DE2311467C3 - Verfahren und Ofen zur kontinuierlichen Grafitierung von Kunstkohlekörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Ofen zur kontinuierlichen Grafitierung von Kunstkohlekörpern durch elektrische Widerstandserwärmung, bei der der von Kohlenstoffmaterial umgebene Formkörper durch den Ofen geführt wird.

Bei einem bekannten Verfahren und Ofen dieser Art ist die Elektrodenanordnung so getroffen, daß diese senkrecht durch die Ofenwandung hindurchgeführt werden und sich vertikal zur Wanderungsrichtung der IKunstkohlekörper erstrecken. Außerdem ist das Kohlenstoffmaterial stationär gelagert. Dies hat zur Folge, daß es zu einer baldigen Schädigung der Ofenwandung kommt und der Ofen dadurch unbrauchbar wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vor allem diesen Nachteil zu vermeiden, d. h. eine größere Lebensdauer des Ofens zu erzielen. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der elektrische Strom über eine Hohlelektrode aus Elektrografit zugeleitet, die Kokskornpackung durchfließt und dann über den zu einem Strang geformten vertikalen grafitierten Kunstkohlekörper abgeleitet wird, wobei gleichzeitig mit dem geformten Kunstkohlekörper das körnige Kohlenstoffmaterial den Grafitierungsofen durchwandert. Das mit dem Strang des Grafitierungsgutes durch den Ofenraum wandernde körnige Kohlenstoffmaterial bildet einen wirksamen Wärmeschutz für die Ofenwandung.

Außerdem ergeben sich erfindungsgemäß folgende Vorzüge:

1. Günstige Erfassung der Grafitierungsabgase,

2. keine Staubprobleme,

3. nahezu konstanter elektrischer Energieverbrauch und damit günstige Stromtarife,

4. Einsparung elektrischer Energie,

5. Verwertung der Wärmemengen aus der Abkühlung,

6. Erzielung eines sehr homogenen Grafitierungsgrades der Grafitprodukte,

7. Anfall eines hochkalzinierten, teilweise grafitierten

und damit hochwertigen Koksmaterials, z. B. Erzeugung eines teilgrafitierten Anthrazits für die Herstellung von Kathodenblöcken für Aluminium-Elektrolysezellen,
8. weitgehende Mechanisierung und Automatisierung

des Grafitierungsverfahrens.

Ein zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneter Ofen kennzeichnet sich durch eine hohle Grafitelektrode, durch die die aus Hartbrandkohle bestehenden Formkörper hindurchführbar sind, und einen nach unten konisch verlaufenden gekühlten Mantel.

Eine Ausführungsform des wie eben bezeichneten Ofens ist gekennzeichnet durch einen an seinem Austrittsende vorgesehenen elastisch anliegenden Abstreifer in der Nachbarschaft eines Austragtellers.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, in der eine geeignete Ofengestaltung schematisch wiedergegeben ist. Es handelt sich um einen Grafitierungsofen, der beispielsweise zur Grafitierung von zylindrischen Kunstkohlekörpern dient.

Die zu grafitierenden zylindrischen Kunstkohlekörper 1 werden in Form eines Stranges in vertikaler Richlung durch den Grafitierungsofen hindurchgeführt, wobei die einzelnen Zylinderkörper durch eine grafitische Kittmasse 2 miteinander verbunden sind. Der elektrische Strom zur Widerstandsbeheizung des Grafitierungsofens wird über die hohle Grafitelektrode 3 zugeführt und über den unteren Teil des Stranges, bestehend aus den grafitierten Zylinderkörpern 13, und über die Kontaktbacken 4 wieder abgeführt. Es kann sowohl Wechsel- als auch Gleichstrom verwendet werden.

