DE2459576A1 - Verfahren und vorrichtung zum graphitieren von kohlenstoffkoerpern - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum graphitieren von kohlenstoffkoerpernInfo
- Publication number
- DE2459576A1 DE2459576A1 DE19742459576 DE2459576A DE2459576A1 DE 2459576 A1 DE2459576 A1 DE 2459576A1 DE 19742459576 DE19742459576 DE 19742459576 DE 2459576 A DE2459576 A DE 2459576A DE 2459576 A1 DE2459576 A1 DE 2459576A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- furnace
- zone
- graphitization
- channel
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 91
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 claims description 54
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 35
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/02—Ohmic resistance heating
- F27D11/04—Ohmic resistance heating with direct passage of current through the material being heated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
2453576
SIGRI ELEKTROGRAPHIT GMBH Meitingen, den
/"a *O
Verfahren und Vorrichtung zum Graphitieren von Kohlenstoff körpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern in einem Tunnelofen, wobei die
Kohlenstoffkörper im Gegenstrom zu heißem Inertgas vorgewärmt,
in einer mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehenen Zone auf eine Temperatur oberhalb von 2200 C
erhitzt und in einer Kühlzone auf eine Temperatur unterhalb von 500 C gekühlt werd<
Durchführen des Verfahrens.
Durchführen des Verfahrens.
halb von 500 C gekühlt werden und eine Vorrichtung zum
Die auf eine Erfindung Achesons zurückgehenden diskontinuierlich
betriebenen Öfen zur Graphitierung von Kohlenstoffkörpern bestehen im wesentlichen aus zwei in die
Stirnwände des Ofens eingelassenen Graphitelektroden, zwischen denen die zu graphitierenden Körper zusammen
mit körnigem Resistor- und Widerstandsmaterial aufgeschichtet sind. Zum Aufheizen der Kohlenstoffkörper werden
die über den Ofeninhalt kurzgeschlossenen Graphitelektroden mit einer Stromversorgungseinrichtung elektrisch
verbunden, wobei die entstehende Joule'sche Wärme einen Anstieg der Ofentemperatur,auf 2200 bis etwa 30000C bewirkt.
Je nach der Ofengröße betragen die Aufheizperiode etwa 1-3 Tage und die sich anschließende Abkühlungsperiode etwa 5-12 Tage.
Ein wesentlicher Nachteil des Acheson-Verfahrens ist die
periodische, den Materialfluß erschwerende Fahrweise
pa 74/16 Dr.we/häu 609827/0769
der Öfen sowie der für das Zustellen und Ausräumen der Öfen erforderliche große technische Aufwand. Für
die großen Mengen an Resistor- und Isoliermaterial sind besondere Transport-, Klassier- und Reinigungseinrichtungen erforderlich und die Kohlenstoffkörper
sind zur Vermeidung einer nachteiligen Widerstandsstreuung mit großer Sorgfalt aufzuschichten, ohne daß
örtliche Widerstandsschwankungen und dadurch bedingte beim Aufheizen entstehende und die Qualität der Graphitkörper
beeinträchtigende Temperaturspitzen völlig ausgeschlossen werden können.Schließlich ist der thermische
Wirkungsgrad des Acheson-Verfahrens verhältnismäßig klein, da außer den Kohlenstoffkörpern jeweils eine
große Menge Resistormaterial auf die Graphitierungstemperatur aufgeheizt wird und die aufgewendete Wärmeenergie
nicht oder nur zu einem kleinen Teil zurückgewonnen werden kann. Weitere Nachteile des Verfahrens sind
die schwierige Erfassung und Ableitung der beim Graphitieren entstehenden schädlichen Gase, wie z.B. Schwefeldioxid
und Kohlenmonoxid sowie das Anhaften von Resistormaterial an den Graphitkörpern, das durch Schleifen oder andere
mechanische Verfahren entfernt werden muß.
