DE10244351A1

DE10244351A1 - Ofenanlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern

Info

Publication number: DE10244351A1
Application number: DE10244351A
Authority: DE
Inventors: Hans-Eduard Dr. Brenschede; Markus Dipl.-Ing. Lipp; Adolf Dipl.-Ing. Sigmund
Original assignee: SGL Carbon SE
Current assignee: SGL Carbon SE
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: DE10244351B4

Abstract

Eine horizontal eingerichtete Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern besteht u. a. aus einem über Flur liegenden Ofenbettpaar mit darin anzuordnenden Strängen aus Kohlenstoffkörpern (20, 20'). Parallel zu den Strängen aus Kohlenstoffkörpern sind über Flur verlaufende Zug- und Druckanker (9, 9') angeordnet, die über sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen (1, 1) bewegt werden können. Verfahren zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern mit Hilfe der oben beschriebenen Anlage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ofenanlage nach Castner zum Graphitieren von in horizontaler Lage zwischen Kontaktelektroden in Ofenbetten zusammengespannt angeordneten Strängen von Kohlenstoffkörpern, bestehend aus

– einer auf einer Stirnseite der Ofenanlage angeordneten Stromversorgungseinrichtung, die mit den Kontaktelektroden kontaktierbar ist,
– einem Ofenbettpaar mit zugehörigen Ofenköpfen und darin befindlichen Kontaktelektroden zum Zu- oder Abführen elektrischen Stromes,
– mit den Kontaktelektroden mechanisch aber elektrisch isoliert verbundenen, sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden, insbesondere hydraulisch wirkenden und an Widerlagern verankerten Vorrichtungen, die über die Kontaktelektroden die Stränge aus Kohlenstoffkörpern spannen können,
– und mindestens zwei die Kräfte der sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden – insbesondere hydraulisch wirkenden – Vorrichtungen aufnehmenden Längsankern, von denen sich der eine entlang der einen und der andere entlang der anderen Längsaußenseite des Ofenbettpaares über dessen gesamte Länge erstreckt.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern unter Verwenden der erfindungsgemäßen Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern.

Anlagen nach Castner zur Graphitierung von Kohlenstoffkörpern gehören zum Stand der Technik und sind in heutigen industriellen Anlagen wegen ihrer wirtschaftlichen Arbeitsweise weltweit verbreitet. Schon sehr früh in der technischen Entwicklung wurden solche Anlagen beschrieben, etwa in dem amerikanischen Patent Nr. US 1,029,121 von 1912 oder in dem amerikanischen Patent Nr. US 1,198,616 von 1916. In US 1,029,121 wird ein Ofenbettpaar in einem Kasten beschrieben in dem zwei Stränge aus Kohlenstoffkörpern jeder für sich mit Hilfe von Spindeln unter einen Druck parallel zur Längsachse der Kohlenstoffkörper gesetzt werden. Die Reaktionskräfte der Spindeln wirken auf den umgebenden Kasten, so dass dessen Längswände unter Zugbelastung stehen.

Im Folgenden wird die Arbeitsweise einer Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern kurz geschildert:
Ein derartiger Ofen ist im wesentlichen in horizontaler Lage aufgebaut. Er besteht aus einem sich längs erstreckenden „Ofenbett", meist bestehend aus einer Basis aus feuerfesten Steinen und einer darauf befindlichen Schüttung aus Koks. Auf dem Ofenbett sind Kohlenstoffkörper für das direkte Durchleiten von elektrischem Gleichstrom zwecks Graphitieren angeordnet. Das Ofenbett kann von einer mit Feuerfeststeinen ausgekleideten, meistens metallischen Wanne gefasst sein. An den beiden Stirnseiten des Ofenbettes ist der Ofen von sogenannten Ofenköpfen begrenzt.

Zur leichteren Erläuterung wird die 1 herangezogen, die schematisch den Stand der Technik für Anlagen nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern zeigt.

Bei einem „Ofenkopf" einer Graphitierungsanlage nach Castner handelt es sich um eine feststehende aus Feuerfestmaterial bestehende Wand 7C oder 7D mit fester, meist aber schwimmend gelagerter Kontaktelektrode 10 (oder 10', 10'', 10''') aus Graphit. Die durch den Ofenkopf 7C oder 7D hindurchreichende Kontaktelektrode wird beim Ofenbetrieb auf der Ofenseite heiß, auf der Außenseite ist sie selbst oder mindestens der an sie gekoppelte Stromanschluss 13 bzw. 4 wassergekühlt.

Die zu graphitierenden Kohlenstoffkörper sind Stoß an Stoß in engem Kontakt miteinander in Längsrichtung der Wanne und horizontal in der Wanne als Strang angeordnet. Dieser Strang steht auch mit den Kontaktelektroden in den Ofenköpfen in engem Kontakt. Zur thermischen Isolierung und um den Zutritt von Luft an die zu graphitierenden Kohlenstoffkörper zu verhindern, sind diese allseitig von einem feuerfesten, kohlenstoffhaltigen Schüttgut (Koks) umgeben. Zum Graphitieren werden die Kohlenstoffkörper untereinander und mit den in den Ofenköpfen befindlichen Kontaktelektroden mittels Druckaufgabevorrichtungen stirnseitig, also in Längsrichtung fest aneinander gepresst und es wird dann ein elektrischer Strom von großer Amperezahl solange durch den Strang aus Kohlenstoffkörpern geschickt, bis die Graphitierungstemperatur, die im Bereich von 2500 bis 3000 °C liegt, erreicht ist und kurze Zeit gehalten wird. Danach lässt man abkühlen. Anschließend werden die graphitierten Kohlenstoffkörper ausgebaut.