Die Zylinderkörper aus Hartbrandkohle werden in dem Führungsrohr 5 auf den sich nach unten bewegenden Strang aus Zylinderkörpern aufgesetzt. Nach Verlassen des Führungsrohres 5 durchläuft der Hartbrandkörper die zweckmäßig dickwandige Hohlelektrode 3 aus Grafit. Zwischen der Innenwandung der Hohlelektrode 3 und dem hindurchwandernden Hartbrandkörper ist ein Abstand von etwa 50 bis 200 mm vorgesehen, innerhalb der stromführenden Hohlelektrode wird der Hartbrandkörper langsam vorgewärmt. Um die Hohlelektrode herum wird in den Grafitierungsofen ein Koksmaterial 6 mit einer Körnung im Bereich von etwa 5 bis 20 mm aufgegeben. Das Koksmaterial kann aus kalziniertem Anthrazit, kalziniertem Petrokoks oder gekörntem Elektrografit bestehen. Unterhalb der Hohlelektrode legt sich die Kokskornschütlung 6 mit dem sich einstellenden Böschungswinkel an die aus der Hohlelektrode austretenden Hartbrandkörper an. Das bedeutet, daß sich unmittelbar unter der dickwandigen Hohlelektrode ein trichterförmiger Hohlraum 7 befindet, in dem der Hartbrandkörper weiter indirekt aufgeheizt wird.

Der elektrische Strom tritt über den Außenmantel der Hohlelektrode in die Kokskornpackung ein, durchfließt diese und gelangt dann in den Strang aus den zylindrischen Kunstkohlekörpern. Die Kokskornschüttung hat einen vielfach höheren Widerstand als der zu grafitierende'Kunstkohlestrang. Infolge dieses hohen Widerstandes wird die Kokskörnung hoch erhitzt und grafitiert. Der Kunstkohlestrang ist demnach mit gut leitendem grafitiertem Material umgeben, so daß der Strom über eine relativ breite Zone von dem Strang aufgenommen wird. Der in dem Strang gesammelte Stromfluß bringt die zylindrischen Hartbrandkörper auf die erforderlichen maximalen Grafitierungstemperaturen.

Die Koksfüllung bewegt sich etwa synchron mit der Absenkung des Kunstkohlestranges durch den Grafitieningsofen nach unten. Das klassierte Koksmaterial wird durch die Chargieröffnungen 8 aufgegeben und über den Austragtelier 9 abgezogen. Durch die elastisch anliegenden Abstreifer 10 wird das Koksmaterial vom grafiiierten Kunstkohlestrang getrennt. Das Koksmaterial hat nicht nur die Aufgabe, den Strom von der Hohlelektrode auf den Kunstkohlestrang zu übertragen. Die Koksfüllung stellt gleichzeitig die Wärmeisolation im Hochtemperaturbereich dar, so daß das Mauerwerk It des Grafitierungsofens gegen zu hohe Temperaturen geschützt ist. Das Koksmaterial hat ferner die

Aufgabe, die schonende Abkühlung des grafitierten Kunstkohlestranges zu gewährleisten. Der Grafitierungsofen besitzt im unteren Teil den konisch nach unten verlaufenden, wassergekühlten Mantel 12. Über diesen Ofenteil wird die Hauptwärmemenge in günstiger Weise abgeführt.

Das Halten und Absenken des Kunstkohlestranges wird durch die fahrbaren, wassergekühlten Kontaktbacken 4 bewerkstelligt. An Stelle der Kontaktbacken können auch oberflächenprofilierte Kontaktrollen verwendet werden. Der grafitierte Kunstkohlestrang wird an den gekitteten Stellen durch eine Trennsäge wieder in die ursprünglichen zylindrischen Formkörper geteilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zur kontinuierlichen Grafitierung von Kunstkohlekörpern durch elektrische Wider-Standserwärmung, bei der der von Kohlenstoffmaterial umgebene Formkörper durch den Ofen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom über eine Hohlelektrode aus Elektrografit zugeleitet, die Kokskornpackung durchfließt und dann über den zu einem Strang geformten vertikalen grafitierten Kunstkohlekörper abgeleitet wird, wobei gleichzeitig mit dem geformten Kunstkohlekörper das körnige Kohlenstoffmaterial den Grafitierungsofen durchwandert.
2. 2. Ofen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hohle Grafitelektrode (3), durch die die aus Hartbrandkohle bestehenden Formkörper (1) hindurchführbar sind, und einen nach unten konisch verlaufenden gekühlten Mantel (12).
3. 3. Ofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen an seinem Austrittsende vorgesehenen elastisch anliegenden Abstreifer (10) in der Nachbarschaft eines Austragtellers (9).