DE2018764A1

DE2018764A1 - Graphitierungsofen

Info

Publication number: DE2018764A1
Application number: DE19702018764
Authority: DE
Inventors: K W F Etzel
Original assignee: Sigri Elektrograhit GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1970-04-18
Filing date: 1970-04-18
Publication date: 1971-10-28
Also published as: SE373203B; FR2089871A5; GB1290276A; CH548576A; DE2018764B2

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einem oder mehreren Transformatoren oder Gleichstromgeneratoren, zwei mit dem Stromversorgungsaggregat verbundenen Elektroden aus mehreren Graphitblöcken, zu graphitierenden Kohlenstoff -Pormkörpern oder körnigem Kohlenstoff, die zwischen den Elektroden aufgeschichtet und mit Isoliermaterial umschüttet sind, sowie keramischen Begrenzungsplatten bestehenden Graphitierungsofen zur direkten Widerstands-« erhitzung von Kohlenstoff-Pormkörpern oder Schüttungen aus körnigem Kohlenstoff auf Temperaturen bis etwa 3000⁰C. .

Die vorzugsweise wassergekühlten aus Graphit bestehenden Elektroden von Graphitierungsofen, deren Abstand etwa 3-25 m beträgt, sind über Stromschienen mit regelbaren Transformatoren oder Gleichstromgeneratoren verbunden. Die zu graphitierenden Formkörper sind zusammen mit Resistormaterialien zwischen den Elektroden aufgeschichtet und zum Schutz gegen Oxydation mit körnigen oder pulverförmigen Stoffen, wie z.B. Koksen, Ruß, Siliciumcarbid, Sand oder Sägemehl, umschüttet. Den seitlichen Ofenabschluß bilden keramische Platten.

Graphitierungsofen werden durch Joulesche Wärme, die beim direkten Stromdurchgang durch die Kohlenstoff packung entsteht, auf Temperaturen von etwa 2500-3000°C aufgeheizt, wobei die Aufheizzeiten je nach Ofengröße 1-3 Tage und die Abkühlungszeiten etwa 5-12 Tage betragen, so daß

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eine Ofenreise einschließlich der für Beladung und Entladung notwendigen Zeiten 7-17 Tage dauert. Zur besseren Nutzung von Transformatoren bzw. Gleichstromgeneratoren faßt man mehrere Graphitierungsöfen (z.B. vier bis sechs) zu einer Gruppe zusammen und schließt zeitlich nacheinander die Öfen einer Gruppe an das Stromversorgungsaggregat an.

' Jeweils ein Ofen der Gruppe wird aufgeheizt, ein zweiter Ofen entladen und ein dritter neu zugestellt. Die restlichen Öfen kühlen ab. Das ungünstige Verhältnis von Aufheizzeiten zu Abkühlungszeiten und der zusätzliche Zeitaufwand für Entladen und Neuzustellung bedingt für gruppenweise angeordnete Graphitierungsöfen einen großen Raumbedarf und hohe Investitionskosten. Da die Leistungsaufnahme von Graphitierungsöfen mit steigender Ofentemperatur wächst, ist vorgeschlagen worden, auf die Öfen einer Gruppe zeitlich nacheinander mehrere parallel zur Ofengruppe verfahrbare Transformatoren oder Transformatoren mit Gleichrxchteranordnungen zu schalten. Die installierte Leistung für gruppenweise zusammengefaßte Graphitierungsöfen wurde durch diese Anordnung wesentlich verringert. Raumbedarf und Investitionskosten konnten nicht verkleinert werden. Weitere Nachteile dieser Vorschläge sind zusätzliche Hallen für die verfahrbaren Stromversorgungsaggregate und die Notwendigkeit, jeden Graphitierungsöfen mit. teueren Hochstromschaltern auszurüsten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Raumbedarf und die aufwendige Installation von Graphitierungsanlagen zu verringern. Zur Lösung der Aufgabe wird ein Graphitie-

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rungsofen vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der zu graphitierende Kohlenstoff, körniges Resistor- und Isoliermaterial, keramische Platten zur seitlichen Begrenzung und Kohlenstoffblöcke und keramische Steine zum stirnseitigen Abschluß auf einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen angeordnet sind.