Es ist vorgeschlagen worden, die Graphitierung kontinuierlich durchzuführen, wobei die Kohlenstoffkörper stetig
durch einen mit einer geeigneten Heizeinrichtung versehenen Ofen bewegt werden und die erforderliche Energie
indirekt durch Wärmestrahlung oder durch induktive Koppelung auf die Körper übertragen wird. Nach der
US-Patentschrift 1 884 600 enthält ein Graphitierungsofen mit induktiver Heizung eine Vorwärmzone, eine
Graphitierungszone, in der eine oder mehrere Induktionsspulen angeordnet sind, und eine Kühlzone. Ein Graphitierungsverfahren
mit indirekter Widerstandsbehexzung offen-
PA 74/16 Dr.We/häu 609827/0769 -3-
bart die japanische Auslegeschrift 53882/64, nach der
Kohlenstoffkörper im.Gegenstrom zu einem Inertgas durch
ein durch direkte Widerstandsheizung auf die erforderliche Graphitierungstemperatur erhitztes Graphitrohr
geschoben werden.
Die bekanntgewordenen kontinuierlichen Graphitierungsverfahren weisen gegenüber dem Acheson-Verfahren eine Reihe
von Vorteilen auf, wie z.B. einen kleineren Personal- und Energiebedarf, einen einfacheren Materialfluß und eine
kleinere Streuung der Qualität des erzeugten Graphits. Nachteilig ist bei der Verwendung einer induktiven
Heizung die für eine befriedigende Ankopplung notwendige Abstimmung von Durchmesser bzw. Form der Spulen und Durchmesser
bzw. Querschnittsform der Kohlenstoffkörper sowie der schwierige Schutz der Induktionsspulen gegen Überhitzung
und den Angriff von korrodierenden Gasen, wodurch besonders das Graphitieren von Kohlenstoffkörpern mit verschiedenen
Querschnitten und Formen erheblich erschwert oder ganz unmöglich wird. Ein Nachteil des hinsichtlich
der Maße und Formen der zu graphitierenden Körper anpassungsfähigeren Verfahrens mit indirekter Widerstandserhitzung
ist die begrenzte Standzeit des Heizrohres, das infolge des unter Graphitierungsbedingungen verhältnismäßig
hohen Dampfdrucks von Graphit allmählich verdampft. Schließlich sind in Öfen mit horizontal angeordneten Heizkanälen,
insbesondere zum Graphitieren größerer Kohlenstoffkörper Rollen oder ähnliche die Gleitreibung und den
Abrieb der Kanalwand vermindernde Mittel vorzusehen, deren Störanfälligkeit bei den hohen Graphitierungstemperatüren
die Funktionstüchtigkeit der bekannten kontinuierlich betriebenen Graphitierungsöfen ganz erheblich
beeinträchtigt.
PA 74/16 Dr.We/hau 609827/0769
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Graphitieren von Kohlenstoffkörpern
zu schaffen, das die beschriebenen Nachteile nicht aufweist und insbesondere das Graphitieren von großformatigen
Körpern verschiedenster Formen ermöglicht. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen zur Durchführung
des Graphitierungsverfahrens geeigneten tunnelartigen Ofen mit einer verbesserten Standzeit anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kohlenstoffkörper einzeln oder in Gruppen taktweise durch den
Tunnelofen bewegt und zwischen jeweils zwei Takten auf Haltevorrichtungen abgelegt werden, die mit dem Ofen
fest verbunden sind. Nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kohlenstoffkörper
in der Graphitierungszone durch jeweils zwei mit einer Stromversorgungseinrichtung elektrisch verbundene
als Kontaktstücke ausgebildete Haltevorrichtungen gehalten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem eine Vorwärmzone, eine
Graphitierungszone mit elektrischer Heizeinrichtung, eine Kühlzone und Vorrichtungen zum Einspeisen und
Abziehen von Inertgas und Schwelgas enthaltenden Tunnelofen, wobei mindestens eine Ofenwandung mit Haltevorrichtungen
für die Kohlenstoffkörper und schlitzförmigen Öffnungen versehen ist, außerhalb des Ofenkanals durch
die Öffnungen periodisch eingreifende, die Kohlenstoffkörper in horizontaler und vertikaler Richtung bewegende
Greifvorrichtungen angeordnet sind und die Graphitierungszone aus einer durch quer zur Bewegungsrichtung der Kohlenstoffkörper
verschiebbaren Graphitschieber verschließbaren
pa 7.4/16 Dr.we/häu 6 0 9 8 2 7 /.0 7 6 9 " 5 "
Kammer besteht. Die mit der Ofenwandung verbundenen Haltevorrichtungen sind in.der Graphitierungszone vorzugsweise
als Kontaktstücke ausgebildet, die mit einer
Stromversorgungseinrichtung elektrisch verbunden sind. Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist
unterhalb des Ofenkanals ein zweiter mit diesem durch einen sich über die gesamte Länge des Ofens erstreckenden
Schlitz verbundener Kanal angeordnet, in dem eine Folge von auf Schienen verfahrbarer, mit in der Vertikalen
beweglichen Paletten und Greifvorrichtungen versehene Wagen aufgestellt ist, wobei die Paletten in den Schlitz
zwischen Ofenkanal und zweiten Kanal eingreifen und diesen gegen den Ofenkanal abdichten. Nach einer weiteren
Ausführung enthält die Vorwärmzone eine oder mehrere elektrische Heizeinrichtungen. Vorteilhaft ist nach der
Erfindung schließlich die zueinander parallele Anordnung von Vorwärmzone und Kühlzone, wobei sich beide Zonen im
Ofenkanal nebeneinander erstrecken.