Zur Erläuterung des Begriffes „Ofenbettpaar": Man könnte an die Enden eines mehrere Meter langen, geraden Stranges aus Kohlenstoffkörpern jeweils einen elektrischen Pol (Plus und Minus) anbringen und die benötigten hohen Ströme, die einem Transformator zu entnehmen sind, aufgeben. Wenn man den Transformator an einem Ende des Stranges aus Kohlenstoffkörpern aufstellte, benötigte man ein Kabel von beträchtlichem Querschnitt und mindestens der Länge des Kohlenstoffstranges, um den Strom vom anderen Ende des Kohlenstoffstranges zum Transformator zurückzuführen. Um das zu vermeiden, legt man parallel neben den ersten Strang aus Kohlenstoffkörpern einen zweiten. Man verbindet die beiden dem Transformator abgewandten Enden der beiden Stränge elektrisch dauerhaft miteinander. Die beiden Kontaktelektroden 10'' und 10''' erhalten eine Verbindung aus gekühlten Kupferleitern 13 am Ofenkopf 7D, Figur 1. So sind zwei kurze elektrische Zuleitungen 4 vom Transformator zum Ofenkopf 7C mit den dortigen Kontaktelektroden 10 und 10' und zu den beiden Strängen 20 und 20' aus Kohlenstoffkörpern möglich. Die beiden von einer isolierenden Schüttung umgebenen Stränge aus Kohlenstoffkörpern liegen in einem Ofenbettpaar.

Häufig sind die Ofenköpfe zweier benachbarter Ofenbetten zu einer Baugruppe vereinigt, so dass eine Ofenanlage mit einem Ofenbettpaar nur zwei Ofenköpfe aufweist.

Bei Anlagen gemäß Castner nach dem Stand der Technik wird der Strang aus Kohlenstoffkörpern zwischen die Kontaktelektroden zweier feststehender Ofenköpfe gespannt, wobei die Kontaktelektroden in den Ofenköpfen schwimmend gelagert sind. Wird nun der Strang aus Kohlenstoffkörpern einseitig z.B. mit Hilfe eines auf eine schwimmend gelagerte Kontaktelektrode hydraulisch wirkenden Vorrichtung gespannt, so bauen sich die Druckkräfte entlang des Stranges – wegen der Reibung der Kohlenstoffkörper mit dem Ofenbett – ab und die restlichen Druckkräfte wirken auf die zweite Kontaktelektrode im anderen Ofenkopf. Damit die zweite Kontaktelektrode die restlichen – noch sehr beträchtlichen – Druckkräfte aufnehmen kann, benötigt sie ein solides Widerlager. Dazu sind die Anlagen oft so ausgelegt, dass im Fundament eine feste Verbindung – z.B. in Form von Stahlträgern oder Stahlbeton – zwischen den Widerlagern der Kontaktelektroden in den Ofenköpfen einerseits und den Fundamenten der sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden – insbesondere hydraulisch wirkenden – Vorrichtungen andererseits besteht. Insgesamt ist diese massive Bauweise aufwändig und kostenintensiv.

Es wurde versucht, die hohen Investitionskosten für diese massive Bauweise von Ofenanlagen zu vermeiden, was mit der im Folgenden zitierten Schrift offenbar gelang. Eine Anlage nach Castner zur Graphitierung von Kohlenstoffkörpern mit einem alternativen Konzept wurde in der Internationalen Patentanmeldung WO 87/06685 vom April 1987 mit Prioritätsdatum vom 30. April 1986 beschrieben. Neben anderen Merkmalen wurde das Prinzip der über Flur liegenden Zuganker patentiert. Diese Zuganker verbinden die beiden Ofenköpfe – in dieser Schrift mit 76B und 77A bezeichnet – fest. Der Ofenkopf 77A enthält eine schwimmend gelagerte Kontaktelektrode, der Ofenkopf 76B eine fest abgestützte Kontaktelektrode. Wird nun ein in dem Ofenbett liegender Strang oder werden mehrere Stränge aus Kohlenstoffkörpern zwischen den Kontaktelektroden (z.B. hydraulisch) unter einen parallel zu den Längsachsen der Kohlenstoffkörper wirkenden Druck gesetzt, so bewirken die Reaktionskräfte entsprechende Zugbelastungen in den über Flur parallel zu den Strängen aus Kohlenstoffkörpern liegenden Zugankern.

Wie oben schon für Anlagen nach dem Stand der Technik mit im Fundament verbundenen Widerlagern der Ofenköpfe beschrieben, bauen sich auch bei der Anlage nach WO 87/06685 die Druckkräfte – wegen der Reibung der Kohlenstoffkörper mit dem Ofenbett – entlang des Stranges – bei Ofenkopf 77A beginnend – ab und nur die restlichen Druckkräfte wirken auf den zweiten fest abgestützten Ofenkopf 76B.

Bei der Graphitierung von Kohlenstoffkörpern in Anlagen nach Castner wird die Erwärmung der Kohlenstoffkörper auf die erforderliche hohe Temperatur durch direkten Stromdurchgang bewirkt. Maßgebend für die Energieaufnahme ist der elektrische Widerstand der Kohlenstoffkörper und der Kontaktwiderstand an den Stößen zwischen zwei Körpern. Es ist darauf zu achten, dass der Kontaktwiderstand an den Stößen zwischen zwei Körpern eines Stranges möglichst klein gehalten wird, da sonst eine örtliche Überhitzung stattfindet. Ein niedriger Kontaktwiderstand wird erreicht z. B. durch hohen Druck in Längsrichtung des Stranges.

Wie beim Betrieb von Anlagen nach dem Stand der Technik mit fest im Fundament verankerten Ofenköpfen muss bei Anlagen gemäß WO 87/06685 darauf geachtet werden, dass die vom druckaufgebenden Hydraulikzylinder entfernten Kohlenstoffkörper gerade in der Nähe des Ofenkopfes mit der fest abgestützten Kontaktelektrode und bei sehr hohen Betriebstemperaturen von z.B. über 2200°C mit einem ausreichenden Pressdruck aneinandergepresst werden. Der Begriff „ausreichenden Pressdruck" ist wie folgt zu verstehen und wird so in Anspruch 7 verwendet. Sollte dieser ausreichende Pressdruck nicht aufrechterhalten werden, steigt der elektrische Kontaktwiderstand an den Stößen zwischen den Kohlenstoffkörpern eines Stranges, weil die Zahl der Kontaktpunkte zwischen zwei Körpern abnimmt und damit die Stromdichte an den restlichen Kontaktpunkten steigt. Die Folge ist eine örtliche Überhitzung, die im Extremfall sogar eine vulkanartige Eruption der die Kohlenstoffkörper umgebenden Mischung aus isolierenden Stoffen zur Folge haben kann. Es können erhebliche Schäden an der Graphitierungsanlage entstehen und die Kohlenstoffkörper können thermisch und oxidativ geschädigt werden.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern zu schaffen, in der sich die Druckkräfte in einem Strang aus Kohlenstoffkörpern entlang des Stranges – auch verursacht durch die Reibung der Kohlenstoffkörper mit dem Ofenbett – in einem nur unschädlichen Maße abbauen und die Gefahr einer örtlichen Überhitzung in einem Strang während einer Ofenreise gebannt wird.

