DD202459A5

DD202459A5 - METHOD AND DEVICE FOR PREPARING GRAPHITE ELECTRODES

Info

Publication number: DD202459A5
Application number: DD24251282A
Authority: DD
Inventors: Berch Y Karagoz
Original assignee: Great Lakes Carbon Corp New Yo
Priority date: 1982-08-13
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1983-09-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Graphitelektroden, die in elektrochemischen Prozessen eingesetzt werden. Durch die Erfindung wird ein rationelles, kostenguenstiges Verfahren vorgeschlagen, wobei der Arbeits- und Energieaufwand reduziert und Beschaedigungen am Ofen und an den hergestellten Elektroden weitgehend ausgeschlossen werden. Das Wesen der Erfindung besteht in einer konstruktiv verbesserten Einrichtung und einem verbesserten Waermebehandlungsverfahren der Elektroden.The invention relates to the production of graphite electrodes used in electrochemical processes. By the invention, a rational, cost-effective method is proposed, whereby the labor and energy consumption is reduced and damage to the furnace and the electrodes produced are largely excluded. The essence of the invention consists in a structurally improved device and an improved heat treatment process of the electrodes.

Description

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Verfahren -und Einrichtung für die Herstellung von GraphitelektrodenMethod and device for the production of graphite electrodes

Field of application of the invention;

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung für die Durchführung der Herstellung von Graphitelektroden und anderer graphitisierter Körper·The present invention relates to a method and a device for carrying out the production of graphite electrodes and other graphitized bodies.

Characteristic of the known technical solutions;

Eine große Vielfalt von elektrochemischen und metallurgischen Prozessen wird unter Verwendung von Kohle- und Graphitelektroden ausgeführt· Im Kontext der vorliegenden Patentschrift werden diese Termini in der Weise angewandt, daß mit dem ¥ort "Kohle" die amorphe Form des Kohlenstoffs, mit "Graphit" die vielschichtig hexagonal kristallisierende Modifikation des Kohlenstoffs bezeichnet wird·A wide variety of electrochemical and metallurgical processes are carried out using carbon and graphite electrodes. In the context of the present specification, these terms are applied so that with the "coal" location, the amorphous form of the carbon, with "graphite" the multilayer hexagonal crystallizing modification of the carbon is called

Kohle- und Graphitelektroden werden in vielen elektrochemischen Prozessen eingesetzt, einschließlich der Produktion von Magnesium, Chlor, Jod, Phosphor und Stahl sowie der Produktion von Aluminium in Hall-Elektroiysezellen·Carbon and graphite electrodes are used in many electrochemical processes, including the production of magnesium, chlorine, iodine, phosphorus, and steel, as well as the production of aluminum in Hall electrodes.

Kohleelektroden bestehen aus dem im wesentlichen amorphen Kohlenstoff von Petrolkoks, welcher kalziniert, gemahlen, hinsichtlich der Teilchengröße klassiert, mit einem Bindemittel vermischt und in einer Grundmasse von amorphem Kohlenstoff gebunden worden ist, die nach einer Sinterung bei Temperaturen von ungefähr 700 ⁰C bis 1100 ⁰C in einem Hitzebehandlungsofen aus dem Bindemittel erzeugt worden ist· Graphitelektroden werden aus den Kohlefonalingen hergestellt, indem diese in einen Acheson-Ofen beziehungsweise in den letzten Jahren in einen für Iiängsrichtungs-Graphitisierung (IWG = lengthwise graphitization) ausgelegten Ofen einge-Carbon electrodes consist of the essentially amorphous carbon from petroleum coke which calcined, ground, classified in terms of particle size, mixed with a binder, and has been bound in a matrix of amorphous carbon, which after sintering at temperatures of about 700 ⁰ C to 1100 ⁰ C graphite electrodes are produced from the carbon fiber rings by placing them in an Acheson furnace or, in recent years, in a furnace designed for longitudinalwise graphitization (IWG).

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bracht und auf eine Temperatur ia Bereich zwischen 2500 ⁰G und 3000 ⁰G erhitzt werden, wodurch die amorphe Porm des Kohlenstoffs in den kristallinen Graphit umgewandelt und der größte Teil der Verunreinigungen, welche in dem Ausgangskohlematerial enthalten sind, einschließlich der meisten Metall- und Schwefelverbindungen, verdampft werden,introduced and heated to a temperature generally range from 2500 ⁰ G 3000 ⁰ G, thereby converting the amorphous Porm of carbon to the crystalline graphite, and most of the impurities contained in the starting coal material, including most metals and sulfur compounds to be vaporized,

Im Vergleich zu amorphem Kohlenstoff besitzt Graphit eine viel höhere elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, bessere Verformbarkeitseigenschaften und eine in hohem Maße bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturstößen bei den Betriebstemperaturen in Lichtbogenofen für die Elektrostahlerzeugung. Diese physikalischen Eigenschaften sind von nicht zu überschätzender Bedeutung beim Einsatz der Elektroden in Elektroöfen, wo hohe elektrische Stromwerte benötigt werden und Widerstandsfähigkeit gegenüber den stoßartigen mechanischen und thermischen Wechselbeanspruchungen erforderlich ist, welchen die Elektroden durch den herabfallenden Metallschrott, Schwankungen des Einsätzmetall- und Elektrodenniveaus sowie allgemein auf Grund hoher Wärmespannungen ausgesetzt werden· Demzufolge wird Graphit als Elektrodenmaterial bei der Erschmelzung von Stahl in Mchtbogenöfen._universell eingesetzt·Compared to amorphous carbon, graphite has much higher electrical conductivity and thermal conductivity, a lower coefficient of thermal expansion, better ductility properties, and a much better resistance to thermal shocks at operating temperatures in electric arc furnace arc furnace. These physical properties are not to be overestimated when using the electrodes in electric ovens, where high electrical current levels are required and resistance to the mechanical and thermal cycling stresses imposed on the electrodes by the falling metal scrap, metal level and electrode level fluctuations, and in general Accordingly, graphite is used as an electrode material in the melting of steel in Mchtbogenöfen._universell ·

Die Herstellung von Graphitelektroden aus den sogenannten Kohleelektroden ist herkömmlicherweise im Acheson-Ofen durchgeführt worden, in welchem die Elektroden typischerweise in einer quer zur Plußrichtung des elektrischen Stromes verlaufenden Richtung angeordnet werden und von einem Widerstandsmedium umgeben sind, wodurch bewirkt wird, daß der elektrische Strom abwechselnd durch Lagen von Elektroden und von Widerstandsmedien hindurchläuft, wobei es sich bei den letztgenannten typischerweise um Koks für metallurgische Zwecke beziehungsweise um Petrolkoks handelt. Das Acheson-Verfahren ist seit so vielen Jahren eingeführtThe manufacture of graphite electrodes from the so-called carbon electrodes has conventionally been carried out in the Acheson furnace, in which the electrodes are typically arranged in a direction transverse to the direction of flow of the electric current and surrounded by a resistive medium, causing the electrical current to alternate through layers of electrodes and resistive media, the latter typically being coke for metallurgical purposes or petroleum coke. The Acheson process has been in place for so many years

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und so gut "bekannt, daß es keiner weiteren Beschreibung bedarf. Das Yerfahren der Längsrichtuiigs-Graphitisierung (IiWG-Yerfahren) ist zwar ebenfalls schon sehr alt, aber weniger gut bekannt, und im industriellen Maßstab wird es erst seit einigen Jahren angewendet» Das längsrichtungs-Graphitisierungsverfahren wird in der Weise durchgeführt, daß die Kohleelektroden als eine ununterbrochene Säule angeordnet werden und an jedem der stirnseitigen Enden der Elektrodensäule eine elektrische Verbindung vorgesehen wird, (Siehe hierzu US-PS 1,029,121 sowie US-PS 4,015,068·) Bei dem Längsrichtung s-Graphi ti sierungsverf ahr en bilden die Elektroden selbst den hauptsächlichen Stromweg für den Beheizungsstrom, wobei eines oder auch jedes der beiden stirnseitigen Enden der Elektrodensäule einem mechanisch oder hydrostatisch erzeugten Druck ausgesetzt wird, um bei Ausdehnung oder Zusammenziehung der Elektrodensäule im Verlauf des Beheizungszyklus eine feste Verbindung aufrechtzuerhalten· Ychler (US-PS 4,015,068) verwendet kein Packmaterial, sondern spezifiziert in seiner Patentschrift einen Metallmantel mit einer Pilzauskleidung als Isolierung*and the well-known "that no further description is required." Although the method of longitudinal direction graphitization is also very old, but less well known, and on an industrial scale it has been used for some years Graphitization is carried out in such a way that the carbon electrodes are arranged as a continuous column and at each of the front ends of the electrode column, an electrical connection is provided (see US-PS 1,029,121 and US-PS 4,015,068 ·) In the longitudinal direction s- Graphi ti sierungsverfrahr the electrodes themselves form the main current path for the heating current, wherein one or both of the two ends of the electrode column is subjected to a mechanically or hydrostatically generated pressure to a firm connection upon expansion or contraction of the electrode column in the course of the heating cycle aufrechtzuerha Ychler (US Pat. No. 4,015,068) does not use packing material, but specifies in his patent specification a metal casing with a mushroom lining as insulation *

