DE1142309B

DE1142309B - Verfahren und Ofen zum Brennen von Kohlekoerpern, wie Elektroden, Kohlenstoffsteinenu. dgl.

Info

Publication number: DE1142309B
Application number: DER23170A
Authority: DE
Inventors: Franz Hautmann; Dipl-Ing Hans Riedhammer; Ludwig Riedhammer
Original assignee: HANS RIEDHAMMER DIPL ING
Current assignee: HANS RIEDHAMMER DIPL ING
Priority date: 1958-04-21
Filing date: 1958-04-21
Publication date: 1963-01-10
Also published as: GB882920A; CH372238A

Description

Verfahren und Ofen zum Brennen von Kohlekörpern, wie Elektroden, Kohlenstoffsteinen u. dgl. Die Erfindung bezweckt hauptsächlich ein Verfahren zum Brennen von Kohlekörpern, wie Elektroden, Kohlenstoffsteinen u. dgl., anzugeben, mit welchem in fortlaufender Folge vorgeformte Kohlekörper einem Tunnelofen zugeführt und die fertiggebrannten Kohlekörper dem Ofen entnommen werden können.
Die Erfindung bezweckt außerdem, einen für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Tunnelofen anzugeben.
Es ist ferner Ziel der Erfindung, die beim Brennen der Kohlekörper entweichenden Teerdämpfe nutzbringend zu verwerten. Das erfindungsgemäße Verfahren soll darüber hinaus die Verwendung von Füllpulver entbehrlich machen, so daß auch das Entfernen des beim Brennen des fest an den Kohleelektroden haftenden Füllpulvers nach dem Brennen der Elektroden in Fortfall kommt.
Schließlich soll sich das Verfahren gemäß der Erfindung wesentlich einfacher durchführen lassen als die bisher gebräuchlichen Verfahren.
Bislang sind die Kohleelektroden beim Brennen zur Vermeidung von Abbrand üblicherweise in Tiegel oder Muffeln oder Kassetten eingesetzt und anschließend in Brennöfen gebrannt worden. Dabei wird der Raum zwischen den einzelnen in den Kassetten befindlichen Kohlekörpern mit Kokspulver ausgefüllt. Dieses Füllpulver setzt sich beim Brennvorgang vielfach fest an den gebrannten Kohlekörpern an. Deswegen müssen letztere nach dem Brennen von dem anhaftenden Füllpulver gereinigt werden. Außerdem wird vielfach zur Gewinnung des Füllpulvers eine Aufbereitungsanlage benötigt. Auch führt das Ein-und Ausfüllen des Füllpulvers zu einer wahren Staubplage für die Bedienungspersonen.
Nach einem anderen Vorschlag sind die Kunstkohlen bei höherer Temperatur ohne Füllpulver zu brennen, indem die Muffeln, in welchen die Ware gebrannt wird, mit indifferenten oder reduzierenden Gasen, Rauchgas, Halbgas, Generatorgas gefüllt gehalten werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß die Muffeln oder Kassetten, in welchen die Kunstkohlen gebrannt werden, nicht dicht halten und zu Störungen Anlaß geben.
Auch ist ein Tunnelofen beschrieben worden, mit welchem Anoden gebrannt werden sollen, wobei diese durch Hauben aus Metall abgedeckt sind und unter die Hauben Schutzgas geleitet wird. Die in der Vorwärmzone des Ofens beim Brennen aus den Anoden entweichenden Teerdämpfe sollen dabei gewonnen werden. Es ist aber nicht angegeben worden, in welcher Weise die Anoden gebrannt werden sollen. Dies ist jedoch von großer Wichtigkeit, weil bei Anwendung von Hauben aus Metall der Höhe der Brenntemperatur Grenzen gesetzt sind. Diese liegen dabei weit unter der zum Brennen von amorphen Elektroden (Anoden) erforderlichen Temperatur. Daher kann beim Brennen von amorphen Elektroden nicht in der empfohlenen Weise vorgegangen werden.
Es ist ferner bekannt, das Brennen der Elektroden in zwei Stufen zu unterteilen. Zum Vorbrennen in der ersten Stufe werden hierbei die Kohleelektroden in Behälter aus Metall eingebracht, während sie zum Fertigbrennen in der zweiten Stufe in Behälter aus feuerfestem Material, wie Schamotte, verbracht werden. Der Raum zwischen den Elektrodenkörpem wird mit Sand, Kohlepulver oder Schamotte ausgefüllt. Das bekannte Verfahren bedarf also der Anwendung von Füllpulver, was nach dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht erforderlich ist.