Die Bewegung der Kohlenstoffkörper in Richtung zur Graphitierungszone und der Graphitkörper in der Kühlzone
wird nach der Erfindung durch außerhalb der Ofenkammer angeordnete und durch Öffnungen der Ofenwände
periodisch in die Kammer eingreifende Mittel, z.B. einer kombinierten Hub- und Translationsvorrichtung, bewirkt.
Der Kohlenstoffkörper oder die Gruppe von Kohlenstoffkörpern wird zunächst von den mit der Ofenwandung fest
verbundenen Haltevorrichtungen abgehoben, horizontal verschoben und nach einem vorgegebenen Verschiebungsbetrag durch Absenken erneut auf Haltevorrichtungen abgelegt.
Das Spiel wiederholt sich vielfach vom Ofeneingang durch die Vorwärm-, Graphitierungs- und Kühlzone
bis zum Ofenausgang, wobei die Taktzeiten durch die zum
PA 74/16 Dr.We/häu - 6 -
6 0 9 8 2 7/0789
ORIGINAL INSPECTED
-G-
Aufheizen bzw. Abkühlen des Körpers auf die jeweilige
Ortstemperatur notwendige Zeit gegeben sind. Die Greif- und Haltevorrichtungen sind derartig ausgebildet, daß
die Körper zwangsläufig geführt und während des Transports sowie in der stationären Phase fixiert werden. Besonders
geeignet als Haltevorrichtungen sind beispielsweise aus einem temperaturbeständigen Werkstoff, wie
Graphit bestehende Prismen, geeignete Greifvorrichtungen sind z.B. Graphitprismen oder Zangen mit Greifern aus
Graphit. Da die Graphitkörper und die Transportmittel die Ofenwandung nicht berühren, ist ein Verschleiß der
Wandung durch mechanischen Abrieb ebenso ausgeschlossen, wie eine Minderung der Ofenstandzeit durch lokale Verformungen.
Bevorzugtes Transportmittel ist nach der Erfindung eine Folge von Wagen, die in einem unterhalb des Ofenkanals
sich erstreckenden Kanal auf Schienen verfahrbar sind. Die Wagen sind mit in der Vertikalen beweglichen Paletten
versehen, die in eine schlitzförmige Öffnung zwischen Ofenkanal und dem zur Aufnahme der Wagen vorgesehenen
Kanal eingreifen. Zum Bewegen der Kohlenstoff- bzw. Graphitkörper werden durch Heben der Paletten und der mit
diesen verbundenen Greifvorrichtungen der Körper bzw. die Gruppe von Körpern von den an einer oder mehreren
Ofenwandungen angeordneten Haltevorrichtungen zunächst abgehoben, worauf der Wagen unter die benachbarten Haltevorrichtungen
gefahren wird und die Körper dann durch Senken von Palette und Greifvorrichtung abgelegt werden.
Der Wagen kehrt anschließend in die Ausgangsposition zurück.
