DE3135611A1

DE3135611A1 - Verfahren zum brennen von kohle bei der herstellung von kohleelektroden und vorrichtung zur durchfuehrungdes verfahrens

Info

Publication number: DE3135611A1
Application number: DE19813135611
Authority: DE
Inventors: Christian O. 7590 Achern Schön
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1983-03-17

Description

Verfahren zum Brennen von Kohle bei der
Herstellung von Kohleelektroden und Vor-.
richtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Brennen von Kohle bei der Herstellung von Kohleelektroden zum Elektroschmelzen von Metallen, bei dem die. mit einem Imprägniermittel behandelte Kohle in einen Behälter eingelegt und in diesen zum Brennen aufgeheizt wird.
Dabei werden die zu behandelnden, in einem vorhergehenden Verfahren aus gemahlenem Koks und Pech in einer Form geformten Kohlen unter Sauerstoffabschluß gebrannt, Anschließend wird diese Kohle mit Pech imprägniert und nochmals gebrannt, um ihr die Porosität zu nehmen und sie homogener und weniger spröd zu machen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die für die Imprägnierung in einem Trockner aufgestellte Kohle über mehrere Stunden auf cirka 2000 C aufzuheizen und anschließend in einem Autoklaven einem Unterdruck auszusetzen, um Gase aus den Poren zu saugen, welche in einem weiteren Verfahren mit Pech gefüllt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Patentanmeldung P 30 46 171.3-45 des gleichen Anmelders beschrieben.
Es hat sich nun beim Brennen herausgestellt, daß die Behälter zum Behandeln der Kohlen bei den hierbei auftretenden hohen Temperaturen sehr stark angegriffen und relativ schnell unbrauchbar werden und gegen neue Behälter aus getauscht werden müssen.
Der Erfinder erkannte, daß hierfür im wesentlichen der in den Rauchgasen enthaltene Sauerstoffüberschuß verantwortlich ist.
Es besteht zwar theoretisch die Möglichkeit, für die Autoklaven hochfeuerfeste Stähle zu verwenden, die gegenüber derartigen Angriffen relativ resistent sind. Dadurch werden diese Behälter aber viel zu teuer und damit unwirtschaftlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, welchcs in wirtschaftlicher Weise eine hohe Lebensdauer der Behälter gewährleistet.
Sie löst das Problem dadurch, daß die Kohle während der Aufheizung von einem in den dicht verschlossenen Behälter eingebrachten, wenigstens vorzugsweise sofort suaerstofffreien Wärmeträger eingehüllt wird.
Durch dieses Verfahren wird gewährleistet, daß die Stahlbehälter selbst bei den hier auftretenden h-ohen Temperaturen eine für einen wirtschaftlichen Betrieb ausreichend lange Lebenszeit haben.
In vorteilhafter-Me-iterbildung der Erfindung wird der Wärmeträger nach dem Einfüllen in den Behälter indirekt aufgeheizt. Diese indirekte Aufheizung kann in ansich bekannter Weise durch die beim Brennen anfallenden Rauchgase erfolgen, durch welche der Behälter von außen her erwärmt wird. Es besteht aber in mindest ebenso vorteilhafter Weise auch die Möglichkeit, den Wärmeträger vor dem Einbringen in den Behälter indirekt aufzuheizen und diesen im Kreislauf durchströmen zu lassen. Dies kann zlim-B~esispiel mittels eines durch die Rauchgase beaufschlagten -im- Kre--islauf angeordneten Wärmetauschers erfolgen. Gemäß einen-anderen vorteilhaften Verfahren kann das inerte Gas aber auch' elektrisch, zum Beispiel induktiv erwärmt werden. Als-- Wärmeträger wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des- Ve'r:fahrens ein inertes Gas verwendet, z. B.
Stickstoff oder C°2-+ Dieses Gas kann entweder über einen in den Behälter führenden Anschlußstutzen durch eine das Gas enthaltende Flasche in den Behälter eingefüllt-werden, oder das Gas wird mittels eines Gebläses in einem Kreislauf durch den Behälter und einen Wärmetauscher gefihrt . -Erfi ndungsgemäß besteht weiterhin auch die Möglichkeit, als Wärmeträgern ein Medium in flüssiger Phase zu verwenden, das die Kohle beim Brennen umgibt. Dabei kann in vorteilhafter Weise der flüssige Wärmeträger den Behälter durchfließen. Als Wärmeträger kommt hierbei zum Beispiel ein flüssiges sauerstofffreies Metall in Frage.
Gemäß einem ebenso vorteilhaften weiteren Verfahren kann der Brenner derart gesteuert werden, daß die Rauchgase sauerstofffrei sind und diese sauerstofffreien Rauchgase können dann unmittelbar in den Behälter eingeleitet werden.
Zusätzlich wird eine wesentliche Kosten- und Zeitersparnis für das Brennen dann erzielt, wenn für jede Kohle ein eigenes Gefäß mit einem ganz geringen Totraum verwendet wird und in diesen Totraum Sand eingefüllt wird. Das Gefäß ist dabei hermetisch abgeschlossen. Die Erwärmung erfolgt von außen her, wo-bei der Sand nur als Wärmeleiter dient und in dem Behälter gleichzeitig noch ein inertes Gas eingefüllt ist. Es kann aber auch durch den Behälter mittels eines inerten Gases fluidisierter Sand geleitet werden.
Besteht die Möglichkeit, den Brenner derartig zu steuern, daß die Rauchgase sauerstofffrei sind (stöchiometrische Verbrennung), dann können diese sauerstofffreien Rauchgase unmittelbar in den Behälter eingeleitet werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als die Kohle mit geringem Abstand umschließender Hohlkörper ausgebildet ist, der wenigstens einen absperrbaren Verbindungsstutzen nach außen für ein Wärmemittel und ein Sicherheitsventil aufweist. In einem solchen Behälter kann zum Beispiel das inerte Gas mittels einer Druckflasche gefüllt werden. Wenn zusätzlich Sand verwendet wird, wird dieser Sand vor dem Auflegen des Deckels eingefüllt.
In einer erfindungsgemäßen Alternativausbildung liegt der Behälter in einem geschlossenen Kreislauf für einen strömbaren sauerstofffreien Wärmeträger, der eine den Wärmeträqer fördernde Einrichtung und einen Wärmetauscher aufweist. nls strömbarer Wärmeträger kann hier z. B. ein inertes Gas oder auch fluidisierter Sand dienen. Als Wärmeträger fördernde Einrichtung kann ein Gebläse oder eine Pumpe in Frage kommen.
Der Wärmetauscher liegt zweckmäßigerweise in einem zweiten Kreislauf für die warmen Heizgase. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Wärmetauscher unmittelbar durch die warmen Heizgase angeblasen wird.
Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt: Fig. 1 schematisch im Schnitt einen Behälter zum Brennen der K-ohlen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit indirekter Aufheizung durch die Behälterwandung.
Fig. 2 e-ine alternative Möglichkeit der Ausbildung eines ebenfalls indirekt aufgeheizten, aber in einen Kreislauf liegenden Behälters.
Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 1 umschließt die in- ihm aufrecht stehende, bereits vorbehandelte zu brennende Kohle 2 mit engem Abstand. Der Behälter hat einen fest mit ihm, z. B.
über einen Schraub- oder Knebelverschluß verbindbaren Deckel 3, der einen Anschlußstutzen 4 für den z. B. in Form eines inerten Gases aus einer hier nicht dargestellten Druckflasche einzubringenden Wärmeträger aufweist. Mit 5 ist ein Sicherheitsventil bezeichnet, aus welchem auch die beim Einbringen des Gases verdrängte Luft aus dem Behälter abgelassen werden kann. Der Behälter wird, wie nur schematisch dargestellt, von außen durch einen-Brenner 6 beheizt. Der relativ enge Zwischenraum 7 zwischen der Behälterinnenwandung und der Kohle 2 kann auch vor dem Schließen des Deckels 3 mit Sand aufgefüllt werden.
Der Deckel 3 des in Figur 2 dargestellten Behälters 1 weist zwei Anschlußstutzen 8 und 9 auf, die je über ein Absperrventil 10 bzw. 11 absperrbar sind. Von dem Absperrventil 10 führt eine Ringleitung 12 über ein Gebläse 13 und einen Wärmetauscher 14 zurück über das Absperrventil 11 und den Anschlußstutzen 9 in den Behälter 1. An dem Wärmetauscher ist ein Brenner 6 an-geordnet, durch welchen das den Wäremtauscher durchströmende Mittel erwärmt wird. Vor und hinter dem Absperrventil 10 sind je ein Abzweig 15 bzw. 16 mit je einem Absperrhahn 17 bzw. 18 vorgesehen-. Diese Anschlüsse dienen zum Einlassen des inerten Gases in den Kreislauf Behälter - Gebläse - Wärmetauscher - Behälter.