Gegenüber dem Acheson-Verfahren besitzt das Längsrichtungs-Graphitisierungsverfahren (IiWG- Verfahr en) zahlreiche Vorteile. Der energetische Wirkungsgrad ist viel höher, weil eine direkte statt einer indirekten Beheizung des Materials erfolgt, und die für den Verfahrenszyklus benötigte Zeitspanne ist wesentlich kurzer, wobei typischerweise weniger als zwölf Stunden benötigt werden, verglichen mit 60 bis 120 Stunden, welche der Acheson-Proζeß in Anspruch nimmt*Compared to the Acheson method, the longitudinal direction graphitization method (IiWG method) has numerous advantages. The energy efficiency is much higher because direct rather than indirect heating of the material occurs and the time required for the process cycle is significantly shorter, typically requiring less than twelve hours, compared to 60 to 120 hours, which is the Acheson test avails *

Als eines der andauernde Schwierigkeiten bereitenden Probleme, welche im Zusammenhang mit dem Graphitisierungsprozeß auftreten, hat sich die Handhabung des heißen Einsatz- und Packmaterials erwiesen. Beim Acheson-Verfahren stellt das Packmaterial zwischen den Elektroden gleichzeitig das leitende Medium dar, und es muß gut gepackt und anschließendAs one of the ongoing troublesome problems associated with the graphitization process, the handling of the hot feed and dunnage material has been proven. In the Acheson process, the packing material between the electrodes simultaneously constitutes the conductive medium, and it must be well packed and then

während des Austragsarbeitsganges entfernt werden« In industriellen Anlagen sind für diesen Zweck mechanische Besehickungs- -und Austrageinrichtungen eingesetzt worden, wie beispielsweise Schalengreifer und Prontschaufelladegeräte·be removed during the discharge operation. In industrial plants, mechanical drawing and discharging devices have been used for this purpose, such as claw grabs and front-loading chargers.

Im Gegensatz zum Acheson-Verfahren wird das Packmaterial beim längsrichtungs-GrapMtisierungsverfahren in erster linie als l^rmeisolierungsmedium verwendet. Seine Handhabung hat sich ebenfalls als ein Problem erwiesen -and ist in der Vergangenheit mit Hilfe mechanischer Beschickungseinrichtungen, entweder, mit Greif schalen- oder SaugluftbescMckungsvorrichtungen, durchgeführt worden· Typisch für den Prozeß ist die Notwendigkeit, das heiße Medium aus dem Ofen zu entfernen, an einen anderen Ort zu transportieren, abzukühlen und zum Zwecke der ¥iederverwendung erneut größenmäßig zu klassieren. Diese Arbeitsgänge haben sich als eine der einen größeren Zeitaufwand erfordernden und problematischen Komponenten des Längsrichtungs-GraphitisierungsYerfahrens und gleichzeitig als Quelle starker Luftverschmutzung beim Einsatz von Schalengreifern erwiesen«In contrast to the Acheson process, the packing material is used primarily in the longitudinal direction grap- tomization process as the oil insulation medium. Its handling has also proved to be a problem -and in the past it has been carried out by means of mechanical feeders, either with gripper-cup or suction-air sweepers. Typical of the process is the need to remove the hot medium from the oven transport, cool and re-classify for re-use. These operations have proven to be one of the more time-consuming and problematic components of the longitudinal direction graphitization process and, at the same time, a source of severe air pollution in the use of clam grippers. "

Object of the invention:

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Behebung dieser Nachteile.The object of the present invention is to remedy these disadvantages.

Explanation of the essence of the invention;

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung für die Herstellung von Graphitartikeln, insbesondere von großen Elektroden, mittels des Längsrichtungs-Graphitisierungsprozesses (L¥G-Prozesses) und umfaßt eine an der oberen Seite offene ü-förmige Ofenwanne, welche aus Metall gefertigt und mit einer eingegossenen Auskleidung ausThe present invention is a method and apparatus for the production of graphite articles, in particular large electrodes, by means of the longitudinal direction graphitization process (L ¥ G process) and comprises an open top U-shaped furnace trough made of metal and with a cast-in lining

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feuerfestem Material versehen wird» Der Wannenofen ist zusammengesetzt aus mehreren Wannensektionen, wobei jede Sektion elektrisch isoliert wird, um jegliches Abfließen Ton elektrischem Strom zum Ofenmantel hin lokalisieren zu können· Weiterhin wird jede Ofensektion aufgehängt an einem System von flexiblen beziehungsweise verschiebbaren Tragpratzen, um die Kompensation der unterschiedlichen Wärmeausdehnung zwischen der verankerten Mitte und den freien Enden jeder einzelnen Wannenofensektion zu ermöglichen· Die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Ofensektionen, welche als Dehnungsausgleichsverbindung bezeichnet werden, lassen verschiedene konstruktive Ausführungen zu· Bevorzugterweise werden sie in der Weise ausgeführt, daß ein U-förmiges metallisches Einsatzstück, welches mit einer Auskleidung aus feuerfestem Material versehen wird, so in den mit einem entsprechenden Profil ausgeführten Aussparungen einander unmittelbar benachbart gelegener stirnsei tiger Enden zweier Ofensektionen angeordnet wird, daß die Verbindungsstelle Packmaterial aufnehmen, einen Dehnungsausgleich ermöglichen und als isolierende Stoßfuge gegenüber der Weiterleitung von elektrischem Strom dienen kann· Die Einrichtung wird so ausgelegt, daß sie gut geeignet ist für die Handhabung des Packmaterials in der Weise, daß dasselbe aus der Ofenwanne, welche das Packmaterial und die Säule von Elektroden einschließt, unter Verwendung geeigneter Absperrvorrichtungen beziehungsweise -schieber, die in Öffnungen beziehungsweise Entleerungsauslässe eingesetzt werden, weiche sich an der unteren Seite der Ofenwannen befinden, mit Hilfe der Schwerkraftwirkung in Auffangbehälter oder Lagerbehälter ausgebracht wird, die unterhalb der Entleerungsauslässe angeordnet werden, wobei eine kontinuierliche "Verbindung oder Zuordnung zwischen all diesen Ausrüstungselementen besteht und dieselben gute Voraussetzungen dafür bieten, daß die für eine erneute Verwendung des Packmaterials erforderliche Behandlung desselben schnell und ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann· Auf dieserefractory material is provided. The furnace is composed of several well sections, each section being electrically isolated to locate any outflow of sound electric current to the furnace shell. Further, each furnace section is suspended on a system of flexible support slips for compensation the different thermal expansion between the anchored center and the free ends of each individual trough section to allow · The joints between the individual furnace sections, which are referred to as expansion compensation compound, allow various constructive embodiments · Preferably, they are carried out in such a way that a U-shaped metallic Insert, which is provided with a lining of refractory material, so in the running with a corresponding profile recesses each other immediately adjacent stirnsei term ends two The device is designed so that it is well suited for the handling of the packaging material in such a way that it is the same out of the furnace, that the connection point can accommodate packing material, allow expansion compensation and serve as an insulating butt joint the furnace sump, which encloses the packing material and the column of electrodes, by means of suitable shutters or slidters, which are inserted into openings or discharge outlets, which are located on the lower side of the furnace pans, by means of gravity in collecting container or storage container, which are arranged below the emptying outlets, wherein there is a continuous connection or association between all these equipment elements and they offer good conditions for reuse of the packaging material required treatment of the same can be done quickly and without difficulty · On this

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¥eise werden der Arbeits- und Energieaufwand, den die Handhabung des Paclaaaterials erforderlich macht, und die Möglichkeit der Verursachung von Beschädigungen des Ofens oder der Elektroden auf ein Minimum reduziert. Außerdem wird Zeit gespart, die in dem Packmaterial gespeicherte "Wärmeenergie kann übertragen werden und erhalten bleiben, und die Probleme hinsichtlich gasförmiger Emissionen und Peststoff teilchenemissionen werden auf ein Minimum reduziert.In fact, the amount of work and energy required to handle the pacla material and the possibility of causing damage to the oven or electrodes are minimized. In addition, time is saved, the heat energy stored in the dunnage can be transferred and maintained, and the problems of gaseous emissions and particulate matter emissions are minimized.

