CS276710B6 - Process of continuous manufacture of elongated carbon bodies - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu plynulé výroby protáhlých uhlíkových těles. Tento způsob je zvlášt použitelný pro výrobu uhlíkových elektrod pro elektrotermické tavící pece, avšak lze jej také použít pro výrobu jiných protáhlých uhlíkových těles, jako například pro vyzdívkové bloky a katodové členy v elektrolyzérech pro výrobu hliníku. Způsobu podle vynálezu lze užít v přímém spojení s elektrotermickými tavícími pecemi v tom smyslu, že elektrody mohou být zhotoveny nad pecí a mohou být spouštěny v plynulém ději dolů do pece. Jiná možnost je vyrábět oddělené kusy předem spékaných elektrod mimo pece a lze je později namontovat na elek7 trodové sloupce v elektrotermických tavičích pecích.

Plynulá výroba uhlíkových elektrod přímo v peci je známa z norského pat. spisu číslo 149 451. Podle tohoto pat. spisu se elektroda vyrábí dodáváním tepelné energie do nespékané elektrodové pasty v oblasti nad držákem elektrody, kde je k elektrodě veden elektrický pracovní proud. Elektrodová pasta se buď naplní do ocelového pouzdra nemajícího žádná vnitřní žebra a sledujícího elektrodu směrem dolů vypalovacím pásmem, nebo se naplní do trvalého pouzdra, kterým elektroda klouže. Způsob podle norského pat. spisu č. 149 451 má však celou řadu nevýhod a závad. Je velmi nesnadné vyrobit elektrodu mající dostatečně hladký povrch.

Při vypalování elektrody se z elektrodové pasty vyvíjejí plyny, které vytvářejí větší nebo menší dutiny nebo otvory mezi povrchem elektrody a pouzdrem. Kromě toho se vrstva sazí ukládá mezi pouzdrem a povrchem elektrody, což dále snižuje jakost povrchu elektrody. Tyto povrchové vady na elektrodě znesnadňují dosáhnout dobrého elektrického kontaktu mezi kontaktními svěrami a povrchem elektrody, když se má k elektrodě vést elektrický pracovní proud při jejím užití v taviči peci. Je tu nebezpečí vytvoření oblouku mezi povrchem elektrody a kontaktními svěrami. Takové hoření oblouku je škodlivé a ničivé pro kontaktní svěry. Výměna kontaktních svěř znamená dlouhou dobu zastavení pece a tim ztrátu ve výrobě.

Konečně je spotřeba energie pro způsob podle norského pat. spisu č. 149 451 velmi vysoká. Celková energie, které je zapotřebí pro spékání elektrody, musí být dodána vypalovací peci z vnějšího zdroje.

Vynález udává způsob pro plynulou výrobu protáhlých uhlíkových těles, u kterého jsou překonány nevýhody a závady dosud známých způsobů.

Předmětem vynálezu je způsob výroby protáhlých uhlíkových těles s v podstatě stejnosměrným průřezem, při kterém se pouzdro naplněné nespečenou .uhlíkatou elektrodovou pastou a pojivém pomalu a plynule nebo v podstatě plynule spouští dolů vypalovací zónou, s vnějším přívodem energie, vyznačující se tím, že vzniklé plyny proudí perforacemi v pouzdře a do vypalovací zóny, do které se přivádí vzduch pro jejich spálení, a teplota ve vypalovací zóně se pomocí doplňujícího přívodu energie udržuje v rozmezí mezi 700 a 1300 °C.

Výhodné rozmezí je 900 až 1100 °C. Další provedení vynálezu vyplynou z následujícího popisu a výkresu. 7 í

Způsob podle vynálezu je blíže popsán na základě vyobrazení, schematicky znázorňujícího vypalovací pec, ke které vnější energie může být dodávána pomocí ohřevu elektrickým -<

odp'orem, indukčního ohřevu, plynovými hořáky nebo olejovými hořáky, atd.