Um das Brennen von Kohlekörpern ohne Füllpulver durchführen zu können, ist bereits empfohlen worden, die Kohlekörper mit einer Schutzschicht zu versehen. Danach sollen Elektroden beispielsweise mit einer Schutzschicht aus Tonerde oder Magnesium oder Kieselgur, gegebenenfalls unter Beifügen eines Flußmittels, wie Wasserglas oder Kochsalz, umhüllt werden. Bei diesem Verfahren werden die Teerdämpfe, die beim Brennen der Elektroden entstehen, nicht verwertet.
Hinsichtlich der Verwertung bzw. Vernichtung der beim Brennen von Kohlekörpern anfallenden Dämpfe oder Gase sind allerdings auch verschiedene Verfahren bekanntgeworden.
Durch die Erfindung werden nun die Mängel der bekannten Verfahren überwunden, deren Vorteile jedoch genutzt. Die Erfindung besteht hierzu bei einem Verfahren zum Brennen von Kohlekörpern, wie Elektroden, Kohlenstoffsteinen u. dgl., in Tunnelöfen darin, daß die ungebrannten Kohlekörper auf die Brennwagen gelegt und mit einer Haube abgedeckt werden, worauf unter die Haube ein den Abbrand verhinderndes Schutzgas geleitet wird und die Brennwagen mitsamt den Kohlekörpem in den Tunnelofen eingeschoben und allmählich weiterbewegt werden, bis die Kohlekörper in denjenigen Bereich gelangen, in welchem eine Temperatur von 500 bis 800° C herrscht, worauf die Kohlekörper mit einer den Abbrand verhindernden Schutzschicht umgeben und anschließend fertiggebrannt werden, wobei die beim Brennen der Kohlekörper entweichenden Teerdämpfe verwertet werden.
Günstig ist es hierbei, wenn die aus den Kohlekörpern entweichenden Teerdämpfe, welche beim Brennvorgang aus dem Ofen abgezogen werden, zu einem Schutzgaserzeuger geführt werden, in welchem sie in ein für den Brennprozeß geeignetes Schutzgas verwandelt werden.
Ratsam kann es auch sein, so zu verfahren, daß das Schutzgas auf dem Weg vom Schutzgaserzeuger zur Vorwärmzone des Tunnelofens durch einen Vorwärmer geleitet und auf die Temperatur gebracht wird, welche für den Brennvorgang der Kohlekörper unter der Haube am geeignetsten ist.
Zur Erläuterung der Erfindung mag folgendes Beispiel dienen: Die Kohlekörper werden auf den Brennwagen durch eine Schutzhaube abgedeckt, in welche ein für den Brennprozeß geeignetes Schutzgas eingeführt wird. Dabei ist zu beachten, daß man bei diesem Verfahren nur bis zu bestimmten Temperaturen brennen kann. Im Bereich der Temperaturen zwischen 500 und 800° C befindet sich eine Schleusenkammer, durch welche der Tunnelofen in der Längsrichtung unterbrochen wird. In der Schleusenkammer befindet sich im Gewölbe des Tunnelofens eine öffnung, durch welche die Schutzhaube nach oben herausgezogen werden kann. Das Herausnehmen der Schutzhaube aus der Schleusenkammer kann aber auch nach einer der beiden Seiten des Tunnelofens erfolgen. Die Elektroden werden nach dem Abheben der Hauben mit einer den Abbrand verhindernden Schutzschicht umgeben und anschließend fertiggebrannt.
Ein zum Durchführen des beschriebenen Vorgehens geeigneter Tunnelofen ist in Fig. 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. In den Tunnelofen 1 werden die Brennwagen 2 von A aus eingeschoben. Die Brennwagen bilden innerhalb des Tunnelofens eine Wagenkette, die von der Einfahrtöffnung A bis zur Ausfahrtöffnung B reicht, wobei die einzelnen Brennwagen aneinanderstoßen. Der Brennofen 1 ist in ein langes Teilstück 3 und ein kurzes Teilstück 4 unterteilt.
Die zu brennenden Elektroden werden vor dem Einfahren der Brennwagen in den Tunnelofen auf die Brennwagen aufgelegt, so wie dies auf dem mit 2' bezeichneten Brennwagen angedeutet ist. Die Elektroden, die sich auf diesem Brennwagen befinden, sind mit 5 und 6 bezeichnet. Die jeweils auf einem Brennwagen befindlichen Elektroden werden mit einer Metallhaube 7 abgedeckt. In nicht gezeigter Weise wird unter der Haube Schutzgas eingeführt. Die beim Brennen der Elektroden entstehenden Teerdämpfe werden nach einem der bekannten Verfahren verwertet.