Der Längsrichtungs-G-raphitisierungsofen ist gut geeignet für eine transportable Anordnung, die mit Hilfe von Rädern, welche auf Schienen τοη Arbeitsstation zu Arbeitsstation laufen, oder mit Hilfe eines separaten Fahrzeuges verwirklicht werden kann, das als Transportwagen bezeichnet wird und die Aufgabe hat, den Ofen von Arbeitsstation zu Arbeitsstation zu transportieren« Bei Anwendung einer derartigen ortsbeweglichen Ofenanordnung kann ;jede einzelne Arbeitsstufe wie Beschickung, Beheizung, Abkühlung und Entleerung in einer separaten Arbeitsstation durchgeführt werden, wodurch die Begrenzung von Feststoffteilchenemissionen und gasförmigen Emissionen verbessert, der Arbeitsaufwand in hohem Maße verringert sowie die Gefahr von Beschädigungen des Ofens herabgesetzt wird·The longitudinal direction curing oven is well suited for a transportable arrangement which can be realized by means of wheels running on rails τοη workstation to workstation or by means of a separate vehicle referred to as a trolley and having the object Moving the oven from workstation to workstation "Using such a portable oven assembly, each work step, such as charging, heating, cooling and draining, can be performed in a separate workstation, thereby improving the limitation of particulate emissions and gaseous emissions, greatly reducing the amount of work involved as well as reducing the risk of damage to the oven ·

Das Ausbringen des Packmaterials mit Hilfe der Sehwerkraftwirkung kann auch im Falle einer stationären oder nichttransportablen Ofenanordnung erfolgen, bei der die Auffangbehälter oder lagerbehälter in der Weise ortsbeweglich angeordnet werden, daß sie zum Zwecke des Ausbringens des Packmaterials unter die Entleerungsauslässe gebracht und anschließend zur Beschickung;oder Wiederbeschickung eines anderen Ofens oder desselben Ofens herausgefahren werden.The application of the packaging material by means of the Sehwerkraftwirkung can also take place in the case of a stationary or non-transportable furnace assembly in which the collecting container or storage containers are arranged in such a way that they brought for the purpose of application of the packaging material under the emptying outlets and then to the feed; Re-loading of another furnace or the same furnace are driven out.

Bei einer dritten Ausführungsvariante des für das Ausbringen des Packmaterials mit Hilfe der Schwerkraftwirkung ausgelegten Ofens kann eine Fördereranordnung unterhalb derIn a third embodiment variant of the oven designed for the application of the packing material by means of gravity, a conveyor arrangement below the

Entieerungsauslässe zur Anwendung gelangen, um das Packmaterial abzuführen und zu einem zentralen Punkt zu transportieren, an dem das Packmaterial zum Zwecke der Wiederverwendung erneut in Torratsbehälter eingefüllt wird«Drainage outlets are used to discharge the packing material and transport it to a central point where the packing material is re-filled into the torral tray for re-use «

Bei der Installierung und dem Betrieb einer Längsrichtungs-GrapMtisierungseinriehtung, bei der ein Ofenmantel aus Metall verwendet wird, muß auch das Problem der Wärmeausdehnung des Ofenmantels berücksichtigt werden« Die unterschiedliche Ausdehnung der Ofenmantelsektionen in der Längsrichtung wird durch ein System von verschiebbar gelagerten Tragpratzen und durch flexible Aufnahmeelemente aufgefangen, welche eine seitliche Bewegung an den stirnseitigen Enden 3'eder einzelnen Ofensektion zulassen.The installation and operation of a longitudinal direction gravel screen using a metal furnace shell must also take into account the problem of thermal expansion of the furnace shell. The differential expansion of the kiln shell sections in the longitudinal direction is provided by a system of slidably mounted supporting claws and by flexible Received receiving elements which allow a lateral movement at the front ends 3'eder the individual furnace section.

Bei der Einrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird bevorzugterweise Gleichstrom von einem G-leichrichtertransformator als Energiequelle verwendet. Jede einzelne Sektion des Ofenmantels ist elektrisch isoliert gegenüber den an sie angrenzenden Cfensektionen und dem Aufnahmegestell des Ofens, um auf diese Weise jedweden Kurzschluß zum Ofenmantel, durch das Packmaterial und die Mantelisolierung hindurch, lokalisieren zu können. Sollte sich in der isolierenden Auskleidung aus feuerfestem Material eine Stelle.herausbilden, an der die Stromisolierung" unzureichend ist und welche das Abfließen von elektrischem Strom von der Elektrodensäule zuläßt, so wird die Leckstelle auf diese Weise isoliert und führt nicht zu einem Kurzschluß am gesamten Ofen,In the device according to the present invention, DC power from a G rectifier transformer is preferably used as the power source. Each individual section of the oven jacket is electrically isolated from the adjacent cube sections and the oven rack so as to be able to locate any shorting to the oven jacket, through the packaging material and the jacket insulation. Should a site develop in the insulating lining of refractory material where the current insulation is "insufficient and which allows the outflow of electrical current from the electrode column, the leak will be isolated in this manner and will not cause a short circuit across the entire furnace .

Die Einrichtung, wie sie tatsächlich eingesetzt wird, besteht aus zwei der ü-förmigen Wannenofen, welche nebeneinander in einer Aufnahmekonstruktion angeordnet sind, wodurch sich ein horizontaler U-förmiger Weg für den Stromdurchgang ergibt. Die Stromzuführungsköpfe an der dem Gleichriehtertransformator am nächsten gelegenen Ofenstirnseite habenThe device as it is actually used consists of two of the U-shaped furnace furnace, which are arranged side by side in a receiving structure, resulting in a horizontal U-shaped path for the passage of electricity. The power supply heads have at the furnace front end closest to the equality transformer

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positive und negative Polarität, während am gegenüberliegenden stirnseitigen Ende ein Shunt vorgesehen wird, und sie führen den Gesamtstrom, der durch den Ofen fließt·positive and negative polarity, while a shunt is provided at the opposite front end, and they carry the total current flowing through the furnace ·

Bei der Herstellung von Graphitelektroden in der Einrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Anzahl von geformten und gesinterten Kohlekörpern in einer solchen Weise Stirnseite an Stirnseite in ein Bett von aus Einzel teilchen "bestehendem Isolierungsmedium eingelegt, daß die Elektroden eine horizontal angeordnete Säule bilden, welche zwischen den beiden Stromzruführungsköpfen liegt. Dies wird bevorzugterweise unter Anwendung der Einrichtung ausgeführt, die in den dieser Patentschrift beigefügten Figuren 8 und 9 veranschaulicht worden ist und in einer ebenfalls anhängigen Patentanmeldung eingehender beschrieben wird·In the manufacture of graphite electrodes in the device according to the present invention, a number of shaped and sintered carbon bodies are placed end-to-end in a bed of insulating medium consisting of individual particles, such that the electrodes form a horizontally arranged column which intervenes This is preferably done using the apparatus illustrated in Figures 8 and 9 appended to this patent, which is further described in a co-pending patent application.

Die ortsbewegliche Ofenanordnung stellt einen deutlich ausgeprägten Bruch mit der bisher üblich gewesenen Graphitisierungspraxis dar· Die Elektroden werden im Ofen in einer Beheizungsstation beheizt; nach der Unterbrechung der Stromzuführung wird der Ofen dann in einen separaten Abkühlungsbereich überführt; und anschließend wird der Ofen zu einer Entleerungs- und Wiederbeschickungsstation transportiert· Sobald die Strom2ruführung unterbrochen und der Ofen in den Abkühlungsbereich überführt worden ist, wird ein anderer beschickter Ofen in die Beheizungsstation gebracht und die Stromzuführung erneut angeschlossen·The portable furnace arrangement represents a distinct break with the conventional practice of graphitization. The electrodes are heated in the oven in a heating station; after the interruption of the power supply, the furnace is then transferred to a separate cooling zone; and then the oven is transported to an emptying and reloading station. Once the power supply has been interrupted and the oven has been transferred to the cooling zone, another charged oven is brought into the heating station and the power supply is reconnected.