Die zum Erhitzen der Kohlenstoffkörper notwendige Energie wird in der Regel ausschließlich der Graphitierungszone
PA 74/16 Dr.We/häu 609827/0789 "7"
ORIGINAL WS-PECTED
zugeführt, deren Abwärme zum Vorwärmen der Körper in der Vorwärmzone genutzt wird. Die Graphitierungszone
ist durch quer zur Ofenlängsachse bewegbare Schieber gegen die Vorwärmzone und Kühlzone abgekammert, wodurch
die Wärmeverluste verkleinert und insbesondere qualitätsmindernde Verzerrungen des Temperaturprofils
vermieden werden. Zum Erhitzen der Kohlenstoffkörper geeignet sind alle unter Graphitierungsbedingungen
beständige Heizeinrichtungen, z.B. Widerstandsheizelemente aus Graphit. Erfindungsgemäß bevorzugt wird
die Erhitzung der Körper durch direkten Stromdurchgang. Die mit der Ofenwandung verbundenen Haltevorrichtungen
in der Graphitierungszone sind dabei als Kontaktstücke ausgebildet und mit einer geeigneten Stromversorgungseinrichtung
- einem Transformator oder Gleichrichter elektrisch verbunden. Die Stromkreise werden jeweils
durch die auf den Haltevorrichtungen abgelegten Kohlenstoffkörpern
geschlossen, wobei zur Erhöhung der Betriebsspannung mehrere Körper über durch Strombrücken verbundene
Haltevorrichtungen in Reihe geschaltet sein können. Vorteile der direkten Widerstandsbeheizung sind
vor allem die gute Energieausbeute und die geringe thermische Belastung des Mauerwerks, dessen Temperatur
hinter der maximalen Körpertemperatur wesentlich zurückbleibt. Zum Einstellen eines von der Wärmeableitung aus
der Graphitierungszone unabhängigen die variable Erhitzung
der Kohlenstoffkörper ermöglichenden Temperaturgradienten
können zusätzlich ein oder mehrere elektrische Heizelemente in der Vorwärmzone angeordnet sein. Zusätzliche
Heizeinrichtungen sind besonders dann von Vorteil, wenn aus Qualitäts- oder Abmessungsgründen eih schnelles
Aufheizen der Kohlenstoffkörper nicht möglich ist.
PA 74/16 Dr.We/häu - 8 -
609827/0789
Die zum Durchführen des erfindungsgeraäßen Verfahrens
vorgesehenen Tunnelofen sind beispielsweise kreisringförmig ausgebildet, wobei in einem Abschnitt des Kreisrings
die Kohlenstoffkörper eingesetzt und die Graphitkörper ausgesetzt werden, und in dem gegenüberliegenden
Abschnitt des Rings eine kammerförmige Graphitierungszone angeordnet ist. In linear ausgebildeten Tunnelofen
sind die einzelnen Ofenabschnitte - Vorwärmzone, Graphitierungszone, Kühlzone - in Reihe angeordnet oder
die Kühlzone verläuft parallel zur Vorwärmzone. Die Parallelanordnung ermöglicht eine besonders einfache
Nutzung der mit den Graphitkörpern aus der Graphitierungszone ausgetragenen Wärmeenergie, die vorzugsweise durch
Strahlung auf die in Richtung zur Graphitierungszone bewegten Kohlenstoffkörper übertragen wird. Ofeneinfahrt
und Ofenausfahrt sind in jeder Ausbildungsform mit Schleußen und Vorrichtungen zum Einleiten und zum Abziehen
von Inertgas und zum Abziehen von Schwelgasen versehen. Das an der Einfahrtseite abgezogene Gas wird
nach Abtrennen der Schwelgasanteile, wie z.B. Schwefeldioxid, in einem Filter oder Wäscher erneut an der Ofenausfahrt
in den Ofentunnel eingespeist. Die Freisetzung von Schadstoffen, die in den bekannten Graphitierungsanlagen
nur mit sehr großem technischen Aufwand vermieden werden kann, wird durch diese Gasführung vollständig ausgeschlossen.