Eine weitere Aufgabe zur Verbesserung einer Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern besteht darin, die maximalen Druckkräfte in einem Strang aus Kohlenstoffkörpern herabzusetzen und eine insgesamt gleichmäßigere Druckverteilung zu erreichen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, nach dem Kohlenstoffkörper in Stranganordnung rationeller und schonender graphitiert werden können.

Die Aufgaben werden mit einer Anlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1

– die Anlage mindestens zwei sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen enthält, die auf der einen Stimseite des Ofenbettpaares angeordnet über die dortigen Kontaktelektroden auf die Stränge aus Kohlenstoffkörpern wirken und dass
– die Anlage mindestens zwei weitere sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen enthält, die jeweils mit mindestens einem Zug- und Druckanker verbunden sind, die ihrerseits gemeinsam an einem beweglichen Querbalken befestigt sind, der über Gelenke die Kontaktelektroden auf der anderen Stirnseite des Ofenbettpaares mittels der Stränge von Kohlenstoffkörpern zwischen den gegenüberliegenden stirnseitigen Kontaktelektroden eines Ofenbettpaares spannen kann.

Die Aufgaben werden außerdem dadurch gelöst, dass Verfahren nach Anspruch 7 angewendet werden. Der Text des Anspruchs 7 ist hiermit in die Beschreibung aufgenommen.

Grundsätzlich wäre die Anordnung von sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (Hydraulikzylindern) an beiden Enden des Stranges aus Kohlenstoffkörpern möglich; in einem solchen Falle wären statt der Zug- und Druckanker nur kurze Kraftübertragungselemente zwischen der sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtung und der Kontaktelektrode notwendig. Allerdings müsste dann auch an beiden Enden des viele Meter langen Stranges aus Kohlenstoffkörpern ein druckerzeugendes Hydraulikaggregat installiert werden. Zur Vermeidung der damit verbundenen Kosten werden alle benötigten sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen an einem Ende des Ofenbettpaares zusammengefasst. Durch diese räumlich dichte Anordnung der Vorrichtungen liegt es nahe, für alle benötigten Hydraulikzylinder nur ein druckerzeugendes Hydraulikaggregat bereitzustellen, welches alle Hydraulikzylinder mit dem Druckmedium speist.

Ausgehend von einem Ofenbettpaar werden in dieser Erfindung als einfachste Ausführungsform zwei unabhängige Paare von sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen, siehe 2, vorgesehen: Das Paar aus sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen 2 und 2' wirkt auf die Enden der Stränge aus Kohlenstoffkörpern, die dem Ofenkopf 7C zugewandt sind, während das Paar von Hydraulikzylindern 1 und 1' über die Zug- und Druckanker 9 und 9', den Querbalken 12 und die im Ofenkopf 7D schwimmend gelagerten Kontaktelektroden 10'' und 10''' auf die gegenüber liegenden Enden der Stränge aus Kohlenstoffkörpern beim Ofenkopf 7D wirken.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich zu den zwei außerhalb der Ofenbetten angeordneten Zug- und Druckankern ein weiterer Zug- und Druckanker eingeführt, der zwischen den beiden Strängen des Ofenbettpaares angeordnet wird. Auf der einen Seite wird er am vorhandenen Querbalken und auf der anderen Seite an einem dritten Hydraulikzylinder befestigt. Nach einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung wird jeder einzelne Zug- und Druckanker in eine Einheit mit mindestens zwei Achsen zergliedert, etwa der Gestalt, dass die Achsen in einer vertikalen Ebene übereinander angeordnet sind. (Dieses Prinzip ist in 5 dargestellt.) Dabei soll mindestens eine Achse unter dem Niveau der Stränge aus Kohlenstoffkörpern und mindestens eine Achse über dem Niveau der Stränge aus Kohlenstoffkörpern liegen. Weitere für den Fachmann aus diesen Angaben ableitbare Ausgestaltungen sollen vom Umfang der Erfindung eingeschlossen sein.

Das Hydraulikaggregat wird vorteilhafter weise so ausgelegt, dass jede einzelne sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtung für sich, also unabhängig von den anderen, gesteuert werden kann. Die Vorteile dieser Ausgestaltung werden bezüglich der Wirkungsweise der Anlage im Folgenden deutlich:
Im Gegensatz zum oben dargestellten Betrieb von Anlagen nach dem Stand der Technik mit im Fundament verbundenen Widerlagern der Ofenköpfe und im Gegensatz zur Anlage gemäß WO 87/06685 bei denen die Druckaufgabe auf den Strang aus Kohlenstoffkörpern durch Hydraulikzylinder nur einseitig erfolgt, wird bei der erfindungsgemäßen Anlage der Strang aus Kohlenstoffkörpern von beiden Stirnseiten bzw. von beiden Kontaktelektroden in den Ofenköpfen angepresst. Dadurch wird erfindungsgemäß erreicht, dass die Länge, auf der der Druck im Strang aus Kohlenstoffkörpern durch Reibung mit dem Ofenbett bzw. mit dem Schüttgut abfällt, im wesentlichen nur noch die halbe Länge des Gesamtstranges ausmacht. Dabei beginnt der Druckabfall bei jedem Ofenkopf und setzt sich bis etwa zur Mitte der Stranglänge fort, abhängig vom Weg, den eine Kontaktelektrode beim Anpressen zurücklegt. Bei den Anlagen nach 1 und gemäß WO 87/06685 ist die Länge, auf der der Druck im Strang aus Kohlenstoffkörpern abfällt, identisch mit der Länge des Gesamtstranges.

Das erfindungsgemäße Anpressen des Stranges aus Kohlenstoffkörpern durch die Kontaktelektroden in den gegenüberliegenden Ofenköpfen hat weitere Vorteile:

1. Empfindlicheres Nachregulieren des Druckes im Strang während der Ofenreise,
2. Vereinfachtes und rascheres Beschicken des Ofens und Entnehmen der Kohlenstoffkörper.

