DE2941709A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von kohleelektroden fuer elektrooefen waehrend des laufenden betriebes - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von kohleelektroden fuer elektrooefen waehrend des laufenden betriebes

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Description

29M709
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohleelektroden fUr Elektroöfen während des laufenden Betriebes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohleelektroden für Elektroöfen während des laufenden Betriebes. Hierbei werden die Kohleelektroden im oberen Teil der Elektroöfen, inbegriffen Schmelzelektrolysezellen und elektrometallurgische : Oefen, gebrauchsfähig fertiggestellt.
Das Söderberg-Verfahren zur Herstellung von Kohleelektroden unmittelbar vor ihrem Gebrauch ist altbekannt. Im allgemeinen wird für das Söderberg-Verfahren eine Elektrodenmasse verwendet, die hauptsächlich aus Kohle, z.B. in Form von Anthrazit, in gleichförmiger Mischung mit einem Kohlenwasserstoff-Bindemittel auf Basis von Teerpech besteht. Söderberg-Elektroden werden in elektrothermischen Oefen, aber auch als Anoden für Aluminiumschmelz-,
öfen verwendet. Ueblicherweise sind die Elektroden mit einem ι Blechmantel versehen, der im Verlaufe des Absenkens der Elektrode verzehrt wird. Es gibt auch neuere Soderberg-Anoden, bei denen die Anode durch eine feststehende Umhüllung gleitet. In einem bestimmten Bereich der Struktur wird der Umhüllung oder dem Mantel elektrischer Strom zugeführt. Dieser Strom dient
a) zum Erweichen der Elektrodenmasse,
b) zum Brennen der Elektrodenmasse und
c) als Arbeitsstrom der Anode für den Ofenbetrieb.
Entsprechend der Zusammensetzung der Elektrodenmasse, wird diese Temperaturen unterworfen, die von O" C oder Raumtemperatur bis über 2.600° C (im Falle von Lichtbogenofen) reichen. Die Elek- | trodenmasse erweicht bei etwa 80° C und wird gebrannt im Temperaturbereich von 400 bis 600° C. Bei dieser Temperatur ist die ! Entgasung beendet und die Elektrode erhält ihre feste Gestalt j infolge der Aenderung der physikalischen Eigenschaften der Elek-! trodenmasse. [
Das Verfahren arbeitet kontinuierlich und die mit einem Mantel umhüllte Elektrode wird fortlaufend im Maße ihres Verbrauchs in
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den Ofen abgesenkt. Dies erfordert komplizierte und kostspielige Aufhängungsvorrichtungen und Absenkvorrichtungen sowie ein sehr genau arbeitendes Kühlsystem in genau begrenzten Bereichen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die obigen Nachteile zu beseitigen* Es ist weiterhin Aufgabe, das Söderberg-Verfahren auch für kleine Lichtbogen-Oefen anwenden zu können. Ferner ist es Aufgabe das Söderberg-Verfahren auch in den Fällen anwenden zu können, in denen eine Verunreinigung dos Ofenproduktes durch das abschmelzende Metall des Elektrodenmantels unerwünscht bzw. schädlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgaben werden erfindungsgemäß bei der kontinuierlichen und während des laufenden Betriebes "in loco" stattfindenden Herstellung der Kohleelektroden zwei verschiedene Zonen vorgesehen. In der ersten Zone erfolgt das Erweichen und Brennen der Elektrodenmasse, in der zweiten Zone wird der Arbeitsstrom für den Ofenbetrieb der Elektrode zugeführt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt das übliche Söderberg-Verf ahren,
Fig. 2 zeigt in einem vergleichbaren Längsschnitt das Verfahren der Erfindung.