Zu den spezifischen Vorteilen, welche sich bei dieser Anordnung der Einrichtung ergeben, gehören niedrigere Anlagekosten auf Grund der Tatsache, daß eine Beheizungsstation für die Beheizung einer Mehrzahl von Öfen eingesetzt wird, anstatt für nur einen Ofen, wie dies gegenwärtig praktiziert wird· Insbesondere wird ein einfacheres Stromschienensystem verwendet, woraus sich beträchtliche Einsparungen anThe specific advantages associated with this arrangement of device include lower equipment costs due to the fact that a heating station is used to heat a plurality of furnaces, rather than just one furnace, as currently practiced simpler busbar system used, resulting in considerable savings

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Anlage- und Betriebskosten ergeben» Die einzelnen Arbeitsstationen, und zwar die Beheizungsstation, die Abkühlungsstation sowie die Entleerungs- und Wiederbeschickungsstation, werden mit der Luftverschnnitzungsbegrenzungseinrichtung ausgerüstet, welche für die jeweilige Verfahrensstufe erforderlich ist. Dadurch, daß jede Teilfunktion der Einrichtung jeweils auf einen Bereich konzentriert wird, werden die Anlage- und Betriebskosten herabgesetzt, und insbesondere wird die Begrenzung der Luftverunreinigung erleichtert,Plant and Operating Costs »The individual workstations, namely the heating station, the cooling station, and the emptying and recharging station, are equipped with the air confinement limiter required for each stage of the process. The fact that each sub-function of the device is concentrated in one area in each case reduces investment and operating costs and in particular facilitates the limitation of air pollution.

¥eitere Vorteile resultieren aus dem erhöhten Mechanisierungsgrad des gesamten Verfahrens, wobei die Anwendung einer Fließfertigungskonzeption wesentlich für die Erreichung kürzerer Gesamtverfahrenszyklen ist; aus den -verringerten Iiohnkosten sowie aus der Tatsache, daß das Bedienungspersonal der Anlage Hitze und LuftTerunreinigungen in geringerem Maße ausgesetzt wird« Der Metallmantel des Ofens und die Auskleidung aus feuerfestem Material sind nicht dafür ausgelegt, Wärme·zu halten, sondern eher dafür, die "Wärme au leiten und abzuführen, während der Ofen elektrisch isoliert wird· Wenn'der Ofen beheizt wird, so wird die "Wärme, welche von den Elektroden als Wärmeveriust abgegeben wird, durch das Isolierungsmedium langsam abgeführt. Der Ofenmantel und die Auskleidung aus feuerfestem Material bleiben auf Grund der Dicke der Isolierung und wegen des daraus resultierenden niedrigen Gesamtwärmeleitvermögens verhältnismäßig kalt· Bei einer typischen praktischen Anwendung des Verfahrens'·'- wird das Maximum des Temperaturverlaufes die Auskleidung aus feuerfestem Material erst mehrere Stunden nach der.Graphitisierung der Elektroden und dem Abschalten der Stromzuführung erreichen, Hach einer vorgegebenen Abkühlungszeitdauer werden die Elektroden mit Hilfe einer Entnahmevorrichtung aus dem Ofen herausgenommen· Nachdem die Elektroden herausgenommen worden sind und das Packmaterial in die Auffangbehälter ausgebracht worden ist,Additional benefits result from the increased degree of mechanization of the overall process, where the use of a fluidization design is essential for achieving shorter overall process cycles; from the reduced cost of ownership and from the fact that the operator of the plant is less exposed to heat and air pollution. "The metal shell of the furnace and the lining of refractory material are not designed to hold heat, but rather to protect heat." Heat is dissipated and dissipated while the oven is electrically insulated. When the oven is heated, the heat dissipated by the electrodes as a heat loss is slowly dissipated through the insulating medium. The furnace shell and refractory lining remain relatively cold due to the thickness of the insulation and the resulting low overall thermal conductivity. In a typical practical application of the process, the maximum of the temperature profile will not be more than a few hours after the refractory lining After a predetermined cooling time period, the electrodes are removed from the furnace with the aid of a removal device. After the electrodes have been removed and the packaging material has been discharged into the collecting containers, the electrodes are then graphically depleted and the power supply switched off.

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ermöglicht die hohe thermische Leitfähigkeit der Ofenauskleidung aus feuerfestem Material und des Ofenmantels eine verhältnismäßig schnelle Abkühlung, welche hauptsächlich auf "Wärmeabstrahlung basiert, und damit eine Reduzierung der Probleme, welche sich aus dem Auftreten hoher lemperaturen ergeben.For example, the high thermal conductivity of the refractory lining of the furnace and the jacket of the furnace allows a relatively rapid cooling, which is mainly based on "heat radiation, and thus a reduction of the problems resulting from the occurrence of high temperatures.

Die Verwendung eines Stahlmantels macht die ortsbewegliche Ofenausführung sowie die Bodenentleerungsrorrichtungen möglich und stellt ein Schlüsselelement der gesamten Erfindung dar.The use of a steel jacket makes the portable furnace design as well as the bottom emptying devices possible and constitutes a key element of the entire invention.

¥enn die Beheizung abgeschlossen und die Stromzuführung abgeschaltet worden ist, wird ein !Transportwagen, der mit Anhebevorrichtungen ausgerüstet ist, an einen Torgesehenen Platz unter dem Ofen gefahren, und der Ofen wird von den Aufnahmepfeilern abgehoben und zur Abkühlungsstation gefahren» Nachdem die Elektroden auf eine Temperatur von ungefähr 1500 ⁰O bis 1700 ⁰C abgekühlt worden sind, wird der Ofen zur Entleerungs- und Wiederbeschickungsstation transportiert, und ein Schurrenwagen wird so unter dem Ofen angeordnet und so ausgerichtet, daß sich die Entleerungsschieber über den Auffangbehältern befinden. Das Packmaterial wird aus dem Ofen ausgebracht, die Elektroden werden herausgenommen, der Ofen erhält eine teilweise Füllung von Isolierungsmedium, und eine neue Säule von vorgesinterten Elektroden wird in den Ofen eingesetzt. Der Ofen wird dann mit einer Auffangbehälterfüllung von Isolierungsmedium beschickt, mit dem die Säule von Elektroden bedeckt wird, und danach zur Beheizungsstation transportiert· Nachdem der Ofen von der Entleerungs- und,Wiederbeschickungsstation wegtransportiert worden ist, können die gefüllten Auffangbehälter mit Hilfe eines Kranes in einen lagerbereich verbracht und leere Auffangbehälter für die nächste Ofenentleerung aufgestellt werden. Es ist aber auch möglich, das gleiche heiße Isolierungsmedium ohne Zwischenlagerung sofort wiederzuverwenderi. >Once the heating has been completed and the power supply has been switched off, a transport trolley equipped with lifting devices is moved to a door under the oven and the oven is lifted off the reception pillars and transported to the cooling station Temperature have been cooled from about 1500 ⁰ O to 1700 ⁰ C, the furnace is transported to the emptying and re-loading station, and a chaser is placed under the oven and aligned so that the emptying slide over the collection containers are. The packing material is discharged from the oven, the electrodes are taken out, the oven receives a partial filling of insulating medium, and a new column of presintered electrodes is placed in the oven. The oven is then charged with a receiver fill of insulating medium which covers the column by electrodes and then transported to the heating station. After the oven has been transported away from the emptying and re-loading stations, the filled receptacles can be transferred by crane to a heating station spent storage area and empty collection containers for the next kiln emptying be set up. But it is also possible to immediately reuse the same hot insulation medium without intermediate storage. >

Das aus Einzelteilchen "bestehende Isolierungsmedium wird beschrieben als eine nach der Stückgröße klassierte Qualität von kalziniertem Petrolkoksgrus, der aus der Absetzkammer einer Drehrohrofen-Kalzinieranlage gewonnen wird· Wenn Rohpetrolkoks bei Temperaturen von ungefähr 1200 ⁰C bis 1400 ⁰C kalziniert wird, um flüchtige Bestandteile zu entfernen und die physikalische Struktur in den härteren und dichteren kalzinierten Koks umzuwandeln, zerfällt eine kleine !Traktion in Peststoffteilchen, welche zu feinkörnig für die Verwendung in der vorliegenden Form sind und die in der Vergangenheit verbrannt oder als leststoffteilehenemission in die Atmosphäre abgelassen worden sind« Hunmehr wird die Rückgewinnung dieser Fraktion aus Gründen der Bekämpfung der Luftverschmutzung sowie aus ökonomischen Gründen gefordert. Andere Sorten von aus Einzelteilchen bestehendem Isolierungsmedium, wie beispielsweise zerkleinerte Sinterabfälle, können ebenfalls verwendet werden; oder auch aus Kohle gewonnener Koks für metallurgische Zwecke·The "existing particulate insulation medium is described as a sized according to the size of property quality of calcined Petrolkoksgrus which is recovered from the settling chamber of a rotary kiln calcining · When raw petroleum coke is calcined at temperatures of approximately 1200 ⁰ C to 1400 ⁰ C to remove volatile components to and to transform the physical structure into the harder and denser calcined coke, a small fraction of the particulate matter decays which are too fine for use in the present form and which have been burned in the past or released into the atmosphere as a particulate matter emission. "Hunmore Recovery of this fraction is required for reasons of air pollution control and for economic reasons Other types of particulate insulation medium, such as crushed sintered waste, may also be used; coal-fired coke for metallurgical purposes ·

