DE3840827A1 - Elektrothermischer reduktionsofen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrothermischen Reduktionsofen zur Herstellung von gelbem Phosphor aus einer aus Rohphosphat, Kies und Koks zusammengesetzten Möllermischung, welcher aus einem mit einer armierten Be­ tondecke verschlossenen Ofengefäß besteht, wobei die Beton­ decke von mehreren Möllerbeschickungsrohren und von mehre­ ren SÖDERBERG-Elektroden durchdrungen ist und wobei die Elektroden im Bereich ihrer Durchdringung der Betondecke von Stromzuführungsplatten aufweisenden Tieffassungen um­ griffen sind.

Es ist ein Phosphor-Ofen bekannt, welcher aus einem mit einer Ofendecke verschlossenen Ofengefäß besteht. Dabei weist das Ofengefäß in seinem unteren Bereich mindestens einen Schlackenabstich und mindestens einen Ferrophosphor­ abstich auf. Der Boden und der untere Mantelteil des Ofen­ gefäßes sind mit Kohlesteinen ausgekleidet, während der obere Bereich der Innenwandung des Ofengefäßes mit Schamot­ temauerwerk versehen ist. Die Ofendecke ist von mehreren Beschickungsrohren und von drei SÖDERBERG-Elektroden durchdrungen, welche im Durchdringungsbereich von je einer Tieffassung umgriffen sind (vergl. "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", Band 18, 4. Auflage, 1979, Seiten 291 und 292).

Nachteilig ist bei dem bekannten Phosphor-Ofen, daß die in die Elektroden eingefüllte und zur Herabsetzung ihrer Vis­ kosität verdampfbare Anteile, beispielsweise Anthracenöl, enthaltende SÖDERBERG-Masse bei Verwendung von Hohlelektro­ den ein "Schrumpfungsphänomen" zeigt, welches über die nor­ male Volumenkontraktion hinausgeht, die sich durch den Brennprozeß, d.h. den Übergang von der SÖDERBERG-Masse zur fertigen Kohleelektrode ergibt. Der Stand der Elektroden­ masse im Eisenblechmantel kann sich im Laufe eines Tages um eine Länge absenken, welche dem normalen Abbrand von mehre­ ren Tagen entspricht. Offensichtlich bleibt noch nicht aus­ reichend verfestigte Elektrodenmasse unter dem Druck der auf ihr lastenden weiteren Elektrodenmasse im unteren Be­ reich des Eisenblechmantels fließfähig und gelangt in den Reduktionsofen. Damit wird das übliche Nachführen von Elek­ trodenmasse zur Kompensation des Elektrodenabbrandes durch Versetzen einer bestimmten Elektrodenmantellänge je Zeit­ einheit durch das zusätzliche, unkontrollierte Austreten von Elektrodenmasse in den Reduktionsofen überlagert. Die auf diese Weise in den Reduktionsofen gelangende Elektro­ denmasse wird zunächst als kohlenstoffhaltiges Material mit der Möllermischung ohne erkennbare nachteilige Auswirkungen auf den Ofengang verbraucht. Da aber die Bildung der Kohle­ elektrode durch Brennen von SÖDERBERG-Masse nicht mehr kon­ trolliert abläuft, besteht die Gefahr eines massiven Aus­ bruches von Elektrodenmasse in den Reduktionsofen und eines sog. nassen Elektrodenbruches mit unabsehbaren Folgen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrothermischen Reduktionsofen zur Herstellung von gel­ bem Phosphor mit einem mit einer armierten Betondecke ver­ schlossenen Ofengefäß, wobei die Betondecke von mehreren SÖDERBERG-Elektroden durchdrungen ist, anzugeben, bei wel­ chem das Auslaufen von Elektrodenmasse aus dem Eisenblech­ mantel unter dem Druck auflastender weiterer Elektrodenmas­ se verhindert wird. Das wird erfindungsgemäß dadurch er­ reicht, daß die Elektroden Hohlelektroden sind, bei denen mittig im Eisenblechmantel ein Zentralrohr angeordnet ist; daß auf dem Zentralrohr Blechscheiben mit Abstand vonein­ ander aufgezogen sind; und daß das Zentralrohr mit über den Umfang verteilten Distanzstäben im Eisenblechmantel zen­ triert ist.

Der elektrothermische Reduktionsofen gemäß der Erfindung kann auch noch dadurch weitergebildet sein, daß

• a) die Distanzstäbe mit dem Eisenblechmantel und dem Zen­ tralrohr kraftschlüssig verbunden, insbesondere ver­ schweißt sind;
• b) die lichten Durchmesser des Eisenblechmantels. und des Zentralrohres sich wie (10 bis 15) : 1 verhalten;
• c) sich der Außendurchmesser der Blechscheiben zum lichten Durchmesser des Zentralrohres wie (1,5 bis 2,5) : 1 verhält.