Bei dem üblichen Söderberg-Verfahren gemäß Fig. 1 wird ein Bleclraantel 10 verwendet, der an seinem Innenumfang eine Vielzahl von Rippen 12 aufweist. Eine Elektrodenfassung 14 umfaßt den Mantel 10 vollständig und dient zur Stromzuführung. j
In den Mantel 10 wird die Elektrodenmasso 16, die z.B. durch
Mischen von kalziniertem Anthrazit mit Teerpech hergestellt ist, eingefüllt. Sobald die E]ektrodenmasse 16 die Zone A erreicht und auf etwa 80° C erwärmt ist, beginnt sie zu erweichen. Die Zone A beginnt im allgemo non kurz über der Elektrodenfassung 14. Die erweichte Elektrodenrrasse gleitet abwärts in Richtung
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auf das untere Ende des Hanteis 10 und gelangt in die Zone B,
wo sie Temperaturen von 400 bis 600° C unterworfen wird. Hierbei wird sie gebrannt und erlangt Struktur und Gestalt, so daß eine ; Kohleelektrode C von hoher mechanischer Festigkeit entsteht. : Der Hantel 10, der eine Stütz- und '/erstärkungsfunktion für die Elektrode C hat, wird mit dieser in das Innere des Ofens einge- ; führt, wo er verzehrt wird. Dementsprechend muß für den konti- ■ nuierlichen Betrieb ständig ein neuer Hantel oben angesetzt werden. '
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Fig. 2 wird die Elek- [ trodenmasse 20 von der Fassung 18 umgeben, die das Erweichen und: Brennen der Elektrodenmasse veranlaßt. Das Erweichen erfolgt bei etwa 80° C und das Brennen bei etwa 400 bis 600° C. Diese Tempe-: ratur erhält man mittels der separaten Fassung 18, deren Wärme- : zufuhr unabhängig ist von der Energie bzw. dem Arbeitsstrom für ; den im Ofen ablaufenden Prozess. :
Für die Funktion der Fassung 18 kann jede regulierbar arbeitende; Heizmethode angewendet werden, z.B. elektrische Heizung, Induktionsheizung mittels der Elektrodentnasse zugefügter Metallele- \ mente, Flammbeheizung, Wärmeaustausch usw. Wenn die Elektroden- ', masse in der Zone B gebrannt ist, erhält man die gebrauchsferti-j ge Elektrode C, die dann die erforderliche Festigkeit und Leit- j fähigkeit aufweist. Ueber die Fassung 22 wird der Arbeitsstrom : für den Ofenbetrieb aufgenommen, der durch die Elektrode C in ■ Richtung Ofenboden fließt.
Die Fassung 18 kann aus einem Teil oder aus mehreren beweglichen j Sektionen bestehen; sie kann auch so ausgebildet sein, daß sie j neben der Aufgabe des Schmelzens und Brennens der Elektrodenmasse auch als Aufhängungsvorrichtung dient. Zur Aufhängung kann
auch eine weitere Fassung oder Klemmvorrichtung 24 vorgesehen
sein, die dann zwischen den Fassungen 18 und 22 angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der sonst beim Söderberg-Verfahren erforderliche Blechmantel nicht benötigt. An weiteren Vorteilen sind die folgenden zu nennen:
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a) Y/rnn aus speziellen Gründen ein Mantel erwünscht ist, kann man die bisher erforderlichen Tippen, wie sie beispielsweise in Fig. 1 mit Bezugsziffer 12 gezeigt sind, weglassen. Dies . vereinfacht und verbilligt die Herstellung des Mantels.
b) Durch Uichtverwendung von sich verzehrenden Mänteln oder Kontaktstangen wird es ermögllebt Kohleelektroden der beschriebenen Art "in loco" herzustellen, die für Prozesse verwendbar sind, bei denen die Ofenprodukte nicht durch das Mantel- bzw. Stangenmaterial verunreinigt werden sollen. :
c) Das Verfahren gestattet eine bessere Regulierung der Erwär- ; mungs-, Erweichungs- und Brennvorgänge, da diese innerhalb der unabhängigen Fassung 18 ablaufen. ;
d) Es wird eine bessere Regulierung der, Elektrodenstroms ermög- ' licht, einschließlich der Schicht der halberweichten Elektrodenmassenzonen, die den elektrischen Strom nicht leiten.