Innerhalb des Ofenteilstückes 3 werden die Elektroden vorgebrannt, wobei die Temperatur innerhalb des Ofens auf etwa 500 bis 800° C ansteigt. In dem Ofenbereich, in welchem diese Temperatur herrscht. ist eine Schleuse vorgesehen. Diese wird von den Wänden 7, 8 und 9 gebildet, die nach oben gezogen bzw. von oben her eingeschoben werden können. Ihr gegenseitiger Abstand stimmt etwa mit der Länge eines Brennwagens überein. Die Brennwagen 2 werden jeweils taktweise in Richtung des Pfeiles O vorgeschoben. Beim jeweiligen Vorschieben werden die Wände 7, 8 und 9 angehoben. Ist die gesamte Wagenkette dann um einen Wagen weiter nach rechts geschoben worden, dann werden die Wände 7, 8 und 9 nach unten geschoben, bis sie die aus Fig.1 ersichtliche Lage einnehmen. Hierauf wird die Haube 10 des in der Schleusenkammer 11 befindlichen Brennwagens abgehoben. Beim nächsten Takt gelangt der in der Schleusenkammer 11 befindliche Brennwagen in die Schleusenkammer 12. Die auf ihm befindlichen Elektroden sind nun nicht mehr abgedeckt. Sie können daher leicht mit einer Schutzschicht umhüllt, beispielsweise mit flüssigem Aluminium bespritzt werden. Beim folgenden Takt gelangt der Brennwagen in den mit 4 bezeichneten Ofenteil, der zum Fertigbrennen dient. In diesem herrscht eine Temperatur, die etwa bis zu 1300° C und darüber beträgt.
Der Ofenteil 3 ist wesentlich länger gehalten als der Ofenteil 4. Dies hat seine Ursache darin. daß das Brennen -der Kohlekörper im Temperaturbereich von 300 bis 700° C erfahrungsgemäß sehr langsam vor sich geht, während das Fertigbrennen schneller erfolgt.
Weitere Beispiele für die Ausbildung der Brennöfen sind in Fig.2 und 3 im Grundriß schematisch dargestellt. Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Ofenanlage werden zwei Tunnelöfen zum Brennen der Kohlekörper verwendet. Der eine, der mit 13 bezeichnet ist, dient zum Vorbrennen und der andere, der mit 14 bezeichnet ist, dient zum Fertigbrennen der Elektroden. Die Brennwagen sind hier mit 15 bezeichnet. Sie werden in Richtung des Pfeiles C durch den Ofen 13 geschoben, dann in Richtung des Pfeiles D bewegt und schließlich in Richtung des Pfeiles E durch den Ofen 14 geschoben. Der zum Vorbrennen dienende Ofen 13 ist, wie Fig. 1 unschwer erkennen läßt, wesentlich länger gehalten als der zum Fertigbrennen bestimmte Ofen 14. Die Unterteilung des Brennvorgangs in dieser Weise bringt den Vorteil, daß am Auslauf, also bei F, die unter Schutzgas im Ofen 13 gebrannten Elektroden leicht abgedeckt werden können, weil sich eine über den Elektroden befindliche Haube unbehindert abheben läßt. Außerdem ist es leicht möglich, die Elektroden vor dem Einbringen in den Ofen 14 mit einer Schutzschicht zu umhüllen. Die Elektroden können dazu beispielsweise mit flüssigem Aluminium bespritzt werden.
Anstatt einen sehr langen Ofen 13 zum Vorbrennen der Elektroden zu benutzen, kann es günstig sein, eine Ofenanlage nach Fig.3 zu verwenden. Hiernach werden zwei Öfen 16 und 17, die kürzer gehalten werden können, benutzt. Die von beiden Öfen 16 und 17 kommenden Brennwagen 18 und 19 werden in den zum Fertigbrennen dienenden Ofen 20 eingeschoben.
Die Beheizung des Tunnelofens zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann auf verschiedene Weise erfolgen, je nach örtlichen Verhältnissen, also sowohl mit Gas, Öl, elektrisch oder indirekt durch Strahlrohre. Es ist auch ohne weiteres möglich, für die Durchführung des Verfahrens einen Tunnel-Muffelofen zu verwenden.
Auch andere Ofenarten, wie z. B. Zwei- oder Mehrbahntunnelöfen, Herdwagenöfen oder Kammerringöfen mit ausziehbarem Herd, können Verwendung finden sowie auch Schenkel-Tunnelöfen in L-oder T-Form.