Zu 1: Während einer Ofenreise, bei der der Prozess des Graphitierens abläuft, verändert sich das Material der Kohlenstoffkörper und das Kontaktmaterial, das in der Regel zwischen die Stirnflächen zweier benachbarter Kohlenstoffkörper gegeben wird. Außerdem bewirkt der thermische Ausdehnungskoeffizient Längenänderungen der Kohlenstoffkörper, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient selbst in der Phase des Aufheizens des Materiales andere Werte aufweist als in der Haltephase bei höchster Temperatur und in der Phase der stromlosen Abkühlung.

Wie oben beschrieben, ist es erforderlich, während einer Ofenreise einen bestimmten Längsdruck im Strang der Kohlenstoffkörper aufrecht zu erhalten. Bei Strängen in Anlagen nach dem Stand der Technik fällt dieser Druck zwangsläufig einseitig ab. Finden nun die beschriebenen Material- und Längenänderungen im Strang statt, so reagiert die Druckanzeige der Mess- und Regelanlage der Hydraulikzylinder vorzugsweise auf Veränderungen, die im Strang nahe dem Hydraulikzylinder stattfinden. Veränderungen nahe dem gegenüberliegenden Ofenkopf haben keine oder kaum Rückwirkungen auf den angezeigten Druck. Deshalb sind auch die Regelungsmöglichkeiten für den Anpressdruck im Strang bei Anlagen nach dem Stand der Technik gering und verbesserungsbedürftig. Im Gegensatz dazu erfasst die Druckanzeige der Mess- und Regelanlage der beiden Hydraulikzylinder in der erfindungsgemäßen Anlage bei gleicher Empfindlichkeit eine doppelt so große Länge aus dem Strang der Kohlenstoffkörper.

Zu 2: Bei erfindungsgemäßen Anlagen können die schwimmend in den Ofenköpfen gelagerten Kontaktelektroden mit Hilfe der fest mit diesen Kontaktelektroden verbundenen sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen verfahren werden. Am Ende einer Ofenreise können die Kontaktelektroden vom Strang der Kohlenstoffkörper abgezogen werden, so dass beide Stirnseiten des Stranges frei liegen können. In der Folge können die Körper an beiden Seiten sofort aus dem Ofenbett entnommen werden. Es besteht auch kaum die Gefahr, die Kontaktelektroden zu beschädigen.

Im Gegensatz dazu können die Kohlenstoffkörper eines Stranges aus einem Ofenbett einer Ofenanlage nach dem Stand der Technik nur nacheinander entnommen werden. Dazu muss man bei den Kohlenstoffkörpern beginnen, die dem einen Ofenkopf mit einer schwimmend gelagerten und verfahrbaren Kontaktelektrode am nächsten liegen, und man muss sich zum anderen Ofenkopf hin vorarbeiten. Die am gegenüberliegenden Ofenkopf liegenden Kohlenstoffkörper sind zunächst noch nach der Ofenreise an der starren Kontaktelektrode des zweiten Ofenkopfes eingeklemmt.

Anhand des Entnahmevorganges wird ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Anlage deutlich, was im Folgenden näher erläutert wird. Gemäß der Internationalen Patentanmeldung WO 87/06685 werden die über Flur liegenden, parallel zu der Strängen der Kohlenstoffkörper angeordneten Anker ausschließlich auf Zug belastet (S. 13, Zeile 27 bis S. 14, Zeile 2) wenn die Stränge der Kohlenstoffkörper unter Längsdruck stehen. Es gibt keinen Fall, in dem die Anker auf Druck belastet würden.

Im Gegensatz dazu gibt es bei der erfindungsgemäßen Anlage Lastfälle, in denen die über Flur liegenden, parallel zu den Strängen der Kohlenstoffkörper angeordneten Anker entweder auf Zug oder auf Druck belastet werden. Zug herrscht in den Ankern während einer Ofenreise bzw. eines Graphitierungsvorganges, gleichzeitig stehen dadurch die Stränge der Kohlenstoffkörper unter Längsdruck. Druck ist dann auf den Ankern, wenn – wie oben geschildert – der Graphitierungsvorgang beendet ist und die mit den Ankern mechanisch verbundenen Kontaktelektroden des Ofenkopfes (7D, 2) von den Stirnseiten des Stranges abgezogen werden. In diesem Fall drücken die sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (1 und 1', 2) die Zug- und Druckanker vom Versorgungswagen weg, nehmen den fest mit den Ankern verbundenen und beim Ofenkopf 7D angeordneten Querbalken mit, der wiederum die über ein Gelenk fest mit ihm verbundenen und schwimmend im Ofenkopf 7D gelagerten Kontaktelektroden bewegt.

Üblicherweise umfassen industrielle Graphitierungsanlagen von jeher Serien von acht bis zwölf Einzelöfen. Dies wird wesentlich durch einen Zyklus bzw. eine Ofenreise bestimmt. Es folgen bei einem Zyklus nacheinander das Beschicken eines Ofens, die eigentliche Ofenreise mit den drei Phasen des Aufheizens, des Haltens bei höchsten Temperaturen und des Abkühlens sowie schließlich das Entnehmen des graphitierten Materiales. Der Längsdruck auf die Stränge aus Kohlenstoffkörpern und das Durchleiten des elektrischen Stromes durch die Stränge aus Kohlenstoffkörpern werden nur in den relativ kurzen Phasen „Aufheizen" und „Halten bei höchsten Temperaturen" angewendet und nur in diesen relativ kurzen Phasen werden die Stromzuführung und das zentrale Hydraulikaggregat mit den Hydraulikzylindern zum Spannen der Stränge aus Kohlenstoffkörpern benötigt. In den übrigen, relativ längeren Phasen sind diese genannten Einrichtungen frei. Zweckmäßigerweise setzt man sie dann bei weiteren gleichgebauten Öfen ein. Beispielhaft wird in der deutschen Patentschrift DE 198 52 090 C2 dargestellt, dass der Stromanschluss und die Hydraulik-Einrichtungen in einem zentralen Versorgungswagen zusammengefasst werden. Ein solcher Wagen, der nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, wird zu jedem Einzelofen gefahren und dort für die Dauer der Phasen „Aufheizen" und „Halten bei höchsten Temperaturen" verankert.