e) Es ist möglich, während des Erweichens und Brennens innerhalb, der Fassung 18 einen Tnnenkanal in der Elektrode auszubilden, der zum Durchgang von Gasen oder anderen Materialien durch die Elektrode dient. Dies ist bei der bisherigen Technik sehr schwierig wegen der Temperaturgradienten in einer sehr beschränkten Zone. j
Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung gegenüber der j dargestellten Ausführungsform Abänderungen und Ausgestaltungen möglich. Z.B. können die Fassungen 18, 24- und 22 transversale ι Einschnitte aufweisen, so daß man eine verschiedene "nd kontinuierliche Vorrichtung für ,jede Stufe erhält. Die Einspeisung ! der Elektrodenmasse kann mechanisch und gegebenenfalls automati-ί siert erfolgen. Die gesamte Vorrichtung kann auch horizontal | oder geneigt angeordnet sein. Für die Zuführung der Elektroden- J masse kann eine Stampfvorrichtung vorgesehen sein. j
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Claims (8)

284Ί709 PATENTANWALT DR.-ING. LOTTERHOS «000 MAMKPURT (MAIN)I LICHTENSTEINSTRASSE 3 FERNSPRECHER: (061t) 555061 TELEGRAMME: LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 50007149 PO8TSCHECK-KONTO FFM. 1ββ7-βΟ9 ITl/ho PRANKFURT (MAIN), 12.Okt. 1979
1. Carboindustrial S.A.
Centro Industrial da Grande Vitoria, Givit, Cep 29160 Serra, Espirii.io Santo, Brasilien
2. Elkem-Spigerverket a/s,
Middelthuns gate 27, Oslo 6, Norwegen
Patentansprüche
1) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohleelektroden für Elektroofen während des laufenden Betriebes, bei dem Elektrodenmasse zugeführt, erweicht und zur gebrauchsfertigen Elektrode gebrannt wird und die so entstehende Elektrode im Maße des Abbrandes in den Ofen nachgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen und Brennen in einer separaten Zone (B Fig. 2) mit vom Arbeitsstrom des Ofens unabhängigen Wärmemitteln durchgeführt wird und der Arbeitsstrom für den Ofenbetrieb an einer Stelle zugeführt wird, wo die Elektrode fertiggebrannt und leitfähig ist.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erweichen und Brennen der Elektrodenmasse mittels Widerstandsheizung, Induktionsheizung, Flammheizung oder Wärmeaustausch durchführt.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man für das Erweichen und Brennen der Elektrodenmasse eine diese Masse vollständig umschließende Fassung (18) und für die Stromzufuhr zur Elektrode eine weitere, von der erstgenannten Fassung (18) getrennte Fassung (22) verwendet.
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ORIGINAL INSPECTED
4-) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen den beiden Fassungen (18, 22) eine Aufhängungsvorrichtung anordnet.
5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man im Inneren der Elektrode (C) während deren Her+ stellung einen Kanal ausbildet, durch den Materialien (Gase, Flüssigkeiten, Peststoffe) den Ofen zugeführt werden können.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß die Elektrodenmasse in die zum Erweichen und Bren-■
' nen dienende Fassung (18) eingestampft wird. j
7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet ' durch eine Anordnung mit der die Elektroden geneigt oder horizontal in den Ofen eingeführt werden.
8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Elektrodenmantel verwendet wird.
! 9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein ι
Elektrodenmantel ohne Innenrippen verwendet wird.
ti ":, υ u :; 0 / ü η 9 Π
DE2941709A 1978-10-31 1979-10-15 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohleelektroden für Elektroöfen während des laufenden Betriebes Expired DE2941709C2 (de)

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