Do elektrodového pouzdra které má stejný vnitřní průřez, jako je vnitřní průřez protáhlého uhlíkového tělesa JL, které má být zhotoveno, se nespékaná elektrodová pasta dodává v oblasti nad vypalovací pecí 2·

CS 276 710 B6

Vztahová značka 3a označuje rozmezí mezi nespékanou elektrodovou pastou a vypáleným uhlíkovým tělesem. Uhlíkové těleso 1^ a pouzdro 2 mohou být volně pohybovány pecí 4, jelikož je upravena vůle jak na horni straně, tak i na dnu vypalovací pece. Vůle je označena vztahovými značkami 5. ^a á· Spalovací vzduch se dodává potrubím 7 a spalování plynů, které proudí z perforací v pouzdře, nastává v komoře 8, která je omezena elektrodovým pouzdrem 2 a vypalovací pecí 4_. Spalovací plyny se odsávají z komory 8 přes štěrbinu 10 a výstupní kanál 9 pro plyny. Ve vypalovací peci £ se nespečená elektrodová pasta vypálí do tvrdého r uhlíkového tělesa, zatímco se teplota udržuje v rozmezí 700 až 1300 °C. Když se surová elektrodová pasta vypaluje, snižuje se pouzdro obsahující elektrodovou pastu a vypalovací pecí plynule nebo v podstatě plynule. Když se pouzdro snižuje dolů skrze vypalovací pec, nové úseky pouzdra se přivařují na vrchol dosavadního pouzdra a do nových úseků pouzdra se naplní nespečená elektrodová pasta.

Když se elektrodová pasta zahřívá uvnitř vypalovací pece, vyvíjejí se v elektrodové pastě spalitelné plyny. Když se pouzdro snižuje dolů vypalovací pecí rychlostí v podstatě konstantní, bude vyvíjení plynů také v podstatě konstantní.

Podle výhodného provedení vynálezu se užije perforovaného pouzdra. Plyny, které se vy víjejí při zahříváni elektrodové pasty, budou proto proudit perforacemi v pouzdře a do vypalovací pece v podstatě stejnou rychlostí, jak se plyny .vyvíjejí. Tím se zabrání zachycování plynu mezi pouzdrem a vypáleným uhlíkovým tělesem. To vede k velmi hladkému čistému povrchu vypáleného uhlíkového tělesa, jelikož je zabráněno vzniku plynových kapes a uhlíkových vrstev na povrchu uhlíkového tělesa. Má-li uhlíkové těleso být použito jako elektroda v elektrothermické tavící peci, je důležité, aby povrch elektrody byl velmi hladký. Nerovný povrch by vedl ke špatnému elektrickému kontaktu mezi elektrodou a kontaktními svě rami a tím by zde bylo určité nebezpečí vzniku oblouku. Hoření oblouku je, jak bylo shora uvedeno, ničivé pro kontaktní svěry.

Podle jiného výhodného provedení vynálezu se plynů, které proudí do vypalovací pece, použije pro generování nejméně části energie potřebné pro udržování teploty ve vypalovací peci na žádané úrovni. Spalovací vzduch se dodává do vypalovací pece v množství, které je potřebné pro úplné spálení vypalovacích plynů. Množství energie, které musí být dodáno do vypalovací pece z vnějšího zdroje, bude proto daleko menší než je zapotřebí podle známých postupů. Jestliže vypalovací rychlost je dosti vysoká, je dokonce možné dodávat celou energii potřebnou pro vypálení uhlíkového tělesa spalováním plynů pocházejících z vypalování .

S výhodou se užije pouzdra, které má stupeň perforování menší než 25 %. Zejména je výhodný stupeň perforování v rozmezí 0,1 až 5 %. Stupněm perforování se zde rozumí celková oblast otvorů v pouzdře, uvedená jako procento celkového povrchu pouzdra.