Der in einem kurz zuvor entleerten Graphitisierungsofen verbliebene Rest von aus Sinzelteilchen bestehendem Isolierungsmedium wird eingeebnet und mit Hilfe eines - Yibrationswerkzeuges verdichtet, um auf diese' Weise ein festes Bett für eine neue Säule von Elektroden auszubilden» Das Vibrationswerkzeug kann ein vibrierender 3?laehkörper oder eine Zange sein, welche mit einem Vibrator verbunden ist und in das Bett aus Isolierungsmedium eingeführt wird·The remainder of isolating medium consisting of particulate particles remaining in a recently emptied graphitizing furnace is leveled and compacted by means of a vibrating tool to thereby form a solid bed for a new column of electrodes. The vibrating tool may be a vibrating 3-axis body Tongs, which is connected to a vibrator and inserted into the bed of insulating medium ·

Als nächstes wird die Säule von gesinterten Kohleelektroden im Ofen auf der als Bett hierfür dienenden teilweisen Ofenfüllung mit Isolierungsmedium angeordnet und in Ausrichtung mit den Stromzuführungskopfelektroden gebracht, die an jedem der stirnseitigen Enden des Ofens positioniert werden. Der Ofen kann hierbei noch recht heiß sein und eine Temperatur in der Größenordnung von einigen hundert Grad Celsius haben. Mit Hilfe der Hydraulikzylinder werden dieNext, the column of sintered carbon electrodes in the furnace is placed on the bedding partial furnace filling with insulating medium and brought into alignment with the power supply head electrodes positioned at each of the front ends of the furnace. The oven can still be quite hot and have a temperature of the order of a few hundred degrees Celsius. With the help of hydraulic cylinders are the

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stirnseitigen Enden der El ektro densäule einer Druckbelasimng unterworfen, und der Ofen wird anschließend mit dem Rest der Einsatzmenge des Isolierungsmediums beschickt, der unter Terwendung einer Schurre mit der Porm eines umgekehrten Y (^llHosenbein^lt-Schurre), welche den Fluß des Mediums entlang beider Seiten der Elektrodensäule lenkt_? aus den oberhalb des Ofens angeordneten Auffangbehältern in den Ofen eingefüllt wird.front ends of the El Ektro densäule subjected to Druckbelasimng, and the furnace is then charged with the rest of the use amount of the insulation medium, with the Porm an inverted Y ^(II leg ^lt -Schurre) under Terwendung a chute which the flow of medium along both Sides of the electrode column directs _? is poured from the arranged above the furnace collecting containers in the oven.

Während der Beschickung des Ofens mit dem Isolierungsmedium wird jede Schicht desselben mit Hilfe eines Yibrationswerkzeuges verdichtet, um auf diese Weise sicherzusteilen, daß die Elektrodensäule gegen Bewegung in vertikaler oder in seitlicher Sichtung fest abgestützt wird. Anschließend wird eine nichtverdichtete Schicht von Isolierungsmaterial über die Elektrodensäule gelegt« Damit ist dann die Ofenbeschickungsstufe des Verfahrens abgeschlossen·During the charging of the furnace with the insulating medium, each layer thereof is compressed by means of a vibrating tool so as to ensure that the electrode column is firmly supported against movement in vertical or lateral sighting. Subsequently, a non-compressed layer of insulating material is placed over the electrode column. Thus, the furnace charging stage of the process is completed.

Im Anschluß daran wird der Ofen mit Hilfe einer Transporteinrichtung zur Beheizungsstation transportiert. Durch die Anwendung eines selbständigen hydraulischen Systems, welches Pumpen und Druckregulierungseinrichtungen einschließt, wird ein hydrostatischer Druc] (25 P.S.I.) aufrechterhalten.Subsequently, the oven is transported by means of a transport device to the heating station. By employing a self-contained hydraulic system which includes pumps and pressure regulating means, a hydrostatic pressure (25 P.S.I.) is maintained.

5 wird ein hydrostatischer Druck von ungefähr 1,7 · 10 Pa5, a hydrostatic pressure of about 1.7 · 10 Pa

In der Beheizungsstation werden die Stromzuführungskopfelektroden an die Stromquelle angeschlossen, und der hydraulische Druck, dem die Elektroden unterworfen werden, wird typischerweise von ungefähr 1,7 · 10⁵ Pa (25 P*S.I·) auf einen Druck von 6,9 »10 Pa (200 P.S.I.) erhöht. Der an der Elektrodensäule angewendete Druck wird variieren in Abhängigkeit von der Länge der Säule, wobei längere Säulen einen höheren Druck erforderlich machen, sowie in Abhängigkeit davon, ob die hydraulische Druckbelastung an einen der Elektroenergiezuführungsköpfe oder an beide angelegt wird.In the heating station, the power supply head electrodes are connected to the power source and the hydraulic pressure to which the electrodes are subjected is typically from about 1.7 · 10 ⁵ Pa (25 P * SI ·) to a pressure of 6.9 »10 Pa (200 PSI) increased. The pressure applied to the electrode column will vary depending on the length of the column, with longer columns requiring higher pressure, and depending on whether the hydraulic pressure load is applied to either or both of the electric power feed heads.

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^j i 7 ! - 13 - ^ ji 7 ! - 13 -

Der Strom wird angelegt, wobei die Säule von Elektroden durch das Wirksamwerden der Joule sehen Wä:rme entwicklung schnell auf die erforderliche Graphitisierungstemperatur erhitzt wird, welche üblicherweise im Bereich von 2400 ⁰O bis 2800 ⁰C, in manchen Fällen sogar bei 3000 ⁰C liegt, wobei ungefähr vier bis zwölf Stunden benötigt werden, bis der Graphitisierungsprozeß abgeschlossen ist. Danach wird die Elektroenergiezuführung abgeschaltet, der Ofen wird in die Abkühlungsstation überführt, und den Elektroden wird die Möglichkeit zur Abkühlung gegeben*. Wenn die Elektroden eine Temperatur von ungefähr 1500 ⁰G bis 1700 ⁰C erreicht haben, wird der Ofen in die Entleerungs- und Wiederbeschickungsstation überführt, und das Transportfahrzeug wird durch einen Schurrenwagen ersetzt, welcher mit Yerbindungsrohren versehen ist, die von den Entleerungsschieberöffnungen zu den darunter angeordneten Auffangbehältern führen* Die Elektroden werden mit Hilfe einer Entnahmevorrichtung (Greifer) aus dem Ofen herausgenommen, das Isolierungsmedium wird mit einer gewicht et en mittleren !Temperatur im Bereich zwischen·700 ⁰C und 1100 ⁰G in die Auffangbehälter ausgebracht, und der Ofen wird mit einer anderen Elektrodensäule und Isolierungsmateriälfüllung beschickt. Der Schurrenwagen wird entfernt, und der Ofen wird zurück zur Beheizungsstation transportiert.«The current is applied, wherein the column electrodes by the effect of the Joule see Wä: rme development is rapidly heated to the required graphitization temperature, which usually is in the range of 2400 ⁰ O to 2800 ⁰ C, in some cases even at 3,000 ⁰ C It takes approximately four to twelve hours for the graphitization process to be completed. Thereafter, the electric power supply is switched off, the furnace is transferred to the cooling station, and the electrodes are given the opportunity to cool *. When the electrodes have reached a temperature of about 1500 ⁰ G to 1700 ⁰ C, the furnace is transferred to the emptying and recharging station, and the transport vehicle is replaced by a chute car, which is provided with Yerbindungsrohren, from the emptying slide openings to the underneath lead arranged collecting containers * the electrodes are by means of a removal device (gripper) taken out of the furnace, the insulation medium is having a weight et en middle! temperature in the range between x 700 ⁰ C and discharged 1100 ⁰ G in the collecting container, and the furnace is charged with another electrode column and insulation material filling. The trolley is removed and the oven is transported back to the heating station. «

Nach dem Ausbringen des Isolierungsmediums in die Auffangbehälter und der Entfernung der Auffangbehälter von unterhalb des Ofens können dieselben mit Hilfe eines Kranes in einen lagerbereich verbracht werden» Es ist jedoch vorteilhafter, das heiße Medium, welches eine Temperatur im Bereich von ungefähr 600 ⁰C bis 1100 ⁰C besitzt, ohne Zwischenlagerung sofort der Wiederverwendung zuzuführen, um so seinen Wärmeinhalt zu erhalten und auf diese Weise elektrische Energie einzusparen. Bisher hat die Standardpraxis, welche in der Industrie angewandt worden ist, darin bestanden, Isolierungsmedien zwischen GraphitisierungsdurchläufenAfter placing the insulating medium in the receptacles and removing the receptacles from below the furnace, they can be transferred to a storage area by means of a crane. However, it is more advantageous to have the hot medium at a temperature in the range of about 600 ^° C to 1100 ° C ⁰ C possesses, without intermediate storage immediately re-use, so as to obtain its heat content and thus save electrical energy. So far, the standard practice which has been used in the industry has been to insulate media between graphitization runs

