DE321306C - Verfahren zur Erzeugung von Kohlenstoffzylindern von beliebiger Laenge - Google Patents

Description

Das bisherige Verfahren zur Erzeugung von geformtem Kohlenstoff (Elektroden) gestattet nur die Erreichung mäßiger Längen und begrenzter Dicken. Es setzt sich zusammen aus den getrennten Operationen: Zerkleinern, Sieben und Mischen verschiedener Arten von Kohlenstoff, Mischen der Kohlenmasse mit einem verkokbaren Bindemittel (Teer), Formen oder Pressen in eine bestimmte Form und nachträgliches Brennen in besonderen Öfen. Infolge Schwindung des Bindemittels beim Brennen ist das Erreichen großer Dimensionen naturgemäß, schwierig. Die Erhitzung findet von außen nach innen statt. Während die äußere Schicht bereits verkokt und geschwunden sein kann, ist es die innere Masse noch nicht. Die Folge davon sind Risse in der Kohlenmasse. Um dieses zu verhüten, müssen die Kohlen gleich

so den Ton- und Steinzeugwaren äußerst langsam erhitzt werden, was einige Wochen dauert.

Bei vorliegender Erfindung geschieht das Erhitzen von innen nach außen bei gleichzeitigem Auftragen des Rohmaterials in dünnen Schichten. Daher kann das Erhitzen schnell geschehen. Auch besteht der Bildungsprozeß der Kohlekörper in einer einzigen fortlaufenden Operation und es ist nur eine Maschine dazu nötig, von kleineren Hilfsmaschinen abgesehen.

Der Kohlezylinder α in Fig. 1 mit seinem Mittelkanal & dreht sich mit seinem konischen Ende zwischen den Führungswalzen c, C₁ und ist weiter oben in dem wassergekühlten Stopfbüchsenlager d geführt. Die Riemscheibe e dient zum Antrieb der Kohlenwalze a. Der Kasten f dient zur Aufnahme und Lagerung. der konischen Walzen C₁ C₁. Durch das Rohr g wird das Rohmaterial zugeführt (flüssiges Pech, Teer und ähnliches). Dieses fließt auf die Walze C₁ und an der Berührungslinie zwischen Kohlenende und Walze herunter, wie angedeutet. Der Überschuß an Rohmaterial fließt durch Rohr /1 ab und wird mittels Pumpe dem Rohr g wieder zugeführt. Die untere Walze c taucht tief in die Flüssigkeit ein und der Flüssigkeitsspiegel wird durch geeignete Mittel in der gleichen gezeichneten Höhe gehalten. Der feuerfeste zylindrische Mantel i läßt einen Ringraum um die Kohle α frei und die feuerfeste Wand I₁ trennt den Ringraum von dem Raum des Kastens / ab. k ist ein zweiter feuerfester Mantel. In dem von diesem gebildeten Ringraum wirken Gasflammen, weiche durch die Gasbrenner I genährt werden. Der Stopfbüchserioberteil m dient gleichzeitig zur Führung der Riemscheibe e, deren dünne ringförmige Nabe in einer Nute des Stopfbüchsenoberteiles m liegt. Die Druckrollen η sind an der Riemscheibe befestigt und we'rden durch nicht sichtbare Federn gegen die Kohlenwalze α gepreßt. Die Walze α wird hierdurch mitgenommen und in Drehung versetzt, doch kann sie sich dabei in ihrer Längsrichtung verschieben, wobei die Rollen sich drehen. Die Kohlenelektroden 0 bilden elektrische Lichtbogen zwischen sich und der Kohlenwalze a. Durch das Rohr p ziehen die Verbrennungsgase der Flammen ab. q ist ein elektrischer Heizwiderstand, dem der

Strom von außen zugeführt wird. Der innere Pol des Widerstandes ist verdickt und dient als Schleifkontakt. Die Verdickung schleift an der Innenwand des Kanales b. Das Rohr r besteht aus einer hochschnielzenden Stahllegierung. Es dient zur Führung der Kohlenwalze α und zur Bildung und Freihaltung des Kanales b.