Das für den Brennvorgang erforderliche Schutzgas kann in der Weise gewonnen werden, daß man die beim Brennen der Elektroden entstehenden Teerdämpfe verwertet. Das kann z. B. in der Weise geschehen, daß im Temperaturbereich von 500 bis 800° C aus der Haube des Brennwagens die Teerdämpfe abgezogen und nach dem Schutzgaserzeuger befördert werden. Das so gewonnene Schutzgas wird vom Schutzgaserzeuger zur Vorwärmzone geleitet und vordem Eintritt in den Ofen durch einen Vorwärmer geführt, in welchem das Gas entsprechend aufgeheizt wird. Dieses Schutzgas erfüllt dann einen doppelten Zweck, denn einmal schützt es die Kohlekörper vor Abbrand, und zum anderen dient es zum Einleiten des Brennprozesses durch langsames Anwärmen .der Kohlekörper.
Wird für die Beheizung des Tunnelofens Generatorgas verwendet, dann können die beim Brennen der Kohlekörper entstehenden Teerdämpfe an geeigneter Stelle aus dem Tunnelofen abgezogen und in den Gasgenerator eingeführt werden zwecks Umwandlung in permanente Gase.
Das neue Brennverfahren bietet gegenüber den bisher bekannten Verfahren sehr bedeutende Vorteile, und zwar: 1. Fortfall des Füllpulvers; 2. Fortfall des Reinigens der gebrannten Kohlekörper; 3. Fortfall der Staubplage, welche beim Füllen und Entleeren der Brennkammern der bisher bekannten Brennöfen nicht zu vermeiden ist; 4. Fortfall der Füllpulverabsaugeanlage; 5. Fortfall der Rauchgasreinigungsanlage, weil nach dem neuen Verfahren die beim Brennen der Kohlekörper entweichenden Teerdämpfe verwertet werden; 6. die Baukosten für einen Tunnelofen nach dem neuen Brennverfahren sind bedeutend niedriger als für einen Kassettentiefofen bekannter Bauart; 7. das Brennen von Kohleelektroden im Tunnelofen bringt auch noch wesentliche Vorteile in hygienischer Beziehung für das Bedienungspersonal, weil dasselbe nicht mehr der Hitze ausgesetzt ist wie bei den bisher benutzten Brennöfen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Brennen von Kohlekörpem, wie Elektroden, Kohlenstoffsteinen u. dgl., in Tunnelöfen, dadurch gekennzeichnet, daß die ungebrannten Kohlekörper auf die Brennwagen gelegt und mit einer Haube abgedeckt werden, worauf unter die Haube ein den Abbrand verhinderndes Schutzgas geleitet wird und die Brennwagen mitsamt den Kohlekörpern in den Tunnelofen eingeschoben und allmählich weiterbewegt werden, bis die Kohlekörper in denjenigen Bereich gelangen, in welchem eine Temperatur von 500 bis 800° C herrscht, worauf die Kohlekörper mit einer den Abbrand verhindernden Schutzschicht umgeben und anschließend fertiggebrannt werden, wobei die beim Brennen der Kohlekörper entweichenden Teerdämpfe verwertet werden.
2. Verfahren zum Brennen von Kohlekörpern, wie Elektroden, Kohlenstoffsteinen u. dgl., in Tunnelöfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Kohlekörpern entweichenden Teerdämpfe, welche beim Brennvorgang aus dem Ofen abgezogen werden, zu einem Schutzgaserzeuger geführt werden, in welchem sie in ein für den Brennprozeß geeignetes Schutzgas verwandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas auf dem Weg vom Schutzgaserzeuger zur Vorwärmzone des Tunnelofens durch einen Vorwärmer geleitet und auf die Temperatur gebracht wird, welche für den Brennvorgang der Kohlekörper unter der Haube am geeignetsten ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beheizung des Tunnelofens mit Generatorgas die beim Brennen der Kohlekörper entstehenden Teerdämpfe im Temperaturbereich von 500 bis 800° C aus dem Tunnelofen abgezogen und in den Gasgenerator eingeführt werden.
5. Brennofen zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in demjenigen Ofenbereich, in welchem die Schutzhaube abgehoben werden soll, eine Schleuse gegenüber dem übrigen Ofenraum eingebaut ist, die aus drei Trennwänden besteht, welche zwei Kammern bilden.
6. Brennofen zur Ausführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Unterteilung in mehrere getrennte Öfen, von welchen einer zum Fertigbrennen der Kohlekörper dient, während die übrigen zum Vorwärmen und Vorbrennen bis zu Temperaturen von 800° C dienen.
7. Brennofen zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens ein Schenkel-Tunnelofen in L- oder T-Form verwendet wird, bei welchem das Vorwärmen und Vorbrennen in dem langen Schenkel des Ofens erfolgt, während das Fertigbrennen anschließend in dem kurzen Schenkel der L-Form bzw. den beiden kurzen Schenkeln der T-Form durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 319 440, 320 247, 323 097, 329185, 329 539, 323 798, 340 021, 353 285, 492 678.