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absukühlen und erneut größenmäßig zu klassieren· Der Einreicher der vorliegenden Patentanmeldung hat jedoch festgestellt, daß dies nicht notwendig ist*ABSUILLING AND REASSEMBLING THE SIZE · However, the assignee of the present patent application has found that this is not necessary *

Ss ist auch festgestellt worden, daß die luftverschmutzung vermindert wird, wenn das Isolierungsmedixnn im heißen Zustand überführt wird. Die feinkörnigeren Teilchen, welche normalerweise in die Atmosphäre abgeführt würden, werden während des Arbeitsganges der Ausbringung des heißen Mediums in stärkerem Maße oxydiert als dispergiert, und die Menge an Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid, welche ausgeschieden wird, ist minimal.It has also been found that air pollution is reduced when the insulation medium is transferred while hot. The finer-grained particles which would normally be vented to the atmosphere are oxidized rather than dispersed during the hot medium application operation, and the amount of carbon monoxide and sulfur dioxide which is excreted is minimal.

Wenn das Isolierungsmaterial im heißen Zustand überführt wird, so ermöglicht es die aufgespeicherte Wärme außerdem, die nächste Säule von Elektroden schneller auf ihre Umwandlungstemperatur zu bringen, so daß in effektiver Weise sowohl Betriebs- als auch Anlagekosten eingespart werden, indem bei niedrigerem Energiebedarf in der gleichen 'Zeit-' spanne, mehr Elektroden, hergestellt werden· Es ist festgestellt worden, daß die Handhabung des Isolierungsaiaterials im heißen Zustand dazu führt, daß ein kleiner Prozentsatz des Isolierungsmaterials durch Verbrennung und Staubabführung verloren-geht ,-der. typischerweise pro Qfenzyklus fünf Prozent oder weniger ausmacht.In addition, when the insulation material is transferred while hot, the stored heat allows the next column of electrodes to be brought to their transformation temperature more quickly, thereby effectively saving both operating and investment costs, while at the same time consuming less energy It has been found that the handling of the insulating material in a hot state causes a small percentage of the insulating material to be lost through combustion and dust removal. typically five percent or less per cycle.

Wenn das Isolierungsmedium im heißenZustand überführt wird, so kann der Auffangbehälter als der einzige Behälter für die Entleerungs- und Wiederbeschickungsarbeitsstufe eingesetzt werden, oder das Isolierungsmedium kann in einen separaten Behälter für die Wiederbeschickung des nächsten Ofens überführt werden.When the insulation medium is transferred in the hot state, the catch tank may be used as the sole container for the dumping and refilling work stages, or the insulation medium may be transferred to a separate tank for reloading the next furnace.

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Embodiment;

Figur 1 ist eine Querschnittansicht des Längsrichtungs-G-raphitisierungsofens· Der Stahlmantel 20 wird isoliert mit einer Auskleidung 22 aus einem feuerfesten Material, bei der es sich bevorzugterweise um eine hochtonerdehaltige eingegossene Feuerfestauskleidung mit Verankerungen 23 handelt, obschon diese Auskleidung aus feuerfestem Material auch als Ausmauerung ausgeführt werden kann« Der Ofen wird abgestützt durch ein Aufnahmegestell 24 mittels elastischer Iragpratzen 32, bei denen es sich um Grobblech- oder I-Iräger-Profile handelt, die an den Ofenmantel 20 und das Aufnahmegestell 24 angeschweißt werden, wobei der Steg des Pratzenprofiles hinreichend elastisch ist, um die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Mantels zwischen einander benachbart gelegenen Tragpratzen aufnehmen zu können· Die beiden äußeren vertikalen Strukturelemente des Aufnahmegestelles 24 sind elastisch in der Längsrichtung, um eine, durch Ifärmeausdehnung hervorgerufene Bewegung der stirnseitigen Enden der Mantelsektionen zuzulassen· Die an der unteren Seite vorgesehenen Auflagersporne 34 bestehen aus verschiebbaren I-Träger-Profilen, welche an den Ofenmantel angeschweißt werden und auf Aufnahmeplatten 33 verschiebbar sind, um so Bewegung in axialer Sichtung zuzulassen. Eine Anordnung, welche Isolierungsklötze 35 und Terankerungsklammern 36 umfaßt, wird jeweils angewandt, um jede einzelne Ofenmantelsektion an dem Untergestellrahmen 37 zu befestigen, während der Ofenmantel gleichzeitig gegenüber Erdschluß isoliert wird· Die Säule von Elektroden 26 wird in das Isolierungsmedium 28 eingebettet·Figure 1 is a cross-sectional view of the longitudinal direction gasification furnace. The steel jacket 20 is insulated with a liner 22 of a refractory material which is preferably a high alumina cast-in refractory lining with anchors 23, although this refractory lining also serves as a lining The oven is supported by a take-up rack 24 by means of elastic earhooks 32 which are heavy plate or I-hanger profiles which are welded to the furnace mantle 20 and the take-up rack 24, the bar of the chucking bar being sufficient is elastic in order to be able to absorb the different thermal expansion of the jacket between adjacent supporting claws. The two outer vertical structural elements of the receiving frame 24 are elastic in the longitudinal direction, about a movement of the frontal En caused by Ifärmeausdehnung The shroud sections 34 provided on the lower side consist of displaceable I-beam profiles, which are welded to the furnace shell and slidable on receiving plates 33 so as to permit movement in axial direction. An assembly comprising insulation pads 35 and anchoring clips 36 is used to secure each individual furnace shell section to the subframe frame 37 while simultaneously insulating the furnace shell from ground fault. The column of electrodes 26 is embedded in the insulation medium 28.

Figur 2 stellt eine Seitenrißansicht einer Längsrichtungs-Graphitisierungs-¥annenofenbaugruppe 38 dar, welche die Isolierungsklötze 35, das Ofenmantelaufnahmegestell 24, Entleerungsauslässe 72, die mit Absperrschiebern 52 und Austragrohren 90 (beides ist in der Figur 6 dargestellt worden)FIG. 2 is a side elevational view of a longitudinal direction graphitization oven assembly 38 including the insulation pads 35, the furnace shell receiving rack 24, discharge outlets 72 provided with gate valves 52, and discharge tubes 90 (both shown in FIG. 6).

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h. ' H. ' ^!O!O

ausgerüstet sind, sowie den Untergestellrahmen 37 veranschaulicht.are equipped, as well as the frame frame 37 illustrated.

P i g u r 3 stellt eine Draufsicht einer längsrichtungs-G-raphitisierungs-¥annenofenbaugruppe 38 dar, welche den Stahlmantel 20 und die elastischen Tragpratsen 32 veranschaulicht·FIG. 3 illustrates a top view of a longitudinal direction gastreated annealing furnace assembly 38 illustrating the steel shell 20 and the elastic support beads 32.

Pigur 4 ist eine Querschnittansicht des Schurrenwagens 44 mit zwei Schurrenanordnungen 46, von denen jeweils eine von jeder der Ofenseiten zur Mitte hin führt· "Während des Betriebes der Anlage wird dann, wenn der Ofen in die Entleerungs- und Wiederbeschickungsstation gebracht worden ist, der Transportwagen entfernt und der Schurrenwagen 44 auf Schienen 48 so unter den Ofen gefahren, daß sich die Schurren 46 in Ausrichtung mit den Austragrohren 90 der Wannenofenbaugruppe und den unterhalb derselben angeordneten Auffangbehältern 50 befinden. Das heiße Isolierungsmedium wird dann in die Auffangbehälter 50 ausgebracht·Pigur 4 is a cross-sectional view of the trolley 44 having two chute assemblies 46, one each leading to the center from each of the furnace sides. "During operation of the equipment, when the oven is brought to the unloading and reloading station, the trolley and the chute wagon 44 is moved on rails 48 under the furnace such that the chutes 46 are in alignment with the trough furnace assembly discharge tubes 90 and the collection containers 50 disposed below the same. The hot insulation medium is then discharged into the collection containers 50.

