DE2316494A1

DE2316494A1 - Graphitierungsofen

Info

Publication number: DE2316494A1
Application number: DE2316494A
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr Rer Nat Wege
Original assignee: Sigri Elektrograhit GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1973-04-03
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE2316494B2

Description

Graphitierungsofen Die Erfindung betrifft einen Graphitierungsofen mit einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen nach Patentanmeldung P 20 18 764.8 auf dem der zu graphitierende Kohlenstoff, körniges Resistor- und Isoliermaterial, keramische Platten zur seitlichen Begrenzung und als Elektroden dienende Graphitblöcke sowie keramische Steine als stirnseitiger Abschluß angeordnet sind.
In den bekannten, für Temperaturen bis etwa 30000C ausgelegten Graphitierungsöfen sind die zu graphitierenden Kohlenstoffkörper im Wechsel mit Schichten aus körnigem Resistorinaterial zwischen den Ofen stirnseitig abschließenden, mit Stromversorgungseinrichtungen verbundenen Graphitelektroden aufgeschichtet.
Der elektrische Widerstand der Resistormaterialschichten übersteigt den Widerstand der dazwischen gelagerten Kohlenstoffkörper erheblich, so daß beim Stromdurchgang in der Anordnung Joulesche Wärme im wesentlichen in diesen Schichten frei wird und bei höheren Temperaturen insbesondere durch Strahlung auf die anliegenden Kohlenstoffkörper übertragen wird. Ein Nachteil der bekannten Graphitierungsöfen ist der durch Aufheiz-, Abkühlungs- und Entladungs- sowie Beladung -zeiten gegebene Zeitbedarf für die Ofenreise.
Die Patentanmeldung P 20 18 764.8 schlägt einen auf einem Wagen angeordneten Graphitierungsofen vor, der nach beendeter Aufheizung aus der Graphitierungsanlage gefahren und außerhalb der Anlage nach Abkühlung-des Ofeninhalts entladen und neu beladen wird. Durch die räumliche Trennung der Aufheizphase von der Abkühlungs-, Entladungs- und Beladungsphase werden ein wesentlich kleinerer Raumbedarf und die Einsparung von Schaltungselementen erreicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zusätzlich zu den genannten Verbesserungen die für das Aufheizen eines Graphitierungsofens nach der Patentanmeldung P 20 18 764.8 erforderliche Zeit zu kürzen, die Erwärmung der Kohlenstoffkörper zu vergleichmäßigen und den Energiebedarf zu verringern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kohlenstoff in Form eines oder mehrerer durchgehender Stränge zwischen die Elektroden eingespannt ist.
Der elektrische Widerstand erfindungsgemäßer Öfen ist im wesentlichen durch den Widerstand des oder der zwischen die Elektroden gespannten Kohlenstoffstränge gegeben, so daß Stromwärme fast ausschließlich innerhalb der Stränge entsteht und durch die indirekte Beheizung über Resistorschichten verursachte Verluste entfallen. Der kleine und verhältnismäßig gleichmäßige Widerstand der Stränge ermöglicht darüber hinaus ein wesentlich schnelleres Erhitzen, wodurch die Aufheizphase verkürzt und die in erster Näherung der Aufheizzeit proportionalen Wärmeverluste verringert werden. Der Wegfall der körnigen Resistorschichten, deren packungsabhängiger und nur ungenau reproduzierbarer Widerstand beträchtlich streut, bewirkt einen nahezu konstanten Temperaturgradienten über die Länge der Stränge, welcher wiederum eine größere Aufheizrate ermöglicht.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 1 beispielhaft erläutert.
In Figur 1 sind 1 Graphitelektroden, die von der aus Schamottesteinen gemauerten Führung 3 gehalten werden und über Stromschienen 2 mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Transformator verbunden sind. Auf dem Wagen sind Keramikplatten 5 aufgestellt, die an den Stirnflächen Aussparungen zur Durchführung von Graphitblöcken 7 enthalten, die die Graphitelektroden 1 mit dem zylindrischen Kohlenstoffstrang 16 leitend verbinden. Mittels der doppelseitig wirkenden, sich an den Widerlagern 13 abstützenden hydraulischen Pressen 14 werden die Graphitelektroden 1 und die Graphitblöcke 7 mit einem Druck von etwa 0,5 kp/cm2 gegen den Kohlenstoffstrang 16 gedrückt. Zum Schutz gegen Oxidation ist der Kohlenstoffstrang mit der Schicht 17 abgedeckt, deren innerer, der Elektrode zugewandte Teil aus Petrolkoks und deren äußerer Teil aus einem Gemisch aus Steinkohlenkoks und Sägemehl besteht. Über dem Graphitierungsofen ist die Absaughaube 10 aufgehängt. Der Wagen 4 ist auf den quer zur Ofenlängsachse verlaufenden Schienen 11 beweglich.
Nach Beladung des Graphitierungsofens, dessen lichte Länge beispielsweise 10 m beträgt, mit fünf zylindrischen Kohlenstoffelektroden der Maße 500 mm-Druchmesser, 200 mm-Länge wird der Wagen zwischen die Elektroden 1 gefahren, die Elektroden gegen den Kohlenstoffstrang gedrückt und die Stromschienen 2 mit dem Stronversorgungsaggregat verbunden. Die Temperatur in dem Kohlenstoffstrang 16 steigt linear mit einem Gradienten von etwa 6000C/Stunde innerhalb von ca. 4,6 Stunden auf 2800°C unter Abnahme der Spannung von ca. 40 Volt auf 20 Volt und Zunahme der Stromstärke von ca. 20 kA auf 40 kA.
Nach einer Verweilzeit von ca. 0,5 Stunden bei 2800°C wird die Verbindung zwischen den Elektroden und dem Stromversorgungsaggregat gelöst und der Graphitierungsofen aus der Anlage gefahren. Anschließend wird ein neuer Graphitierungsofen eingefahren und der Zyklus beginnt von neuem. Der ausgefahrene Ofen kühlt inzwischen außerhalb der Graphitierungsanlage ab und wird anschließend entladen und neu beladen.
Vorteile erfindungsgemäßer Graphitierungsöfen sind insbesondere die große Kapazität bei kleinem Raumbedarf und geringem Installationsaufwand, der niedrige Energiebedarf und die gleichmäßige Qualität der graphitierten Körper. So beträgt die Kapazität einer Graphitierungsanlage mit beispielhaft beschriebenen Graphitierungsöfen 12 - 13 t/d, die benötigte Fläche ca. 200 m2 und der Energiebedarf pro Kilogramm etwa 1,3 kWh.
1 Figur 2 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Graphitierungsofen mit einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen nach Patentanmeldung P 20 18 764.8 auf dem der zu graphitierende Kohlenstoff, körniges Resistor- und Isoliermaterial, keramische Platten zur seitlichen Begrenzung und als Elektroden dienende Graphitblöcke sowie keramische Steine als stirnseitiger Abschluß angeordnet sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Kohlenstoff in Form eines oder mehrerer durchgehender Stränge zwischen die Elektroden eingespannt ist.
2. Graphitierungsofen nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Aufrechterhaltung eines Kontaktdrucks hydraulische Pressen in die Elektroden eingreifen.

L e e r s e i t e