Analog dem hier beschriebenen Stand der Technik bildet eine Serie erfindungsgemäßer Öfen eine Gesamtanlage zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern.

Durch die folgenden Figuren wird die Erfindung beispielhaft weiter erläutert. Es zeigen:
1 Anlage nach Castner gemäß Stand der Technik
2 Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anlage
3 Vereinfachte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage
4 Detailansicht des quergeschnittenen Querbalkens 12 mit gelenkiger Anbindung 14 einer Kontaktelektrode 10''
5 Support 8 mit beweglich gelagerten Zug- und Druckankern 9 und 9a
6 Elektrisch isolierte Flanschverbindung zweier Abschnitte eines Zug- und Druckankers
7 Verlauf der Längsdrücke in Strängen aus Kohlenstoffkörpern
1 zeigt ein einfaches, dem Stand der Technik entsprechendes Schema eines Graphitierungsofens nach Castner. Zwischen den jeweils zwei Kontaktelektroden 10 und 10' bzw. 10'' und 10''' aufnehmenden Ofenköpfen 7C und 7D sind Stränge 20 und 20' von Kohlenstoffkörpern eingespannt. Dieses Einspannen gelingt mittels zweier sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugender Vorrichtungen (Hydraulikzylinder) 2 und 2' Die von diesen Vorrichtungen erzeugten Kräfte werden in die gegen die Kontaktelektroden 10 bzw. 10' elektrisch isolierten Krafteinleitungsplatten 11 bzw. 11' eingeleitet, an die Kontaktelektroden 10 bzw. 10' weitergegeben, von den Strängen 20 bzw. 20' auf die Kontaktelektroden 10'' bzw. 10''' und auf die gegen die Kontaktelektroden 10'' bzw. 10''' elektrisch isolierten Krafteinleitungsplatten 11'' bzw. 11''' übertragen und schließlich vom Widerlager 21 aufgefangen. Zwischen den zwei sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (Hydraulikzylinder) 2 und 2' und dem Widerlager 21 gibt es im Fundament einer Anlage nach dem Stand der Technik eine feste Verbindung – z.B. in Form von Stahlträgern oder Stahlbeton-, die in der Draufsicht der 1 nicht dargestellt ist. Die Anschlüsse für den elektrischen Strom sind mit 4 und 4' bezeichnet. Der Strom tritt bei dem Anschluss 4 ein, durchläuft die Kontaktelektrode 10, geht durch den Strang 20 von Kohlenstoffkörpern zur Kontaktelektrode 10'', tritt über das gekühlte Kabel 13 zur Kontaktelektrode 10''' über und fließt durch den Strang 20' von Kohlenstoffkörpern zur Kontaktelektrode 10', um schließlich aus dem Anschluss 4' wieder auszutreten.
Der Übersichtlichkeit halber sind die folgenden Elemente eines Graphitierungsofens nach Castner nicht dargestellt: zwei Ofenbetten, die die Stränge umgebenden Schüttungen aus z.B. Koks und zwei mögliche Wannen, die das einzelne Ofenbett, einen Strang (20 bzw. 20') aus Kohlenstoffkörpern und die umgebende Schüttung aus feuerfester Isolierung (z.B. Koks) umfassen.
Auf der linken Seite der 2 ist der Versorgungswagen 3 schematisch dargestellt, der vier von der Ofenanlage lösbare sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen 1, 1', 2 und 2' aufweist. Dieser Wagen trägt auch das die vier Hydraulikzylinder speisende Hydraulikaggregat und die elektrische Zuleitung mit Schaltern, die alle hier nicht dargestellt sind. Das in der Mitte befindliche Paar von sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen 2 und 2' wirkt direkt auf die im Ofenkopf 7C schwimmend gelagerten Kontaktelektroden 10 und 10', die die Stränge 20 und 20' von Kohlenstoffkörpern von der Seite des Ofenkopfes 7C her anpressen können. Das außen befindliche Paar von Hydraulikzylindern 1 und 1' wirkt zunächst auf die Zug- und Druckanker 9 und 9', dann auf den Querbalken 12 und über die Gelenke 14 und 14' auf die im Ofenkopf 7D schwimmend gelagerten Kontaktelektroden 10'' und 10''', die die Stränge 20 und 20' von Kohlenstoffkörpern von der Seite des Ofenkopfes 7D her anpressen können. Zwischen den in einem typischen Abstand von 20 m stehenden Ofenköpfen befinden sich die beiden hier nicht dargestellten Ofenwannen, die die Stränge 20 und 20' aus Kohlenstoffkörpern einschließlich deren Ofenbetten und der isolierenden Schüttung umfassen. Die Wannen sind parallel und in der Regel dicht nebeneinander angeordnet.
3 zeigt eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ofenanlage, wobei die Ofenwanne, das Ofenbett, die isolierende Schüttung und der Strang aus Kohlenstoffkörpern weggelassen worden sind. Diese Ofenanlage ist mit je zwei übereinander im Abstand angeordneten Zug- und Druckankern 9' und 9'a ausgerüstet; die Anker 9 und 9a würden in dieser Darstellung im Hintergrund liegen und werden deshalb nicht gezeigt. Auf dem Versorgungswagen 3 ist eine sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtung 1' zu sehen, die mittels eines Auges 5' in einen Haken 6' fasst. Der Haken 6' ist mittels eines Joches 6'a mit dem Zug- und Druckanker 9' und 9'a verbunden. Damit in den Zug- und Druckankern 9' und 9'a keine elektrischen Ströme parallel zu den Strängen aus Kohlenstoffkörpern fließen können, sind die Zug- und Druckanker 9' und 9'a der Länge nach in mehrere Abschnitte unterteilt. Zwischen den Abschnitten mit ihren endständigen Flanschen 15 sind elektrische Isolierungen 16 eingefügt, siehe auch 6. Die Zug- und Druckanker werden von Supporten 8 getragen. Am rechten Rand der 3 ist dargestellt, dass die Zug- und Druckanker 9' und 9'a am verfahrbaren Querbalken 12 befestigt sind. Dieser ist mit einem Gelenk 14' und einer Krafteinleitungsplatte 11''' an der Kontaktelektrode 10''' befestigt, die im Ofenkopf 7D gelagert ist. Die Verbindung der Stromzuführung 4' zu der Kontaktelektrode 10' im Ofenkopf 7C ist schematisch dargestellt.