Graphitierungsanlagen mit -einem Graphitierungsofen gemäß der Erfindung zeichnen sich durch sehr kleinen Raumbedarf und die Einsparung von Schaltungselementen aus. -

Eine oder.beide Elektroden des erfindungsgemäßen Graphitierungsofens sind vorteilhafterweise in Richtung der Ofenlängsachse verschiebbar. Zur Verbesserung der Beweglichkeit des zwischen die Elektroden des Graphitierungsofens gefahrenen Wagens ist es zweckmäßig, den Wagen auf Schienen zu führen, die vorzugsweise einen geschlossenen Bogen um eine Elektrode bilden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Schienen außerhalb des Graphitierungsofens in mehrere parallele, etwa über Weichen zugängliche Schienenstränge aufgefächert. An den Schienensträngen sind zweckmäßigerweise Vorrichtungen zum Beladen und. Entladen des Wagens, z.B. Kräne, Sauganlagen, und Silos für das körnige oder pulverförmige Isoliermaterial angeordnet» -

Die räumliche Trennung von Beladung und Entladung des Graphitierungswagens von der Graphitierung erlaubt erfindungsgemäß die Anordnung einer Absaughaube zum Sammeln und Abführen der beim Graphitieren entstehenden Gase über Elektroden und Wagen. Die abgeführten Gase

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können in bekannter V/eise gegebenenfalls gereinigt werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die keramischen Begrenzungsplatten fest mit dem Graphitierungswagen verbunden.

Der Spannungsabfall zwischen Elektroden und Graphitblöcken in den Stirnflächen des Graphitierungswagens kann nach der Erfindung vorteilhaft durch Anordnung von Graphitgeweben oder flexiblen Graphitfolien zwischen diesen Elementen verkleinert v/erden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf Zeichnungen Bezug genommen, es zeigen

Figur 1 - ein Schema eines Graphitierungsofens gemäß

der Erfindung
Figur 2 τ· ein^Graphitierungsofen gemäß der Erfindung mit in Richtung der Ofenachse beweglichen

Elektroden
Figur 3 - ein Schema einer Graphitierungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Graphitierungsofen

In Figur 1 sind 1 Graphitelektroden, die von der aus Schamottesteinen gemauerten Führung 3 gehalten werden und über Stromschienen 2 mit nichtgezeichneten Transformatoren verbunden sind. Auf dem Wagen 4 sind von der aus Stahlprofilen bestehenden Halterung 6 abgestützte Keramikplatten 5 aufgestellt, die an den Stirnflächen Aussparungen zur Durchführung von Graphitblöcken 7 enthalten. Die Graphitblöcke 7 verbinden die Elektroden 1 leitend mit Kohlenstoffprofilen 9, die zum Schutz gegen Oxydation mit einem Gemisch aus Steinkohlenkoks und Sägemehl 8 abgedeckt sind. Über dem Ofen ist zur Absaugung von beim Graphi-

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tieren entstehender Gase die Haube 10 aufgehängt. Der Wagen 4 steht auf quer zur Ofenlängsachse verlaufenden Schienen 11.