Claims

Patentansprüche ;1: Verfahren zum Brennen von Kohle bei der Herstellung von Kohleelektroden zum Elektroschmelzen von Metallen, bei dem die mit einem Imprägniermittel behandelte Kohle in einen Behälter eingelegt und in diesem zum Brennen aufgeheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle während der Aufheizung von einem in den dicht verschlossenen Behäl'ter eingehrachten, wenigstens nach sehr kurzer Zeit, vorzugsweise sofort sauerstofffreien WOirmeträger eingehüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger nach dem Einfüllen in den Behälter indirekt aufgeheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger vor dem Einbringen in den Behälter indirekt aufgeheizt wird und diesen im Kreislauf durchströmt.
4. Verfahren nach einem der Ansprtiche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Aufheizunq durch die Rauchgase eines Brenners erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Aufheizung elektrisch erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufheizen ein inertes Gas verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein Medium in flüssiger Phase dient, das die Kohle beim Brennen umgibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Wärmeträger den Behälter durchfließt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein flüssiges sauerstofffreies Metall dient.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Behälter mittels eines -inerten Gases fluidisierter Sand geleitet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner derart gesteuert wird, daß di R Rauchgase 5 sducrstof'ffrei sind, und daß diese sauerstofffreien Rauchgase unmittelbar in den Behälter eingeleitet werden.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) als die Kohle (2) mit geringem Abstand umschließender, mittels eines Deckels (3) dicht abschließbarer Hohlkörper ausgebildet ist, der wenigstens einen absperrbaren Verbindungsstutzen (4,8,9) nach außen für ein Wärmemittel und ein Sicherheitsventil (5) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) in einem geschlossenen Kreislauf für einen strömbaren sauerstofffreien Wärmeträger liegt, der eine den Wärmeträger fördernde Einrichtung (13) und einen Wärmetauscher (14) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (14) in einem zweiten Kreislauf für die warmen Heizgase liegt.