DE2018764C3 - Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einem oder mehreren Transformatoren oder Gleichstromgeneratoren, zwei mit dem Stromversorgungsaggregat verbundene Elektroden aus mehreren Graphitblöcken, zu graphitierenden Kohlenstoff-Formkörpern oder körnigem Kohlenstoff, die zwischen den Elektroden in Ofenlängsrichtung aufgeschichtet und mit Isoliermaterial umschüttet sind, sowie keramischen Begrenzungsplatten bestehenden Hochstromwiderstandsofen zum Graphiiieren von Kohlenstoff-Formkörper!ι oder Schüttungen aus körnigem Kohlenstoff durch Erhitzen auf Temperaturen bis etwa 300O⁰C

Die vorzugsweise wassergekühlten aus Graphit bestehenden Elektroden von Graphitierungsöfen, deren Abstand etwa 3 bis 25 rn 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.

Graphitierungsöfen werden durch Joulesche Wärme, die beim direkten Stromdurchgang durch die Kohlenstoffpackung entsteht, auf Temperaturen von etwa 2500

bis 3000°C aufgeheizt, wobei die Aufheizzeiten je nach Ofengröße 1 bis 3 Tage und die Abkühlungszeiten etwa 5 bis 12 Tage betragen, so daß eine Ofenreise einschließlich der für Beladung und Entladung notwendigen Zeiten 7 bis 17 Tage dauert. Zur besseren Nutzung

von Transformatoren bzw. Gleichstromgeneratoren fallt 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 Gleichrichteranordnungen 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 Graphitierungsöfen vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der zu graphitierende Kohlenstoff, das körnige Resistor- und Isoliermaterial, die keramischen Platten zur seitlichen Begrenzung und die Graphitblöcke und die keramischen Steine zum stirnseitigen Abschluß auf einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen angeordnet sind.

Graphitierungsanlagen mit einem Hochstromwiderstandsofen gemäß der Erfindung zeichnen sich durch sehr kleinen Raumbedarf und die Einsparung von Schskurfseleroenten aus.

Eine oder beide Elektroden 1 des erfindungsgemäßen Hochstromwiderstandsofens sind vorteilhafterweise in Richtung der Ofenlängsachse verschiebbar. Zur Verbesserung der Beweglichkeit des zwischen die Elektroden

λ** Hochstromwiderstandsofens gefahrenen Wagens 4 f, e" zweckmäßig, den Wagen auf Schienen 11 zu »hren die vorzugsweise einen geschlossenen Bogen um • ρVlektrode bilden. Nach einer weiteren Ausgestalte der Erfindung sind die Schienen außerhalb des Graphitierungsofens in mehrere parellele, etwa über Weichen zugängliche Schienenstränge aufgefächert An Je Schienensträngen sind zweckmäß.gerweise Vorrichtungen 18 bis 22 zum Beladen und Entladen des Waeens ζ B. Kräne, Sauganlagen, und Silos fur das körnige oder pulverförmige Isoliermaterial angeordnet. Die räumliche Trennung von Beladung und Entladung Hps Graphitierungswagens von der Graphitierung erlaubt erfindungsgemäß die Anordnung einer Absaughaube 10 zum Sammeln und Abfuhren der be.m ,₅ Granhitieren entstehenden Gase über Elektroden und Wagen Die abgeführten Gase können in bekannter Weise gegebenenfalls gereinigt werden. Nach einer «fiteren Ausgestaltung der Erfindung s.nd die keram.-Tchen Begrenzungsplatten fest mit dem Graph.t.erungs-

,er Spannungs-.».. zwischen Elektroden und _tphitblöcken in den Stirnflächen des Graphitierungswagens kann nach der Erfindung vorteilhaft durch !Sung von Graphitgeweben oder flexiblen Gra- z₅ ihhfoHen zwischen diesen Elementen verkleinert

^WZurⁿweiteren Erläuterung der Erfindung wird im foleenden auf Zeichnungen Bezug genommen, es zeigt '⁰¹S-T _ein schema eines Hochstromw.derstandsofens

Tfr2einenr\ochstro_mwide_rstandsofen gemäß der Erfindung mit in Richtung der Ofenachse beweglichen

^EFi_e3ein Schema einer Graphitierungsanlage mit Pinemerfindungsgemäßen Hochstromwiderstandsofen. Tn _FTg" sind 1 Graphitelektroden, die von der aus Schamottesteinen gemauerten Führung 3 gehalten werden und über Stromschienen 2 mit nicht gezeichne-Ten Transformatoren verbunden sind. Auf dem Wagen 4 sSd von der aus Stahlprofilen bestehenden Halterung ab«s°ützte Keramikplatten 5 aufgestellt die an den sSächen Aussparungen zur Durchführung von

GraphitblöcKen 7 enthalten. Die Giaphitblöcke 7 verbinden die Elektroden 1 leitend mi». Kohlenstoffprofilen 9, die zum Schutz gegen Oxydation mit einem Gemisch aus Steinkohlenkoks und Sägemehl 8 abgedeckt sind. Über rtem Ofen ist zur Absaugung von beim Graphitieren entstehenden Gasen 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 Kerntemperatur 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.

F i g. 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 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 belegten Graphitblöcke 7 gedruckt und nach beendeter Graphitierung in die Ausgangsstellung zurückgezogen.

F i g. 3 zeigt eine Graphitierungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Graphitierungsofen. 17 ist ein Wagen, dessen Beschickung bereits graphitiert wurde. Das Isoliermaterial wird mit der Vorrichtung 20 in das Silo 19 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff, bestehend aus eini der mehreren Transformatoren oder Gleichste .!generatoren, zwei mit dem Stromversorgungsaggregat verbundenen Elektroden aus mehreren Graphitblöcken, zu graphitierenden Kohlenstoff-Formkörpern oder körnigem Kohlenstoff, die zwischen den Elektroden in Ofenlängsrichtung aufgeschichtet und mit Isoliermaterial umschüttet sind, sowie keramischen Begrenzungsplatten, dadurch gekennzeichnet, daß der zu graphitierende Kohlenstoff (9), das körnige Resistor- und Isoliermaterial (8), die keramischen Platten (S) zur seitlichen Begrenzung und die Graphitblöcke (7) und die keramischen Steine (5') zum stirnseitigen Abschluß auf einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen (4) angeordnet sind.

2. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Elektroden (1) in Richtung der Ofenlängsachse verschiebbar sind.

3. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) auf quer zur Längsachse des Graphitierungsofens angeordneten Schienen (11) verfahrbar ist.

4. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (11) einen geschlossenen Bogen um eine Elektrode (1) bilden.

5. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (11) in mehrere parallele Schienenstränge aufgefächert sind.

6. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1 und 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Schienenstrang Vorrichtungen (18 bis 20) zum Beladen und Entladen des Wagens (4) angeordnet sind.

7. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über Elektroden (1) und Wagen (4) eine Absaughaube (10) angeordnet ist.

8. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß keramische Begrenzungsplatten (5) fest mit dem Wagen (4) verbunden sind.

9. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektroden (1) und Graphitblöcken (7) Graphitgewebe (12) angeordnet sind.

10 Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektroden (1) und Graphitblöcken (7) flexible Graphitfolien angeordnet sind.