P i g u r 5 veranschaulicht einen Wiederbeschickungsvorgang, wobei ein Auffangbehälter 50 in einer Position oberhalb des Ofens und eine ¥iederbeschickungs-"Hosenbeinschurre" 74 über der Elektrodensäule 26 dargestellt worden ist, die in der Materialbeschickungstraverse 60 gehalten wird (welche in einer ebenfalls anhängigen Patentanmeldung ausführlicher beschrieben worden ist)· Mit Hilfe der "Hosenbeinschurre" ist es möglich, das Isolierungsmedium gleichmäßig entlang beider Seiten der Säule von Elektroden einzubringen· Die Figur 5 zeigt auch den Schurrenwagen 44 mit Schurren 46, die positioniert sind über dem Auffangbehälter 50, der sich in der Ofengrube 76 befindet· Der Auffangbehälter kann ebenfalls mit einer Wärmeisolierung versehen werden, wodurch die Auffangbehälterwandung, welche typischerweise aus warmgewalztem Stahlblech besteht, während der Verwendung des Auffangbehälters im Ofenbetrieb auf einer niedrigerenFigure 5 illustrates a reloading operation wherein a receptacle 50 has been shown in a position above the furnace and a recharge "pocket leg chute" 74 above the electrode post 26 held in the material loading truss 60 (which is described in more detail in a co-pending patent application With the aid of the "pocket leg chute" it is possible to apply the insulating medium evenly along both sides of the column of electrodes. Figure 5 also shows the chute truck 44 with chutes 46 which are positioned above the collection container 50 located in the Furnace pit 76 is located. The collecting container can also be provided with a thermal insulation, whereby the collecting container wall, which typically consists of hot-rolled steel sheet, during use of the collecting container in the kiln operation at a lower

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Temperatur gehalten und ein weiterer Beitrag zur Speicherung und zum Zurückhalten der fühlbaren Wärme in dem Isolierungsmaterial geleistet werden kann. Eine Wärmeabschirmung 86 kann angewendet¹ werden, um das Ofenbedienungspersonal während des Ausbringens der Elektrodensäule gegenüber der Strahlungswärme zu'schützen.Temperature can be maintained and another contribution to the storage and retention of the sensible heat in the insulating material can be made. A heat shield 86 can be applied ¹ to zu'schützen the furnace operator during deployment of the electrode column to the radiation heat.

3? i g u r 6 zeigt eine Querschnittansicht des Längsrichtungs-Graphitisierungsofens, wobei der Transportwagen 82 in seiner Position oberhalb des Auffangbehälters 50 dargestellt worden ist. Die hydraulischen Hebevorrichtungen 78 sind dafür vorgesehen, den Ofenaufnahmegestellrahmen 37 zum Zwecke des Transportes zu der nächsten Arbeitsstation von den Stützpfeilern 80 abzuheben. Der Transportwagen 82 läuft auf den gleichen Schienen wie der Schurrenwagen 44 (in der Figur nicht dargestellt),3? FIG. 6 shows a cross-sectional view of the longitudinal direction graphitizing furnace with the dolly 82 shown in its position above the collection bin 50. The hydraulic jacks 78 are designed to lift the furnace receiving frame 37 away from the buttresses 80 for transport to the next work station. The trolley 82 runs on the same rails as the trolley 44 (not shown in the figure),

Figur 7 zeigt die Dehnungsausgleichsverbindungsaiiordnung, welche eine wirksame Abdichtung .zwischen einander unmittelbar benachbarten.Wannenofenbaugruppen 33 ergibt und so ausgeführt wird, daß die Verbindungsstelle aus Einzelteilchen bestehendes Isolierungsmedium aufnehmen und gleichzeitig Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen benachbarten OfenmantelSektionen 20 ausgleichen kann. Die Auskleidung aus feuerfestem Material 22 der Ofenmantelsektion 20 ist mit einer mit einem entsprechenden Profil ausgeführten Aussparung 21 versehen; und eine -. U-förmig- gestaltete Einsät ζ stückbaugruppe 54 umfaßt eine Auskleidung aus feuerfestem Material 55, bei dem es sich bevorzugterweise um das gleiche gießbare Peuerfestmaterial handelt, wie es für die Auskleidung 22 verwendet wird, Verankerungselemente 62 sowie eine elastische Dichtungsmanschette 64 aus einem Keramikfaserstoff, wie zum Beispiel aus einem der als ITberfrag ' beziehungsweise Kaowool^· ' bekannten Materialien, oder aus ähnlichen Tonerde-Silika-Paserstoffen, Yersteifungselemente 66 verstärken die Stahlummantelung 56 des EinsatzStückes,Figure 7 shows the strain relief connection arrangement which provides an effective seal between immediately adjacent well furnace assemblies 33 and is made so that the joint of individual particles can accommodate existing insulation medium while compensating for thermal expansion differences between adjacent furnace shell sections 20. The lining of refractory material 22 of the furnace shell section 20 is provided with a recess 21 made with a corresponding profile; and a -. U-shaped tray assembly 54 includes a lining of refractory material 55, which is preferably the same castable refractory as used for lining 22, anchoring elements 62, and a resilient gasket 64 made from a ceramic fiber material, such as for example, from one of the materials known as ITberfrag 'or Kaowool®, or similar alumina-silica pulps, stiffeners 66 reinforce the steel shell 56 of the insert,

Diese konstruktive Ausführung läßt eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der einzelnen Ofeniaantelsektionen au, wahrend eine wirksame mechanische Atidichtung und elektrische Isolierung zwischen den Wannenofenbaugruppen 38 aufrechterhalten wird,This structural design allows for differential thermal expansion of the individual kiln shell sections while maintaining effective mechanical seal and electrical insulation between the tub furnace assemblies 38.

Figur 8 zeigt eine Querschnittansicht eines Wannenofenmantels 20, einer Elektrodensäule 26 und einer Elektrodensäulenbeschickungstraverse 60 sowie eine Befestigungsvorrichtung für die Kranaufhängung 68, einen Kranhaken 74 und eine oder mehrere Kettenschlingen 76, mit denen jede einzelne der Elektroden jeweils gehalten wird.FIG. 8 shows a cross-sectional view of a furnace shell 20, an electrode column 26 and an electrode column loading traverse 60, and a crane suspension fixture 68, a crane hook 74, and one or more chain slings 76 holding each one of the electrodes, respectively.

Figur 9 veranschaulicht den Querschnitt des Ofens in einer Längsschnittansicht, wobei in der gezeigten Darstellung die Elektrodensäule 26 mittels Kettenschlingen 76 von der Elektrodensäulenbeschickungstraverse 60 in der für den Elektrodensäulenbesehickungsvorgang erforderlichen Anordnung gehalten wird.Figure 9 illustrates the cross-section of the furnace in a longitudinal sectional view, in the illustrated illustration the electrode column 26 is held by chain loops 76 from the electrode column loading traverse 60 in the arrangement required for the electrode column annealing process.

F i g u r 10 ist ein Fiüßdiägramm, welches die Überführung des Ofens von der Beheizungsstation "A" in den Abkühlungsbereich "B", zu der Entleerungs- und Wiederbeschickungsstation "C" und zurück zu der Beheizungsstation ¹¹A" veranschaulicht.F igur 10 is a Fiüßdiägramm, illustrating the transfer of the furnace from the heating station "A" in the cooling zone "B", to the emptying and re-charging station "C" and back to the heating station ¹¹ A ".

Figur 11 veranschaulicht die Bauteile, welche dafür vorgesehen sind, das Ofenmantelaufnahmegestell 24 auf dem Ofenuntergestellrahmen 37 abzustützen, es auf diesem zu verankern und es gegenüber demselben elektrisch zu isolieren. Die Isolierungsklötze 35 nehmen das Gewicht des Ofens auf, während die Verankerungsklammern 36 das Ofenmantelaufnahmegestell 24 in seiner Position halten, indem sie Druck auf das obere Isolierungsprofil 92 ausüben. Die Durchführungsbuchsen 94 !und die Terkleidung 95 s^ii^gen zusätzliche diele] trische Festigkeit gegenüber Kurzschlüssen, welche durch Staubkonzentrationen verursacht werden können.FIG. 11 illustrates the components intended to support the furnace shell receiving rack 24 on the oven base frame 37, to anchor it to and electrically isolate it from it. The insulation pads 35 receive the weight of the furnace while the anchoring clips 36 hold the furnace shell receiving frame 24 in place by exerting pressure on the upper insulation profile 92. The bushings 94 and the clothing 95 have additional dielectric strength against short circuits which may be caused by dust concentrations.

Claims

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GZ: 15 188 56

Invention sanction:

1 Apparatus for the production of carbonitride bodies; characterized in that the device comprises a furnace furnace, open at the upper side and generally U-shaped, formed with a metal shell and with a refractory lining, supported by supporting bearing elements; a column of carbon bodies within said furnace, which is arranged so that the coal body abut each other with their end faces, and which surrounded by an insulating medium consisting of individual particles and by equipment elements whose task is to effect a compressive load of said column their position and in electrical contact with two power supply heads, which are arranged at the front ends of said furnace and at least one of which is made movable, said power supply heads are designed in such a way that an electric current through said column can be directed by bodies to convert the carbon bodies into graphite bodies by the onset of Joule's development; and furnishing elements for the removal of said oil insulation medium through the lower side of said furnace by application by means of gravity,

2, device according to point 1; characterized in that the means for disposing the insulating medium comprise shut-off devices, to which discharge elements are connected, which lead to at least one arranged below the furnace collecting container.