Nach Inbetriebnahme des Ofens durch Anschließen der Stromschienen 2 an das Stromversorgungsaggregat steigt die Temperatur in den Kohlenstoffprofilen 9 schnell an und nach etwa 18 Stunden ist eine Kerntemperatür von etwa 2800⁰C erreicht. Die an der äußeren Oberfläche der Keramik-Platten gemessene Temperatur beträgt nach dieser Zeit etwa 250⁰C. Der Ofen wird nun elektrisch von dem Stromversorgungsaggregat getrennt und der Wagen 4 wird zum Abkühlen aus der Graphitierungshalle gezogen. Nach dem Einfahren eines neu zugestellten Wagens zwischen die Elektroden beginnt ein neuer Zyklus.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Elektrode 1 ist mittels der doppelseitig wirkenden hydraulischen Presse 14, die sich am Widerlager 13 abstützt, in der Führung 3 in Richtung der Ofenlängsachse beweglich. Die Stromschienen 2 sind über flexible Kupferkabel 15 mit der Elektrode 1 verbunden. Zur Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen Elektrode 1 und Graphitblock 7 wurden zwei Lagen von Graphitgewebe 12 auf den Graphitblock 7 geklebt. Nach Einfahren des Wagens 4 werden die Elektroden 1 gegen die mit Graphitgewebe 12 belegten Gräphitblöcke 7 gedrückt und nach beendeter Graphitierung in die -Ausgangsstellung zurückgezogen.

Figur 3 zeigt eine Graphitierungsanlage mit einem erfin— dungsgemäßen Graphitierungsofen. 17 ist ein Wagen, dessen Beschickung bereits graphitiert wurde. Das Iso-

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liermaterial wird mit der Vorrichtung 20 in das Silo gesaugt und das graphitierte Gut dann mit dem Kran 18 aus dem Wagen gehoben und auf der Rollenbahn 21 abgesetzt. Der Wagen wird dann erneut mit Kohlenstoff-Körpern beladen und mit Isoliermaterial abgedeckt. 16 ist ein zur Graphitierung bereitstehender Wagen.

10 Ansprüche
3 Figuren

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Claims

- 7 Patentansprüche

(l*y Graphitierungsof en,, bestehend aus einem oder mehreren Transformatoren oder Gleichstromgeneratoren, zwei mit dem Stromversorgungsaggregat verbundenen Elektroden aus mehreren Graphitblöcken, zu graphitierenden Kohlenstoff-Formkörpern oder körnigem Kohlenstoff, die zwischen den Elektroden aufgeschichtet und mit Isoliermaterial umschüttet sind, sowie kerami- . sehen Begrenzungsplatten, dadurch gekennzeichnet , daß der zu graphitierende Kohlenstoff, körniges Resistor- und Isoliermaterial, keramische Platten zur seitlichen Begrenzung und Kohlenstoffblocke und keramische Steine zum stirnseitigen Abschluß auf einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen angeordnet sind.
2.) Graphitierungsofen nach Anspruch 1, d a d u rc h gekennzeichnet, daß eine oder beide Elektroden in Richtung der Ofenlängsachse verschiebbar sind.
3.) Graptiitierungsofen nch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen auf quer zur Längsachse des Graphitierungsofens angeordneten Schienen verfahrbar ist.
4.) Graphitierungsofen nach Anspruch 1 und 3, d a du rc h g e-k en η ζ eich η e t , daß die Schienen einen geschlossenen Bogen um eine Elektrode bilden.

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5.) Graphitierungsofen anch Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen in mehrere parallele Schienenstränge aufgefächert sind.
6.) Graphitierungsofen nach Anspruch 1 und 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Schienenstrang Vorrichtungen zum Beladen und Entladen des Wagens angeordnet.sind.
7.) Graphitierungsofen nach Anspruch 1, dadurch f gekennzeichnet ,daß über Elektroden

und Wagen eine Absaughaube angeordnet ist.
8«) Graphitierungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß keramische Begrenzungsplatten fest mit dem Wagen verbunden sind.
9.) Graphitierungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektroden und Graphitblöcken Graphitgewebe angeordnet sind.
10.) Graphitierungsofen nach Anspruch 1, d a d u r ch

gekennzeichnet, daß zwischen Elektroden ™ und Graphitblöcken flexible Graphitfolien angeordnet

sind·

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