Die Temperaturen oberhalb von etwa 1000 C ausgesetzten
Teile des Tunnelofens sind im wesentlichen in Graphit und Kohlenstoff ausgeführt, insbesondere Wände und
Schieber der Graphitierungskammer, die mit der Ofenwandung verbundenen Haltevorrichtungen, die Paletten,
der Transportwagen und die Greifvorrichtungen. Bevorzugt sind die genannten Ofenteile zusätzlich mit Schichten
PA 74/16 Dr.We/häu - 9 -
60982 7/076 9
aus Kohlenstoffilz und Graphitfolien isoliert. Der gesamte
Ofen ist von einem gasdichten, durch Rieselkühlung gekühlten Stahlmantel umschlossen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert, dabei zeigen
Fig. 1 - einen Graphitierungsofen mit in Reihe angeordneten
Funktionszonen im Längsschnitt,
Fig. 2 - einen Schnitt entlang der Linie A - B in Fig. 1 Fig. 3 - einen Schnitt entlang der Linie C - D in Fig. 1
Fig. 4 - einen Schnitt entlang der Linie E - F in Fig. 1
Fig. 5 - einen Graphitierungsofen mit paralleler Vorwärm-
und Kühlzone im Querschnitt
Fig. G - einen Querschnitt der Graphitierungszone eines Ofens mit paralleler Vorwärm- und Kühlzone
Fig. 7 - einen kreisringförmigen Graphitierungsofen im
Grundriß
Der Ofenkanal des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Tunnelofens 1 enthält eine Vorwärmzone 2, eine Kühlzone 4 und
eine mittels der Graphitschieber 8, 8' gegen Vorwärm- und
Kühlzone abgekammerte Graphitierungszone 3. An den Ofenenden sind durch die Schieber 7 und 71 gegen den Ofenkanal
abschließbare mit Schiebern 9, 9· versehene Schleußenkammern
und 6 angeordnet. Ein Inertgas, z.B. Stickstoff oder Argon, wird durch die Düse 10 in die Schleußenkammer 6 eingedrückt,
PA 74/16 Dr.We/häu - 10 -
60982 7/0 7 69
2 A ο y ο 7 ο
durchströmt unter Aufnahme der fühlbaren Wärme der Graphitkörper 21' die Kühlzone, die Bypasskanäle 11
und die Vorwärmzone 2, in der das Gas den größten Teil der aufgenommenen Wärme an die Kohlenstoffkörper
abgibt. Über den Kanal 12 wird das Gas zusammen mit den in der Graphitierungszone gebildeten Schwelprodukten abgesaugt,
einem zeichnerisch nicht dargestellten Filter oder Wäscher zugeführt und dann erneut der Schleußenkammer
6 zugeführt. Zur Vermeidung von unkontrollierten Schwelgasverlusten wird über die Düse 13 eine kleinere
Inertgasmenge in die Schleußenkammer 5 gedrückt.
Unterhalb des Tunnelofens 1 ist der durchgehende Kanal zur Aufnahme der auf Schienen 16 verschiebbaren Wagen
angeordnet. Die Wagen sind mit Hubvorrichtungen 17 und Paletten 18 versehen, die in den Schlitz 30 zwischen
Ofenkanal 1 und zweitem Kanal 14 eingreifen. Die Paletten tragen zur Aufnahme der Kohlenstoffkörper 21 prismenförmige
Greifvorrichtungen 19. Fest mit der Ofenwand verbunden
sind die Haltevorrichtungen 20, die in der Vorwärmzone und der Kühlzone ebenfalls prismenförmig ausgebildet sind.
Die Überlappung der Paletten 18 und ihr geringes Spiel im Schlitz 30 bewirken eine vollständige Abschirmung des
Kanals 14 gegen eine Wärmezufuhr durch Strahlung und Konvektion. Die durch Leitung zugeführte Wärme wird durch
Sprühkühlung mit Wasser abgeführt.
Die Haltevorrichtungen 20' in der Graphitierungszone 3
sind mit wassergekühlten Hubkolben 22 verschraubt, die ihrerseits durch Stromseile 23 mit einer Stromversorgungseinrichtung
24 elektrisch verbunden sind. Einem verbesserten Wärmeschutz des Kanals 14 unterhalb der Graphitierungszone
dienen die Packungsleisten 25 aus Graphitfolien,
PA 74/16 Dr.We/häu - 11 -
6 0 3827/076 3
die in Ausnehmungen der Palette 18 eingelassen sind. Zur Vermeidung von Kontaktverlusten werden die gleichzeitig
als Koηtaktstücke dienenden Haltevorrichtungen 20'
während des Graphitierens gegen die Stirnflächen der Kohlenstoffkörper 21 gepreßt, wobei etwaige Längenänderungen
während der Überführung des Kohlenstoffs in Graphit durch Verschieben der Hubkolben 22 ausgeglichen werden.