Beim erfindungsgemäßen elektrothermischen Reduktionsofen dienen die auf das Zentralrohr aufgeschobenen Blechschei­ ben, die beispielsweise bei einem Eisenblechmantel mit einem Durchmesser von 135 cm einen Abstand voneinander von 50 cm aufweisen, als Schikanen gegenüber der gleitenden Elektrodenmasse.

Beim elektrothermischen Reduktionsofen gemäß der Erfindung fließt durch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Eisen­ blechmantel und Zentralrohr mit Hilfe der Distanzstäbe ein elektrischer Nebenstrom von den Stromzuführungsplatten über den Eisenblechmantel und das Zentralrohr in den Reduktions­ ofen. Die Stromwärme des Nebenstromes stellt sicher, daß das Zentralrohr im Bereich unterhalb der Stromzuführungs­ platten auch dann eine Temperatur von mehr als 800°C auf­ weist, wenn das Zentralrohr voll mit der mit Hilfe eines Spülgases eingebrachten kalten feinkörnigen Möllermischung beaufschlagt ist. Durch die hohe Temperatur des Zentralroh­ res wird verhindert, daß sich an dessen äußerer Wandung aus dem in der SÖDERBERG-Masse enthaltenen Pech ausgedampfte, gleitungsfördernde Anteile, beispielsweise Anthracenöl, kondensieren.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch und im Schnitt dargestellt.

Ein elektrothermischer Reduktionsofen besteht aus einem eisernen Ofengefäß 1, dessen Bodenbereich und dessen unte­ rer Mantelteil mit Kohlesteinen 2 ausgekleidet sind, wäh­ rend die Innenwandung seines übrigen Mantelbereiches mit Schamottemauerwerk 3 versehen ist. Das Ofengefäß 1 weist in seinem unteren Bereich einen Schlackenabstich 4 und einen Ferrophosphorabstich 5 auf. Das Ofengefäß 1 ist an seiner Oberseite mit einer armierten Betondecke 6 verschlossen, welche von mehreren, mit nicht dargestellten Möllerbunkern verbundenen Beschickungsrohren 7 sowie von drei SÖDERBERG- Elektroden 8 durchdrungen ist. Die Elektroden 8 sind im Be­ reich ihrer Durchdringung der Betondecke 6 von einer Tief­ fassung 9 umgriffen, in welcher sich mit nicht dargestell­ ten Transformatoren elektrisch leitend verbundene Stromzu­ führungsplatten 10 befinden. Die Elektroden 8 sind Hohl­ elektroden, bei welchen mittig im Eisenblechmantel 11 ein Zentralrohr 12 angeordnet ist. Der Eisenblechmantel 11 ist mit den Stromzuführungsplatten 10 reibschlüssig verbunden. Auf dem Zentralrohr 12 sind Blechscheiben 13 mit Abstand voneinander aufgezogen, während seine Zentrierung durch über den Umfang verteilte Distanzstäbe 14 erfolgt, welche mit dem Eisenblechmantel 11 und dem Zentralrohr 12 ver­ schweißt sind.

Nach dem Einschalten des elektrothermischen Reduktionsofens fließt ein elektrischer Nebenstrom von den Stromzuführungs­ platten 10 über den Eisenblechmantel 11 und die Distanzstä­ be 14 zum Zentralrohr 12 und damit in den elektrothermi­ schen Reduktionsofen. Durch diesen elektrischen Nebenstrom wird verhindert, daß das Zentralrohr 12, durch welches in kaltem Spülgas suspendierte, kalte, feinkörnige Möllermi­ schung geblasen wird, unter 800°C abkühlt.

Claims (4)

1. Elektrothermischer Reduktionsofen zur Herstellung von gelbem Phosphor aus einer aus Rohphosphat, Kies und Koks zusammengesetzten Möllermischung, bestehend aus einem mit einer armierten Betondecke verschlossenen Ofengefäß, wobei die Betondecke von mehreren Möllerbeschickungs­ rohren und von mehreren SÖDERBERG-Elektroden durch­ drungen ist und wobei die Elektroden im Bereich ihrer Durchdringung der Betondecke von Stromzuführungsplatten aufweisenden Tieffassungen umgriffen sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elektroden (8) Hohlelektroden sind, bei denen mittig im Eisenblechmantel (11) ein Zen­ tralrohr (12) angeordnet ist; daß auf dem Zentralrohr (12) Blechscheiben (13) mit Abstand voneinander aufgezo­ gen sind; und daß das Zentralrohr (12) mit über den Um­ fang verteilten Distanzstäben (14) im Eisenblechmantel (11) zentriert ist.

2. Elektrothermischer Reduktionsofen nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Distanzstäbe (14) mit dem Eisenblechmantel (11) und dem Zentralrohr (12) kraft­ schlüssig verbunden, insbesondere verschweißt sind.

3. Elektrothermischer Reduktionsofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Durchmesser des Eisenblechmantels (11) und des Zentralrohres (12) sich wie (10 bis 15) : 1 verhalten.

4. Elektrothermischer Reduktionsofen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Außendurchmesser der Blechscheiben (13) zum lichten Durchmesser des Zentralrohres (12) wie (1,5 bis 2,5) : 1 verhält.