Der Bildungsvorgang des Kohlekörpers a ίο geschieht auf folgende Weise: Zuerst wird eine Kohlenwalze eingebaut, welche nach dem gewöhnlichen Verfahren erzeugt ist. ■ Nach Inbetriebsetzung pflanzt sich die Hitze der Gasflammen und Lichtbogen nach dem konisehen Ende der Walze fort durch Leitung. Das auf dieses Ende in dünner Schicht aufgewalzte Pech verkokt dabei und läßt eine dünne Kohleschicht zurück. Die entwickelten Gase und Dämpfe entweichen durch den Stutzen .? und werden als öle und permanente Gase in anderen Apparaten wieder gewonnen. Die Koksschicht auf dem Konus der Walze a wird bei jeder Umdrehung von neuem mit Pech bedeckt, und es legt sich Schicht auf Schicht an, wobei der Konus wächst. Die Druckwalzen c, C₁ sorgen für Einhaltung eines konstanten Winkels. In dem Maße wie der Konus wächst, drücken die Walzen c, C₁ den Kohlezylinder nach rechts fort durch Keilwirkung, wobei früher benetzte Oberflächenteile später nicht mehr benetzt werden und langsam in den Heizraum rücken. Es bildet sich mithin ein Stab von gleicher Dicke. An den Walzen c, C₁ setzt sich kein Koks ab, weil sie nicht geheizt werden, sondern durch das Pech eine gewisse Abkühlung erleiden. Wenn nötig, können die Walzen von innen mit Wasser gekühlt werden. Die auf hohe Glut erhitzte Wand i wirkt durch Strahlung auf die.Walze α und bringt a auf eine Temperatur \^ron etwa 1300⁰. Da aber die Qualität der Elektroden sich \ erbessert, je höher sie erhitzt werden, so ist noch eine elektrische Zusatzheizung vorgesehen, wie beschrieben. Hierdurch kann eine Temperatur von etwa 2QOO^: erreicht" werden. Selbstverständlich würde die elektrische Heizung auch allein genügen, doch mit Rücksicht auf die Ersparnis der teueren elektrischen Wärme wird man beide Heizmittel gleichzeitig anwenden. Die Wärmeübertragung vom Heizraum zur Oberfläche des Konus ist ungleichmäßig, weil die Spitze weiter entfernt ist als die Basis des Kegels. Es ist aber nötig, daß pro Ouadratzentimeter Oberfläche immer die gleiche Wärmemenge austrete, damit die aufgewalzte Koksschicht überall gleich dick und gleich dicht werde. Zum Ausgleich des Unterschiedes ist der stabförmige elektrische Heizwiderstand q eingebaut, dessen richtige Abmessungen in Dicke und Länge durch Ausprobieren festzustellen sind. Ist die Walze a um einige Meter aus dem Apparat herausgewachsen, so kann ein Stück davon abgeschnitten werden und es ist dann eine sogenannte Elektrode fertiggestellt. Das Verfahren hat Ähnlichkeit mit Patent 285665. Es besteht aber der wesentliche Lhiterschied, daß die Ablagerungsstelle nicht unmittelbar " mit Lichtbogen beheizt wird und auch kein Ruß dabei erzeugt wird. Die Stelle, bei welcher das Stück abgeschnitten wird, ist mit t bezeichnet. Zur Ausübung des Verfahrens ist es nicht unbedingt nötig, daß die Walze a am Ende konisch ist. Es genügt auch eine ebene, kreisförmige Stirnfläche mit entsprechender Stellung der beiden Walzen c, C₁. Die konische Fläche ist jedoch größer als eine ebene Stirnfläche (im gezeichneten Falle mehr als dreimal so groß). Hierdurch wird der Prozeß beschleunigt. In Fig. 2 ist der Querschnitt durch die beiden Heizräume sichtbar. Im Hintergrunde sind die drei Gasbrenner I zu sehen. Das wassergekühlte Stopfbüchsenlager d in Fig. 1 sorgt dafür, daß die Kohlenwalze α fast kalt aus dem Ofen herauswächst. , Je größer der Kanal b bzw. das Rohr /· gewählt wird, desto mehr nähert sich die Kohlenwalze einem Kohlerohr. Der Wider- go si and q kann entbehrlich gemacht werden. Läßt man ihn fort und blaßt durch den Kanal b sauer stof frei es Gas in der angegebenen Pfeilrichtung, so erhitzt sich dieses an der glühenden Kanalwand und überträgt die Wärme nach der Spitze des Konus. Besteht dieses Gas aus Kohlenwasserstoffen, so werden diese in der Zone größter Erhitzung Kohlenstoff abspalten. Dieser Kohlenstoff wird sich an die glühende Innenwand absetzen als harte Schicht und so den Kanal b verengen. Man gewinnt hierbei, wenn gewünscht, noch etwas mehr Kohlequerschnitt. Die am Rohr r austretenden noch heißen Gase können durch das punktiert angedeutete Rohr il· zurückgeführt und auf den Konus der Walze α geblasen werden, um hierdurch die Verkokung· zu unterstützen. Man kann aber auch in einem besonderen Apparat Gase erhitzen und sie auf, den Konus leiten. Die Lage des Rohres u hat man sich senkrecht zur Zeichenebene vorzustellen.

