DE2316494B2

DE2316494B2 - Hochstromwiderstandsofen

Info

Publication number: DE2316494B2
Application number: DE2316494A
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr.Rer.Nat. 8901 Meitingen Wege
Original assignee: Sigri Elektrograhit GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1973-04-03
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1978-05-03
Also published as: DE2316494A1

Description

Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff, bestehend aus einem oder mehreren Transformatoren oder Gleichstromgeneratoren, zwei mit dem Stromversorgungsaggregat verbundenen Elektroden aus mehreren Graphitblöcken, zu graphitieren- ^Jr' den Kohlenstoff-Formkörpern oder körnigem Kohlenstoff, die zwischen den Elektroden in Ofenlängsrichtung aufgeschichtet und mit Isoliermaterial umschüttet sind, sowie keramischen Begrenzungsplatten, wobei der zu graphitierende Kohlenstoff, das körnige Resistor- und ^4!) Isoliermaterial, die keramischen Platten ;?ur seitlichen Begrenzung und die Graphitblöcke und die keramischen Steine zum stirnseitigen Abschluß auf einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen angeordnet sind nachPatent20 18 764.

In den bekannten, für Temperaturen bis etwa 3000° C ausgelegten Graphitierungsöfen sind die zu graphitierenden Kohlenstoffkörper im Wechsel mit Schichten aus körnigem Resistormaterial zwischen den Ofen stirnseitig abschließenden, mit Stromversorgungsein- ⁵⁽⁾ richtungen 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-, Abkühlmgs- und Entladungs- sowie ^w) Beladungszeiten gegebene Zeitbedarf für die Ofenreise.

Die Lehre nach dem Deutschen Patent 20 18 764 schlägt einen auf einem Wagen angeordneten Hochstromwiderstandsofen vor, der nach beendeter Aufheizung aus der Graphitierungsanlage gefahren und "^r' 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 Hechstromwiderstandsofens nach dem Patent 20 18 764 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 schneileres 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 F i g. 1 beispielhaft erläutert.

In F i g. 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 Graphitierungsöfen ist die Absaughaube 10 aufgehängt. Der Wagen 4 ist auf den quer zur Ofenlängsachse verlaufenden Schienen 11 beweglich.

Nach Beladung des Hochstromwiderstandsofens, dessen lichte Länge beispielsweise 10 m beträgt, mit fünf zylindrischen Kohlenstoffelektroden der Maße 500 mm Durchmesser, 200 mm Länge wird der Wagen zwischen die Elektroden 1 gefahren, die Elektroden gegen den Kohlenstoffstrang gedrückt und die Stromschienen 2 mit dem Stromversorgungsaggregat verbunden. Die Temperatur in dem Kohlenstoffstrang 16 steigt linear mit einem Gradienten von etwa 600°C/Stunde innerhalb von ca. 4,6 Stunden auf 2800° C unter Abnahme der Spannung von ca. 40 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 Hochstromwiderstandsofen aus der Anlage gefahren.

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Anschließend wird ein neuer Graphitierungsofen Raumbedarf und geringem Installationsaufwand, der

eingefahren und der Zyklus beginnt von neuem. Der niedrige Energiebedarf und die gleichmäßige Qualität

ausgefahrene Ofen kühlt inzwischen außerhalb der der graphitiertenKörper. So beträgt die Kapazität einer

Graphitierungsanlage ab und wird anschließend entla- Graphitierungsanlage mit beispielhaft beschriebenen

den und neu beladen. 5 Graphitierungsofen 12—13 t/d„ die benötigte Fläche ca.

Vorteile erfindungsgemäßer Hochstromwiderstands- 200 m^ und der Energiebedari pro Kilogramm etwa

öfen sind insbesondere die große Kapazität bei kleinem 1,3 kWh.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff, bestehend aus einem oder mehreren Transformatoren oder Gleichstromgeneratoren, ^r> 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, wobei der zu graphitierende Kohlenstoff das körnige Resistor- und isoliermaterial die keramischen Platten zur seitlichen Begrenzung und die Graphitblöcke und die keramischen ^ts Steine zum stirnseitigen Abschluß auf einem quer zur Ofenlängsachse beweglichen Wagen angeordnet sind, nach dem Deutschen Patent 2018 764, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff in Form eines oder mehrerer durchgehender ²⁽⁾ Stränge (16) zwischen die Elektroden (1) eingespannt ist.

2. Hochstromwiderstandsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung eines Kontaktdrucks hydraulische Pressen (14) in die -'"' Elektroden (1) eingreifen.