Die hier für eine Längsseite der Ofenanlage beschriebenen Details gelten sinngemäß auch für die gegenüberliegende Längsseite des Graphitierungsofens.
In der 4 ist der Querbalken 12 mit seinem Umfeld im Detail wiedergegeben. Man erkennt ein Gelenk 14, das folgende Funktion zu erfüllen hat:
Es ist möglich, dass die Hauptachse des von den Zug- und Druckankern 9, 9a und 9', 9'a gezogenen oder geschobenen Querbalkens 12 wegen unterschiedlicher Längen der Stränge aus Kohlenstoffkörpern nicht exakt im Rechten Winkel zu den Achsen der Kontaktelektroden 10'' und 10''' steht, von denen hier nur die Kontaktelektrode 10'' zu sehen ist. Damit die Kontaktelektroden 10'' und 10''' unter schräg ansetzenden Kräften in ihrer Führung im Ofenkopf nicht verkanten und die Kräfte aus den Hydraulikzylindern gleichmäßig übertragen werden können, ist zwischen Querbalken 12 und Krafteinleitungsplatten 11'', und 11''' je ein Gelenk 14 und 14' eingefügt.
Die Zug- und Druckanker 9, 9a, 9' und 9'a benötigen aus zwei Gründen Unterstützung und Führung: 1. Sie sollen bei einer Gesamtlänge von ca. 20 m nicht durchhängen. 2. Sie werden beim Auseinanderfahren der Kontaktelektroden auf Druck belastet und dürfen dabei nicht ausknicken. Damit beides verhindert wird, werden die Zug- und Druckanker 9, 9a, 9' und 9'a entsprechend der 2 und 3 entlang der Ofenlänge von Supporten 8 unterstützt und geführt. Ein Support 8 dieser Art, der für das Aufnehmen von zwei übereinander im Abstand angeordneten Längsankern 9 und 9a ausgebildet ist, ist in 5 im Detail dargestellt. Man erkennt neben den Querschnitten der Zug- und Druckanker 9 und 9a die Flanschen 15, mit denen die Abschnitte der Zug- und Druckanker zusammengefügt werden.
6 zeigt die Enden zweier Abschnitte eines Zug- und Druckankers 9, die mittels Flanschen miteinander verschraubt sind. Zwischen den Flächen der Flansche 15 der beiden Abschnitte ist eine Isolierung 16 eingelegt. Zur Perfektionierung der Isolierung sind auch die Schraubendurchgänge und die Schraubenauflagen an den Flanschen isoliert, 16.
7 zeigt in einem Diagramm für zwei Beispiele den Verlauf der Längsdrücke in Strängen von Kohlenstoffkörpern gesehen über die Länge der Stränge.
Es wird davon ausgegangen, dass in keinem der Beispiele der „erforderliche Mindest-Anpressdruck" p_m unterschritten wird. In einem Beispiel zur erfindungsgemäßen Ofenanlage wird der Anpressdruck (über die Hydraulik) von beiden Ofenköpfen her in den Strang eingebracht, Kurvenverlauf a. Im anderen Beispiel, das den Stand der Technik repräsentiert, wird der Anpressdruck einseitig eingebracht, Kurvenverlauf b. Wegen gleicher Reibungsverhältnisse zwischen dem Strang und seiner nächsten Umgebung (Schüttgut und Ofenbett) ist der Druckabfall pro Längeneinheit in beiden Beispielen gleich groß. Dies zeigt sich im Diagramm in gleichen Steigungen der Kurvenverläufe a und b von beiden Beispielen. Im Beispiel nach dem Stand der Technik mit einseitig eingebrachtem Anpressdruck, Kurvenverlauf b, erstreckt sich der Druckabfall pro Längeneinheit gleichsinnig über die gesamte Länge des Stranges. Das hat zur Folge, dass in einem solchen Fall der maximal aufzubringende Druck p_e höher ausfällt als der maximal aufzubringende Druck p_b in einem Strang mit erfindungsgemäß beidseitiger Anpressung und entgegengesetztem Druckabfall über jeweils etwa die Hälfte der Länge des Stranges, Kurvenverlauf a.
Es folgt ein Beispiel zur Funktionsweise einer Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern, um die zweite Aufgabe dieser Erfindung – nämlich die Herabsetzung der maximalen Druckkräfte und die Vergleichmäßigung der Druckverteilung in einem Strang aus Kohlenstoffkörpern – zu erläutern.
Die benötigte Stromstärke pro Querschnittsfläche der Kohlenstoffkörper, auch als Stromdichte bezeichnet, stellt eine wichtige Produktionsbedingung in Graphitierungsöfen nach Castner dar. Die Stromdichte bestimmt zusammen mit dem elektrischen Widerstand der Kohlenstoffkörper die Aufheizgeschwindigkeit der Kohlenstoffkörper. Damit es an den Stößen zwischen zwei Körpern eines Stranges nicht zu Überhitzungen durch die eingestellte Stromdichte kommt, ist darauf zu achten, dass der Kontaktwiderstand an den Stößen möglichst klein gehalten wird. Ein niedriger Kontaktwiderstand wird u. a. durch hohen Druck in Längsrichtung des Stranges erreicht. Deshalb ist ein Mindest-Anpressdruck p_m (Pa) im Strang sicherzustellen.
Während einer Ofenreise kommt es, bedingt durch die thermische Belastungen und die damit einhergehenden physikalischen und kristallographischen Prozesse, zu Veränderungen der Länge des Stranges. Den so verursachten Verschiebungen bzw. dem durch die Hydraulik aufgezwungenen Zurechtrücken des Stranges stellen sich Reibungskräfte entgegen. Diese Reibungskräfte R sind dem Gewicht des Stranges und deshalb angenähert auch dessen Querschnittsfläche A und der Länge L proportional:
wobei μ der Reibungskoeffizient zwischen dem Strang und der Isolierung ist, ρ die Materialdichte und g die Erdbeschleunigung ist. Mit Hilfe des Quotienten R/A (Pa) lässt sich ein Reibungsdruck r pro Längeneinheit L des Stranges definieren:
Es gibt zwei Möglichkeiten, um für einen Graphitierungsofen nach Castner eine sichere Betriebsweise zu erreichen. Dazu ist ein Mindest-Anpressdruck p_m im Strang einzustellen und zusätzliche Druckanteile, die sich aus der anteiligen Länge L des Ofenbettes und aus dem jeweiligen Reibungsdruck r des Strangabschnittes errechnen:

1. Wenn der Strang durch eine sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtung einseitig (Stand der Technik) angepresst wird, muss der Druck auf den Strang an der aktiven (mit einem Hydraulikzylinder beaufschlagten) Kontaktelektrode den folgenden Gesamtdruck p_e erreichen: pe = pm + r·L (Pa)
2. Wenn der Strang erfindungsgemäß von beiden Seiten durch eine sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtung angepresst wird, genügt eine Anpressung p_b von:

Dieser Sachverhalt ist in 7 graphisch erläutert worden. 7 gibt den Verlauf der Längsdrücke in den Strängen eines Graphitierungsofens nach Castner schematisch wieder.
Folgende Drücke können beispielhaft genannt werden:
Der Mindest-Anpressdruck beträgt: p_m = 4·10⁵Pa.
Bei einseitiger Anpressung werden typischer Weise maximale Anpressdrücke von
p_e = 8·10⁵Pa erreicht.
Bei beidseitiger Anpressung werden typischer Weise maximale Anpressdrücke von
p_b = 6·10⁵Pa erreicht.
Die maximale Anpressung ist also im Falle der erfindungsgemäßen beidseitigen Pressung um 25% niedriger als im Falle der einseitigen Anpressung.
Im Falle der beidseitigen Anpressung mit der geringeren maximalen Anpressung kann dies entweder bei der Auslegung eines Ofens und der zugehörigen Hydraulik von vorne herein durch schwächere Dimensionierung der Komponenten berücksichtigt werden oder man legt den Ofen mit der zugehörigen Hydraulik konventionell so aus als würde er mit einseitiger Anpressung gefahren. Dann ist die stärkere Dimensionierung der Komponenten als zusätzliche Sicherheit für den Betrieb des Ofens zu werten.
Im erfindungsgemäßen Falle der beidseitigen Anpressung wirkt sich der geringere maximale Anpressdruck für einige Materialtypen positiv auf die Produktqualität aus. Ursache ist der geringere Unterschied zwischen maximaler Pressung und Mindest-Anpressdruck. Im Falle der einseitigen Anpressung sind einige Kohlenstoffkörper im Strang während des Graphitierungsvorganges dem höchsten Längsdruck von über 6·10⁵Pa bis 8·10⁵Pa ausgesetzt.
Ein weiteres Beispiel zur Bauweise einer erfindungsgemäßen Anlage nach Castner zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern erläutert das Zusammenwirken der Ofenanlage mit dem Versorgungswagen.
Eine Gesamtanlage besteht aus einem Versorgungswagen und einer Vielzahl von Ofenanlagen bestehend aus je einem Ofenbettpaar, zugehörigen Ofenköpfen, Zug- und Druckankern sowie Stromführungseinrichtungen.
Der Versorgungswagen bleibt im wesentlichen nur für die Dauer der Aufheizphase und der Haltephase einer Ofenreise an eine Ofenanlage gekoppelt. In dieser Zeit ist er am Hallenfundament verankert. Danach wird er von dieser Ofenanlage getrennt und bei anderen Öfen eingesetzt.
Auf dem Versorgungswagen befinden sich der elektrische Anschluss an den Transformator und zwei lösbare Verbindungen mit den elektrischen Kontaktplatten eines Plus- und eines Minuspoles. Am Ofenkopf 7C befinden sich entsprechende Kontaktplatten und zwei lösbare Verbindungen für die elektrische Ankopplung.
Auf dem Versorgungswagen befinden sich außerdem zwei Paare von Hydraulikzylindern 1, 1' und 2, 2' mit dem druckerzeugenden Aggregat: Das innen gelegene Paar von Hydraulikzylindern 2 und 2' ist lösbar mit den Kontaktelektroden 10 und 10' im Ofenkopf 7C verbunden. Diese Hydraulikzylinder 2 und 2' können die Kontaktelektroden 10 und 10' in beide Richtungen verschieben, in den Ofen hinein oder aus dem Ofen heraus. Das außen gelegene Paar von Hydraulikzylindern 1 sowie 1' ist über Haken 6 und Auge 5 sowie Haken 6' und Auge 5' lösbar mit den Zug- und Druckankern verbunden und kann die Kontaktelektroden 10'' sowie 10''' im Ofenkopf 7D in den Ofen hinein schieben oder aus dem Ofen herausziehen.
Die beiden relativ stark bemessenen Zug- und Druckanker 9 und 9' liegen außerhalb des Ofenbettpaares und sind auf Supporten 8 in Längsrichtung beweglich gelagert. Mit dieser Anordnung werden mehrere Vorteile erreicht: Der Aufwand für zusätzliche, zwischen den Ofenwannen angebrachte Anker (ein oder zwei weitere Anker) mit angekoppeltem Hydraulikzylinder wird vermieden. Durch die parallel und dicht nebeneinander angeordneten Ofenbetten, meist in Ofenwannen aus Stahlblech gefasst, wird Platz gespart, so dass eine Halle für eine Vielzahl von Ofenanlagen deutlich kürzer gebaut werden kann. Es wird vermieden, dass die Anker bei einer Anordnung zwischen den Ofenwannen durch unzureichende Kühlung zu heiß werden können.
Durch ungleiche Längen der Stränge aus Kohlenstoffkörpern in den beiden Ofenbetten könnte ein Verkanten von Anlagenteilen beim Zusammenspannen durch die Hydraulikanlagen hervorgerufen werden. Durch Gelenke 14 und 14' zwischen dem Querbalken 12 und den Kontaktelektroden 10'' und 10''', 2, sowie durch das ausreichende Spiel beim Ineinanderfassen der Augen 5, 5' und Haken 6, 6' zwischen dem Versorgungswagen 3 und den Zug- und Druckankern 9 und 9' wird dies vermieden.