Aby se zabránilo bodové oxidaci uhlíkového tělesa uvnitř vypalovací pece a příliš velkému prosakování elektrodové pasty, mají jednotlivé perforace nebo otvory v pouzdře s výhodou průměr mezi 0,5 a 10 mm. Průměr mezi 2 a 4 mm je zvlášt výhodný. Otvory v pouzdře mohou mít jakýkoliv geometrický tvar, například okrouhlý, čtvercový, pravoúhelníkový nebo pod.

Podle jiného provedení vynálezu jsou otvory v pouzdře na počátku pokryty materiálem, který se roztaví nebo shoří při teplotě mezi 250 a 900 °C. To může být provedeno buď tak, že se uzavře každý jednotlivý otvor, nebo že se užije materiálu jako například tenké fólie na vnitřní straně pouzdra. Je také možné vytlačit, vyrazit nebo vyvrtat v pouzdře zahloubení tam, kde zbývající materiál ve vyhloubeních není dosti silný, aby vydržel žár ve vypalovací peci. Otvory se otevřou teprve tehdy, když postoupily dále do vypalovací pece.

CS 276 710 Bé

Tím se zabrání jakémukoliv prosakování nespečené elektrodové pasty nebo pojivá. Dále se vypalovací plyny, které se vyvíjejí poblíže vrcholu vypalovací pece, budou tlačit dolů, dříve než mohou vystoupit otvory v pouzdře. To zlepšuje jakost uhlíkového tělesa, jalikož hustota a pevnost uhlíkového tělesa se zvětší z toho důvodu, že vyvinuté plyny se rozštěpí při vysoké teplotě a vytvoří uhlík, který vyplní jakékoliv průliny v uhlíkovém tělese.

Uhlíkového tělesa, vytvořeného podle vynálezu, lze použít přímo v elektrothermické taviči peci umístěné pod vypalovací pecí nebo může být protáhlé těleso rozřezáno na kusy vhodné délky pro vytvoření jiných typů protáhlých uhlíkových výrobků. Použije-li se protáhlého uhlíkového tělesa jako elektrody v peci umístěné pod vypalovací pecí, může být pod vypalovací pecí pouzdro odstraněno tam, kde uhlíkové těleso je úplně vypáleno. Z toho důvodu je uhlíkového tělesa vyrobeného podle vynálezu možno využít jako spojité elektrody v pecích pro tavení kovů nebo slitin, kde materiál pouzdra, například ocel, aby výrobek znečistila .

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob plynulé výroby protáhlých uhlíkových těles s v podstatě stejnoměrným průřezem, při kterém se pouzdro naplněné nespečenou uhlíkatou elektrodovou pastou a pojivém pomalu a plynule nebo v podstatě plynule spouští dolů vypalovací zónou, s vnějším přívodem energie, vyznačující se tím, že vzniklé plyny proudí perforacemi v pouzdře a do vypalovací zóny, do které se přivádí vzduch pro jejich spálení, a teplota ve vypalovací zóně se pomocí doplňujícího přívodu energie udržuje v rozmezí mezi 700 a 1300 °C.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že teplota ve vypalovací zóně se udržuje mezi 900 a 1100 °C.
3. 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pouzdro má stupeň perforování menší než 25 %.

   4. Způsob podle bodů 1 0,1 a 5 %. až 3, vyznačující se tím pouzdro má stupeň perforování mezi 5. Způsob podle bodů 1 pouzdře mají průměry až 4, mezi vyznačující se tím 1,5 a 10 mm. , že jednotlivé otvory nebo perforace v é. Způsob podle bodů 1 pouzdře mají průměry až 5, mezi vyznačující se tím 2,0 a 4 mm.' , že jednotlivé otvory nebo perforace v 7. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že otvory nebo perforace v pouzdře jsou zpo-

   čátku pokryty materiálem, roztavitelným nebo spalitelným při teplotě mezi 250 a 900 °C
4. 8. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že perforace v pouzdře neprocházejí pouzdrem úplně a že zbylá vrstva materiálu pouzdra se taví při teplotě vypalovací pece, ⁹· Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se pouzdro odstraní z vypáleného protáhlého uhlíkového tělesa pod vypalovací pecí.