Als Rohmaterial für diesen Prozeß können nicht nur Teer und Pech usw., sondern auch teerfreie KohlenwasserstofTdämpfe und -gase angewandt werden, indem man diese in den Kasten / einleitet. Sie werden sich an dem heißen Konus spalten in Kohlenstoff und Wasserstoff, wobei der Kohlenstoff sich an dem Konus absetzt,

Bei Anwendung eines flüssigen Rohmaterials kann man an Stelle der Wal-

zen c, C₁ auch Streichvorrichtungen benutzen mit denen die Flüssigkeit aufgestrichen wird.

Claims (8)

1. Pate nt-Ansprüche:

   r. Verfahren zur Erzeugung von Kohleriitofrzylindern von beliebiger Länge aus Pech, Teer, Ölen, Kohlenwasserstofrdämpfen und -gasen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff des Rohmaterials an dem durch Wänneleitung erhitzten Ende eines Kohlenstoffzylinders abgelagert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohiezylinder in Umdrehung versetzt und das Rohmaterial hierbei in dünnen Schichten am Ende des Zylinders aufge\valzt oder aufgestrichen wird¹.
3. 3. Einrichtung zur Ausübung des Yerfahrens nach Anspruch 1, dadurch gedurch gekennzeichnet, daß der Kohiezylinder im Erhitzungsbereich mit einem feuerfesten Mantel ' (i) umgeben ist, welcher von außen mit Flammen beheizt wird.
4. 4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Heizung mittels elektrischer Lichtbogen an der Zone größter Erhitzung angebracht ist.
5. 5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Rohrstück (r) als Achse der Kohlenspitze und einem im Mittelkanal, (b) und Rohrstück (r) angebrachten elektrischen Heizwiderstand, wobei der Mittelkanal durch das Rohrstück fortlaufend erzeugt wird.
6. 6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend in "einer- feuerfesten Wand (I₁) zwischen den Heizräumen und dem Kohlenbildüngsraume.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Mittelkanal (/?) sauerstofffreie Gase nach dem Ende, an welchem die Kohlenablagerung stattfindet, geblasen werden.
8. 8. Verfahren zur zusätzlichen Erhitzung des Kohlenendes, dadurch gekennzeichnet, daß vorerhitzte Gase auf die Oberfläche des Kohlenendes geblasen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.