Die Erhitzungsdauer der einzeln oder in Reihe geschalteten Kohlenstoffkörper hängt im wesentlichen von ihrem Querschnitt
ab und beträgt etwa 0,5-4 Stunden bei einer Maximaltemperatur von etwa 29000C. Nach beendeter Graphitierung
und Abtrennen der Stromversorgungseinrichtung werden durch Anheben sämtlicher Paletten und Greifvorrichtungen
die Kohlenstoff- bzw. Graphitkörper von den Haltevorrichtungen abgehoben und die Schieber 7, 7', 8, 8' sowie 9' geöffnet.
Die Wagen rücken dann um eine Palettenlänge in Richtung Ofenausgang, die Paletten und Greifvorrichtungen
werden abgesenkt, die Kohlenstoff- bzw. Graphitkörper auf den Haltevorrichtungen abgelegt, die Wagen um eine
Palettenlänge zurückgezogen und die Schieber geschlossen» Bei jedem Takt wird die Beladung einer Palette aus dem
Ofen ausgestoßen und anschließend eine Palette in der Eingangsschleuße neu beladen. Der Zyklus beginnt nun von
neuem, wobei die Kohlenstoffkörper durch das aufgeheizte Inertgas in der Vorwärmzone von Raumtemperatur auf etwa
1300 - 1400DC erhitzt und die Graphitkörper in der Kühlzone
durch das kalte Inertgas auf etwa 300 - 500 C gekühlt werden. Der Energiebedarf beträgt je nach Abmessung
der Kohlenstoffkörper etwa 50 bis 60 % eines Acheson-Ofens gleicher Leistung.
In den Figuren 5 und 6 ist ein Graphitierungsofen mit zwei
sich unterhalb des Ofenkanals erstreckenden Kanälen 14
PA 74/16 Dr.We/häu - 12 -
609827/0769
dargestellt. In dem einen Kanal - der Vorwärmzone 2 sind eine Folge mit Paletten 18 versehene Wagen zum
Transport von Kohlenstoffkörpern 21 zur Graphitierungszone
und in dem parallelen zweiten Kanal - der Kühlzone 4 identische Wagen zum Transport von Graphitkörpern 21'
zum Ofenausgang angeordnet. Die Kohlenstoff- und Graphitkörper ruhen zwischen jeweils zwei Takten auf den Haltevorrichtungen
20 und sind während der Bewegung durch die Greifvorrichtungen 19 gefaßt. Zwischen der Vorwärmzone
und der Kühlzone wird Wärme direkt durch Strahlung ausgetauscht, so daß am Eingang der Graphitierungszone in
den Kohlenstoffkörpern bereits Temperaturen von etwa 2000 C erreicht werden. Zur Kontrolle der Temperaturen und
Taktzeiten dienen Thermoelemente und Pyrometer 26.
In der Graphitierungszone 3 wird nach Abschluß der Graphitierung der in die Haltevorrichtungen 20' eingespannte
fertiggraphitierte Graphitkörper 21' zunächst durch die Hubvorrichtung 22 in die mit der Kühlzone
fluchtende Nachbarposition verschoben. Anschließend werden sämtliche Kohlenstoff- und Graphitkörper durch
Heben der Paletten und Greifvorrichtungen von den Haltevorrichtungen abgehoben und dann um eine Palettenlänge
in Richtung auf die Graphitierungszone bzw. von dieser weg bewegt. Nach Absenkung der Paletten und Greifvorrichtungen
rücken die Wagen in die Ausgangsposition zurück und der Zyklus beginnt von neuem.