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3 * device according to point 1; characterized in that Iransporteinrichtungen provided γ / ground, the task of which is the furnace together with him supporting receiving elements from a heating station to at least one other process station and from there to surück the said heating station . transport.

4. establishment according to point 1; characterized in that Schurrenvorriohtungen be provided whose job is the emptying devices of the furnace with one or more collecting containers

connect to.

5. Apparatus for the production of graphite bodies from carbon bodies; The device is characterized by the fact that the device comprises a furnace furnace, open at the upper side and generally U-shaped, with a metal jacket and with a lining of a refractory material, supported by supporting bearing elements said furnace consists of a plurality of assembled well sections, each of which is electrically insulated from the others and to ground, and comprises a column of carbon bodies within said furnace, which is arranged so that the carbon bodies abut each other with their end faces; and which are surrounded by insulation made of single particles, and are held in position and in electrical contact with two power supply heads located at the front ends of the said one by equipment elements whose object is to effect compression of said pillar Furnace are arranged and v on which at least one is made movable, wherein said power supply heads are designed in such a way that an electric current through the ge

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called column of bodies can be passed to convert the coal body by the Joulesehen "heat development in graphite body,

6, device according to item 5 J, characterized in that each trough section is separated from another directly adjacent trough section by a gap, which is overlaid by an insulation sealing arrangement ₅ which encloses a metal part provided with a lining of refractory material, the shape of which Inner contours of the tub section, and which is provided on the outside of said component with an elastic sealing sleeve made of a ceramic fiber material, the arrangement as a whole has the task of maintaining a seal, which prevents the loss of consisting of Einzelehen insulating material, the electrical insulation of the said tub sections to effect each other while allowing a relative movement between the immediately adjacent well sections »

7 · device according to point 5; CHARACTERIZED IN THAT each well section is received by flexible support members adapted to allow differential thermal expansion and thermally induced relative movement of said well section with respect to the receiving frame.

8 _e device according to point 5; The invention relates to the fact that each trough section is accommodated by flexible elastic web support elements which are designed to permit differential thermal expansion and thermally induced relative movement of said trough section relative to the receiving frame, and a plurality of vertically arranged I-beams include, with a Elansch the same on said

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A tub section and a planchet are secured to said receiving rack while the bar allows flexing to permit said thermal movement.

9. Device according to point 5, characterized in that each ¥ ning section is supported on its underside by displaceable bearing elements which are designed so as to allow different thermal expansion of said trough section relative to the receiving frame.

10. device according to point 1; characterized in that the particulate isolation medium is a calcined petroleum coke quality recovered from the settling chamber in a rotary kiln plant and having a particle size range such that the particles pass through a 3 mesh mesh sieve while they are retained by a sieve having a mesh size of 39 meshes per centimeter

11 · device according to point 1; characterized in that the furnace shell made of metal is lined with a high tannin-containing castable refractory material ·

12 · device according to point 1; characterized in that one or both of the electric power supply heads are movable and subjected to pressure loading by means of hydraulic cylinders,

13. establishment according to item 1; characterized in that the gravity application means include a plurality of discharge outlets and gate valves in the lower side of the furnace.

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14 · device according to point 1; characterized in that the oven is equipped accordingly
is going to make it out of one above the oven
Can be reloaded in the way with single piece insulation material,
that this isolation medium on both sides of the column
arranged by carbon bodies «

15. Device for the production of graphite bodies
sintered cylindrical Kohlekörpernj characterized in that the device
a furnace shell with a metal shell, open on the upper side, which has an approximately U-shaped cross-section and closed frontal ends, being supported by supporting bearing elements and provided with a cast-in refractory lining lining fixed by anchoring elements, said furnace from a plurality of furnace trough sections
is composed, which are mutually electrically insulated by a gap, which contained with the objective of preventing the loss of in the oven When sections particulate existing insulation material by means of a Metalleinsat3stückes and a gasket, which correspond to the internal contours of said furnace sections, is sealed, _# while insulation of the interior of the oven is effected by said cast-in refractory connection lining, and wherein said furnace sections are insulated from earth leakage by means of insulation studs and anchoring brackets between said elements and ground potential, said support members being of metal, crafted
Including receiving frame and wherein said furnace is specially designed to a series of said carbon body with the end faces abutting and arranged in the horizontal direction and aligned by means
hydrostatic pressure generated by moving power supply

C 5 1 %

Heads, which are arranged at each of the front ends of the furnace, is caused to lock in this orientation and hold au and convert the said carbon bodies with the supply of electrical current through said electric power supply heads by the Joule heat development in graphite body, wherein the said bodies are held in position by being embedded in the interior of the oven in a bed of particulate insulating medium, and wherein said oven and said receiving elements are movable; Furnishing elements for connecting said electric energy supply heads of the furnace to a power source; Means for transporting said furnace and said supporting receptacles to a plurality of work stations including a heating station, a cooling station and an emptying and reloading station; equipment elements arranged on said receiving elements, which have the task of maintaining the hydrostatic pressure while the oven is being transported; gravity applying means disposed on said furnace, which include a plurality of draining outlets and shutters located on the lower side of the furnace and designed to allow said insulating medium to be discharged by means of chute means passing under the furnace to be driven: can; a plurality of catch containers set up in said discharge and re-feed station for the purpose of receiving the insulation material beneath the furnace, said catch containers being adapted to be transported to an intermediate storage area and back to said discharge and re-feed station; Chute devices, which can be connected to said receptacles and have the geometric shape of an inverted T, said

L · ** L · D it <L ·

Chaffing devices are particularly adapted to allow the recharging of said furnace with said insulating medium in such a manner as to displace the furnace in the longitudinal direction while filling the insulating material on each side of said carbon body; and a gate direction for compressing the insulation material including a vibrator.

16, process for the conversion of amorphous carbon bodies into graphite bodies; characterized in that said carbon bodies are arranged end to end in such a manner as to form a horizontal column; that the coal bodies are held firmly in this position and at the same time in a bed τοη of individual insulating material in a metal-jacketed furnace by means of two electric power supply heads, at least one of which is movable and whose task is to supply said column with a hydrostatic pressure load while passing an electric current through the column until it reaches a maximum temperature of 2500 ⁰ C to 3000 ⁰ C; that said column is cooled to a temperature in the range of 1500 ⁰ C to 1700 ⁰ C before the feedstock is taken out of the oven; and that said insulating material is applied at the end of each cycle of operation by application of the force of gravity through the lower side of said furnace.

17 · procedure according to point 1 β; In the course of the process cycle, the furnace is cooled by a heating station in which the carbon bodies are converted into graphite bodies to a cooling station in which the furnace is allowed to cool, with cooling of said graphite bodies

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to a Hemperatiir of about 1500 ⁰ O to 1700 ⁰ C takes place; then to an emptying and re-staking station wherein said graphite bodies are taken out of the furnace, the insulating medium is gravity fed into receptacles, and the furnace is recharged with a new feed of said insulating material and a new charge of said carbon bodies; and then transported back to a heating station

18., procedure under point 16; characterized in that the hot insulating medium at its application has a weighted average temperature in the range between 700 ⁰ O and 1100 ⁰ C, that it is applied by applying the force of gravity from the oven in at least one receptacle that said collecting container in a position above said furnace is überfuhrt and that said insulating material is used for re-feeding of this furnace, which in turn takes place using the gravitational effect.

19 * Procedure according to item 16; characterized in that the hot insulation medium having a weighted mean temperature in the range between 700 ⁰ C and 1100 ⁰ C applied by gravity from a first furnace in at least one collecting container, the furnace transported away and said collecting container in a storage area and later back ' is transported to the emptying and reloading station, in which said insulating material is reused for charging a second furnace of said embodiment.

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20, method according to item 16; characterized in that the hot insulating medium having a weighted average temperature in the range between 700 ⁰ O and 1100 C is applied by gravity from the furnace to one or more receptacles transporting said receptacle from below said furnace to a position above said furnace and said insulating material is used to recharge said furnace for the next cycle of graphitization process with said insulation material «

21 · procedure according to item 16; characterized in that the furnace is made stationary, the insulating material being discharged into at least one receptacle located below the furnace, subsequently transferring the receptacle to a position above said furnace, and then inserting said insulating material for recharging said furnace.

drawings