1, 1': Sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen zur
: Betätigung der Zug- und Druckanker
2, 2': Sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen zur
: Betätigung der Kontaktelektroden
3: Versorgungswagen
4, 4': elektrische Stromzufuhr
5, 5': Augen lösbarer Verbindungen
6, 6': Haken lösbarer Verbindungen
6'a: Joch
7C: Ofenkopf auf der dem Versorgungswagen
: zugewandten Seite
7D: Ofenkopf auf der dem Versorgungswagen
: abgewandten Seite
8: Support für Zug- und Druckanker
9, 9': Zug- und Druckanker
9a, 9'a: Zug- und Druckanker in einer zweiten Ebene
10, 10', 10'', 10''': Kontaktelektroden
11, 11', 11'', 11''': Krafteinleitungsplatten für Kontaktelektroden
12: Verfahrbarer Querbalken
13: (Wassergekühlter) elektrischer Leiter
14, 14': Gelenke zwischen Querbalken und Krafteinleitungsplatte
15: Flansch
16: elektrische Isolierung
20, 20': Stränge aus Kohlenstoffkörpern
21: Widerlager

Claims

Ofenanlage nach Castner zum Graphitieren von in horizontaler Lage zwischen Kontaktelektroden in Ofenbetten zusammengespannt angeordneten Strängen von Kohlenstoffkörpern, bestehend aus – einer auf einer Stirnseite der Ofenanlage angeordneten Stromversorgungseinrichtung, die mit den Kontaktelektroden kontaktierbar ist, – einem Ofenbettpaar mit zugehörigen Ofenköpfen und darin befindlichen Kontaktelektroden zum Zu- oder Abführen elektrischen Stromes, – mit den Kontaktelektroden mechanisch aber elektrisch isoliert verbundenen, sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden, insbesondere hydraulisch wirkenden und an Widerlagern verankerten Vorrichtungen, die über die Kontaktelektroden die Stränge aus Kohlenstoffkörpern spannen können, – und mindestens zwei die Kräfte der insbesondere hydraulisch wirkenden Vorrichtungen aufnehmenden Längsankern, von denen sich der eine entlang der einen und der andere entlang der anderen Längsaußenseite des Ofenbettpaares über dessen gesamte Länge erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Anlage mindestens zwei sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen (2, 2') enthält, die auf der einen Stirnseite des Ofenbettpaares angeordnet über die dortigen Kontaktelektroden (10, 10') auf die Stränge aus Kohlenstoffkörpern (20, 20') wirken und dass – die Anlage mindestens zwei weitere sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen (1, 1') enthält, die jeweils mit mindestens einem Zug- und Druckanker (9, 9') verbunden sind, die ihrerseits gemeinsam an einem beweglichen Querbalken (12) befestigt sind, der über Gelenke (14, 14') die Kontaktelektroden (10'', 10''') auf der anderen Stirnseite des Ofenbettpaares mittels der Stränge von Kohlenstoffkörpern (20, 20') zwischen den gegenüberliegenden stirnseitigen Kontaktelektroden (10, 10', 10'', 10''') eines Ofenbettpaares spannen kann.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen (1, 1', 2, 2') an einem Ende des Ofenbettpaares angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenanlage an nur einer ihrer Stirnseiten eine zentrale Druckerzeugungseinheit aufweist, die die sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (1, 1', 2, 2') speist.
Anlage nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mindestens zwei sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (2, 2'), die auf der einen Stirnseite des Ofenbettpaares angeordnet über die dortigen Kontaktelektroden (10, 10') auf die Stränge aus Kohlenstoffkörpern (20, 20') wirken, und jede der mindestens zwei sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (1, 1') unabhängige Steuerungen haben, wobei die Vorrichtungen (1, 1') jeweils mit mindestens einem Zug- und Druckanker (9, 9') verbunden sind, die ihrerseits an einem gemeinsamen beweglichen Querbalken (12) befestigt sind, der über Gelenke (14, 14') die Kontaktelektroden (10'', 10''') auf der anderen Stirnseite des Ofenbettpaares und damit die Stränge von Kohlenstoffkörpern (20, 20') zwischen den gegenüberliegenden stirnseitigen Kontaktelektroden (10, 10') und (10'', 10''') eines Ofenbettpaares spannen kann.
Anlage gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder der nach außen weisenden Längsseiten der Ofenanlage mehr als einen Druck- und Zuganker (9, 9') angeordnet ist.
Produktionsanlage bestehend aus einer Serie von mehreren Einzelanlagen gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
Verfahren zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern unter Verwenden einer Anlage gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die in den Ofenbetten und in feuerfestem Schüttgut (Koks) gelagerten Stränge aus Kohlenstoffkörpern (20, 20') mittels der sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugenden Vorrichtungen (1, 1') und (2, 2') von beiden Stirnseiten der Anlage her mit einem stets ausreichenden Pressdruck angepresst werden, wobei die Vorrichtungen (2, 2') auf der einen Stirnseite des Ofenbettpaares über die dortigen Kontaktelektroden (10, 10') anpressen und die Vorrichtungen (1, 1') über jeweils mindestens einen Zug- und Druckanker (9, 9'), den daran befestigten beweglichen Querbalken (12) und die damit gelenkig verbundenen Kontaktelektroden (10'', 10''') auf der anderen Stirnseite des Ofenbettpaares anpressen, dass dann Strom zum Graphitieren durch die Stränge aus Kohlenstoffkörpern (20, 20') geleitet wird, dass nach dem Abschalten des elektrischen Stromes und nach erfolgter Graphitierung der Kohlenstoffkörper die Anpresskräfte von den Stirnseiten her aufgehoben werden, die Kontaktelektroden (10, 10', 10'', 10''') von den Strängen aus Kohlenstoffkörpern (20, 20') abgezogen werden und dass die die Stränge bildenden Kohlenstoffkörper (20, 20') nach genügendem Abkühlen ausgebaut werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckverteilung längs des Stranges oder der Stränge aus Kohlenstoffkörpern (20, 20') durch die Größe der Hübe der sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen (1, 1', 2, 2') eingestellt wird.
Verfahren nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug- und Druckanker (9, 9') nach dem Graphitierungsschritt in einem weiteren Verfahrensschritt mit Hilfe der sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugende Vorrichtungen (1,1') unter Druck gesetzt und so bewegt werden, dass die mit diesen Zug- und Druckankern (9, 9') mechanisch verbundenen Kontaktelektroden (10'', 10''') vom Strang der Kohlenstoffkörper (20, 20') entfernt werden.