Eine besonders günstige Wärmenutzung wird mit Graphitierungsöfen
erreicht, die drei parallele Ofen- und Transportkanäle enthalten, wobei sich der Vorwärmkanal zwischen
zwei parallelen Kühlkanälen erstreckt. In derartigen Öfen sind unterhalb der Graphitierungszone zweckmäßig quer
PA 74/16 Dr.We/häu - 13 -
60 9 827/0 7 69
zur Ofenlängsachse bewegliche Wagen zur Querverschiebung
der Kohlenstoff- und Graphitkörper vorzusehen.
Ein kreisringförmiger Graphitierungsofen ist in der Fig. 7
dargestellt. Die mit Hilfe der Aus- und Einbauvorrichtung in die Eingangsschleuße 5 eingesetzten Kohlenstoffkörper
werden taktweise durch die Vorwärmzone 2 in die Graphitierungszone
3 gefördert und dort durch die Lademaschine 27 in die neben dem Kreisring angeordnete Graphitierungskammer
31 umgesetzt. Die Erhitzung auf Graphitierungstemperatur
erfolgt durch direkten Stromdurchgang. Ein Transformator 24 und mit den Haltevorrichtungen elektrisch
verbundene Stromschienen 23 befinden sich innerhalb des Kreisrings. Die Körper werden nach beendeter Graphitierung
in den Kreisring zurückgesetzt und taktweise durch die
Kühlzone 4 in die Ausbaukammer 6 bewegt. Das zum Vorwärmen der Kohlenstoffkörper und zum Kühlen der Graphitkörper
dienende Inertgas wird durch den Ventilator 28 im Gegenstrom durch den kreisringförmigen Tunnel gefördert.
8 Patentansprüche
7 Figuren
7 Figuren
PA 74/16 DroWe/häu - 14 -
J ORISINAL INSPECTED
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern in einem Tunnelofen, wobei die Kohlenstoffkörper im Gegenstrom zu heißem Inertgas vorgewärmt, in einer mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehenen Zone auf eine Temparatur oberhalb von 2200°C erhitzt und in einer Kühlzone auf eine Temperatur unterhalb von 500 C gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Kohlenstoffkörper einzeln oder in Gruppen taktweise durch den Ofen bewegt und zwischen jeweils zwei Takten auf mit dem Ofen fest verbundenen Haltevorrichtungen abgelegt werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Graphitierungszone die Kohlenstoffkörper durch jeweils zwei mit einer Stromversorgungseinrichtung elektrisch verbundene als Kontaktstücke ausgebildete Haltevorrichtungen gehalten werden.3. Tunnelofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Vorwärmzone, einer mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehenen Graphitierungszone, einer Kühlzone und Vorrichtungen zum Einspeisen und Abziehen von Inertgas und Schwelgas, dadurch gekennzeichnet , daß mindestensPA 74/16 Dr.We/häu - 15 -eine Ofenwandung mit Haltevorrichtungen für die Kohlenstoffkörper sowie schlitzförmigen Öffnungen versehen ist, außerhalb des Ofenkanals durch die Öffnungen periodisch eingreifende, die Kohlenstoffkörper in horizontaler und vertikaler Richtung bewegende Greifvorrichtungen angeordnet sind und die Graphitierungszone aus einer durch quer zur Bewegungsrichtung der Kohlenstoffkörper verschiebbaren Graphitschieber verschließbaren Kammer besteht.Tunnelofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß unterhalb des Ofenkanals ein zweiter mit dem Ofenkanal durch einen sich über die gesamte Ofenlänge erstreckenden Schlitz verbundener Kanal angeordnet ist und in dem zweiten Kanal eine Folge von auf Schienen verfahrbare, mit in der Vertikalen beweglichen Paletten und Greifvorrichtungen versehene Wagen aufgestellt ist, wobei die Paletten in den Schlitz zwischen Ofenkanal und zweitem Kanal eingreifen und diesen gegen den Ofenkanal abdichten.5. Tunnelofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die mit der Ofenwandung verbundenen Haltevorrichtungen in der Graphitierungszone als mit einer Stromversorgungseinrichtung elektrisch verbundene Kontaktstücke ausgebildet sind.6. Tunnelofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorwärmzone und Kühlzone zueinander parallel angeordnet sind.PA 74/16 Dr.We/häu - 16 -B09827/07G97. Tunnelofen nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorwärmzone eine oder mehrere elektrische Heizeinrichtungen enthält.8. Tunnelofen nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Ofenwände in der Graphitxerungszone mit Kohlenstoffilz und Graphitfolie isoliert sind.PA 74/16 Dr.We/häu609827/.Q78
