上时穿过烘焙炉的电极条的垂直截面图。
图3表示根据本发明方法所用的外壳段第二实施例的垂直截面图。
发明详述
在图1中画出了一段外壳1，它由上部2和下部3构成。外壳段的下部3具有比外壳段上部2略小的直径。下部3的外径等于或略小于上部2的内径。当安装一段新外壳1时，一段具有图1所示形状的外壳被可伸缩地放入下面的壳段中。最好给外壳段1填充未烘焙的电极膏至图1中标号4所示的位置，结果从水平面4到外壳段顶面5之间的距离小于外壳段下部3的长度。或者，在位于下面的外壳段中可伸缩地安装上外壳段后，给外壳段填充上未烘焙的电极膏至水平面4。
在图2中，示意地画出了一个烘焙炉6，它可以通过适当的加热装置如电阻加热器、感应加热器、燃气炉、燃油炉等被加热。使一由多个可伸缩设置的具有图1所示形状且填充有未烘焙电极膏的外壳段1构成的电极外壳被连续地或基本连续地下降穿过烘焙炉6。在烘焙炉中，未烘焙的电极膏通过在烘焙炉中保持500℃-1300℃的温度而被烘焙成坚硬的碳体。
在图1中，用标号7表示未烘焙的电极膏与烘焙的碳体之间的界限。
当安装一段新的外壳时，新壳段的下部3被安放在下面的外壳内。新外壳段的底边因此将压靠在位于下面的壳段中的电极膏上。当使含未烘焙电极膏的外壳段下降穿过烘焙炉时，电极膏将被加热并开始软化并且在烘焙电极膏的过程中会收缩。由于填充有电极膏的且在烘焙炉上方的外壳的重量，在烘焙炉中的软电极膏将被挤压并且外壳段将相对于下面的外壳向下滑动。当两段外壳之间的连接部已进入烘焙炉时，将密封这两段外壳之间的伸缩式连接部。
根据本发明的方法，外壳段没有通过焊接或通过其它刚性连接方式被连接在一起，而是自由地压在位于下外壳段内的电极膏上。
由于填充有电极膏的每段外壳压在位于下面外壳段内的电极膏上，所以未烘焙的电极膏将总是处于压力下，由此电极膏在膏剂软化时将充满任何孔洞，并且由于外壳段可以彼此相对自由移动，所以自动补偿了电极膏体积的减小。另外，外壳的热膨胀将不会转移到其它外壳段，因为通过伸缩式连接部抵消了这样的膨胀。因此，一段外壳的膨胀将不会给位于其上面或其下面的壳段产生任何作用力。
由于可以在安装外壳段之前给壳段填充未烘焙的电极膏，在烘焙炉烘焙时在电极膏中放出的气体不能透过电极体顶面逸出，这是因为电极体的顶面总是含有冷电极膏。
即使参照其中外壳段下部具有小于外壳顶面的直径的实施例而描述了本发明的方法，但是将上部朝下地安装外壳段也在本发明的范围内。在这种情况下，人们将在外壳段之间具有伸缩式连接部，其中如此安装具有最大直径的外壳段部分，即：使最大的直径位于下外壳的外面。
在图3中，画出了可以结合本发明方法而使用的外壳段的另一个实施例。在图3中对应于图1所示部分的部分具有相同的标记。图3所示的外壳段具有一个上圆柱形部分2和一个下锥形部分8，其中下锥形部分8的外径小于上圆柱形部分2的内径。当安装一段新的外壳时，如此安放外壳段，即：使锥形下部8被插入下面的壳段内。
本发明所用的外壳可以是带孔的，以便允许在烘焙时散发出的气体流入烘焙炉。
由于根据本发明方法的外壳段没有通过焊接等方式被牢固地连接在一起，所以很容易在烘焙完电极后去掉外壳，只需要进行垂直切割就行了。
本发明的方法在明显改善了工作人员的工作环境的同时极大简化了安装新外壳段所需的工作。另外，实现了所生产碳体的质量的提高，这是因为有效消除了孔洞存在于烘焙碳体中的可能性。
Claims (7)
1.一种连续生产细长条碳体且尤其是与耗电极的熔炉直接相连地生产出碳电极的方法，其中使含有未烘焙的且由固体碳粒和碳质粘合剂构成的电极膏的金属壳连续或基本上连续地下降穿过一个被加热到500℃-1200℃的烘焙炉，由此将未烘焙的电极膏烘焙成坚硬的碳体，其中通过在使外壳下降穿过烘焙炉时给外壳顶部连接上新外壳的方式来延长外壳，每段外壳的下部具有一个等于或小于每段外壳上部之内径的外径，其特征在于，每段外壳被如此安装在下面的外壳段上，即新外壳段的下部位于在新外壳段下面的外壳段的上部壳体内，每段外壳的下壳段具有这样的伸长量，即新外壳段在烘焙时可以相对于位于新外壳段下面的外壳段自由下滑这样一段距离，即所述距离至少补偿了外壳所含电极膏在用烘焙炉烘焙碳体时所发生的收缩。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，给安装前的每个外壳段填充未烘焙的电极膏，使得从电极膏填充水平面到每段外壳顶面之间的距离小于外壳段下部的长度，外壳段下部由此在安装时将压靠在位于其下面的外壳段中的未烘焙电极膏上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，给安装后的每段外壳填充未烘焙电极膏，使得从电极膏填充水平面到每段外壳顶面之间的距离小于外壳段下部的长度，外壳段下部由此在安装时将压靠在位于其下面的外壳段中的未烘焙电极膏上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它使用了由一个上圆柱形部分和一个下圆柱形部分构成的外壳部，其中下圆柱形部分的外径等于或小于上圆柱形部分的内径。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它使用了其中至少每段外壳的下部成如此锥形的外壳段，即：外壳段的锥形部分的外径小于外壳顶部的直径。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，外壳段上部的长度与其下部的长度的比例为1∶1-1000∶1。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，外壳段上部的长度与其下部的长度之间的比例为3∶1-12∶1。
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