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742459576 DE2459576C3 (de) | 1974-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern | |
US05/624,273 US4017673A (en) | 1974-12-17 | 1975-10-20 | Method and apparatus for graphitization of carbon materials |
GB4953175A GB1470640A (en) | 1974-12-17 | 1975-12-02 | Process and an apparatbs for graphitising carbon bodies |
SE7513741A SE415126B (sv) | 1974-12-17 | 1975-12-05 | Forfarande och tunnelugn for grafitering av kolkroppar |
CA241,636A CA1066862A (en) | 1974-12-17 | 1975-12-12 | Method and apparatus for graphitization of carbon materials |
IT30314/75A IT1050791B (it) | 1974-12-17 | 1975-12-16 | Procedimento e dispositivo per grafitare oggetti di carbonio |
FR7538605A FR2294983A1 (fr) | 1974-12-17 | 1975-12-17 | Procede et four pour transformer en graphite des produits en carbone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742459576 DE2459576C3 (de) | 1974-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2459576A1 true DE2459576A1 (de) | 1976-07-01 |
DE2459576B2 DE2459576B2 (de) | 1976-10-28 |
DE2459576C3 DE2459576C3 (de) | 1977-06-16 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2294983B1 (de) | 1981-04-30 |
SE7513741L (sv) | 1976-06-18 |
GB1470640A (en) | 1977-04-14 |
US4017673A (en) | 1977-04-12 |
FR2294983A1 (fr) | 1976-07-16 |
IT1050791B (it) | 1981-03-20 |
CA1066862A (en) | 1979-11-27 |
DE2459576B2 (de) | 1976-10-28 |
SE415126B (sv) | 1980-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2457923C3 (de) | Graphitierungsofen | |
DE2254769C3 (de) | Durchlaufofen zum flußmittellosen Löten von Aluminiumwerkstoffen unter Schutzgas | |
DE3736502C1 (de) | Vakuumofen zur Waermebehandlung metallischer Werkstuecke | |
US4017673A (en) | Method and apparatus for graphitization of carbon materials | |
EP2257752A2 (de) | Industrieofen sowie verfahren zum betrieb eines industrieofens | |
DE3601014A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen stranggrafitierung von kohlenstoff-formkoerpern | |
DE2302012C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen von Schrott | |
DE2459576C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern | |
EP3314184A1 (de) | Verfahren zum sintern von kohlenstoffkörpern in einer ofeneinrichtung | |
DE2316494A1 (de) | Graphitierungsofen | |
DE3538151A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kunstkohlekoerpern | |
DE2731760A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung gebrannter kohleanoden, insbesondere zur verwendung fuer die aluminium- schmelzflusselektrolyse | |
DE280686C (de) | ||
WO2020058195A1 (de) | Anlage und verfahren zum sintern von bauteilen | |
DE576938C (de) | Verfahren zum Schutz der Elektroden elektrischer OEfen gegen Abbrand | |
DE2018764C3 (de) | Hochstromwiderstandsofen zum Graphitieren von Kohlenstoff | |
DE490409C (de) | Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden, insbesondere Eisenerzen, in senkrechten, von Heizkanaelen umgebenen geschlossenen Kammern | |
DE2018764A1 (de) | Graphitierungsofen | |
AT220999B (de) | Verfahren zum Brennen von keramischem Gut, insbesondere von Gegenständen aus Steatit und Porzellan | |
DE2132809C3 (de) | Elektrischer Widerstandsofen, insbesondere zur Regenerierung von Aktivkohle | |
Michels et al. | Method and device for the graphitation of carbon substances | |
DE2259730A1 (de) | Ofen zur waermebehandlung von harzhaltigen feuerfesten werkstoffen in autogener gasatmosphaere | |
DE161461C (de) | ||
AT92838B (de) | Elektrischer Strahlungsofen. | |
DE10021583A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufkohlen und Härten von Werkstückchargen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |