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Verfahren zum Herstellen von kleinen Kohlungsblöcken für Eisen- und
Stahlbäder Für Eisen- und Stahlbäder verwendet man Kohlungsmittel in, Form von Blöcken,
die dadurch hergestellt werden, daß entgaste Kohle oder Koks ,oder Gemische dieser
Stoffe -gegebenenfalls unter Zusatz von eisernen Beschwerungsstoffen - mit Bindemitteln
verpreßt und dann in einem Ofen verkokt, d. h, entgast werden. Für das Entgasen
solcher Preßlinge hat man gelegentlich einzelne nicht ausgenutzte Ofenkammern der
für die Herstellung von Elektroden bestimmten Ringöfen herangezogen, und zwar insbesondere,
soweit es sich um Blöcke kleiner Abmessungen (z. B. 50 kg Gewicht) handelte.
Die Preßlinge wurden hierbei ähnlich wie kleine Elektroden in größerer Anzahl unter
Einbettung in fein zerkleinerten Brennstoff (Koksgrus) in in der Ofenkammer untergebrachten
geschlossenen, mit einer Abzugsöffnung versehenen gemauerten Muffeln oder Kassetten.
angeordnet, während große Elektroden einzeln für sich in entsprechenden Kassetten
von oben her nach Abnahme des Ofendeckels eingesetzt wurden, wobei ein zwischen
dem Block und der Kassettenwandung verbleibender Spalt ebenfalls mit Koksgrus o.
dgl. ausgefüllt wurde, um eine unmittelbare Berührung zwischen Block Und Kassettenwandung
zu vermeiden.
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In ähnlicher Weise werden bei Verwendung eines Tunnel- oder Kanalofens
einzelne oder zu mehreren säulenartig aufgeschichtete E1ektrodenpreßlinge in rechteckigen
oder zylindrischen Retorten aus Schamotte oder in starkwandigen Eisenretorten untergebracht,
die ihrerseits auf einem Wagen durch den Tunnelofen hindurchgefahren werden. Diese
Retorten besitzen .einen oberen und unteren Abschluß 'und können mit besonderen
Vorrichtungen für die Absaugrung der aus den Preßlingen austretenden Gase versehen.
sein.
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Bei den bekannten, grundsätzlich für die Elektrodenherstellung bestimmten
Öfen handelt es sich um teure Sonderbauarten mit indirekter Gas- oder elektrischer
Beheizung, die aus wirtschaftlichen Gründen für die Massenherstellung so billiger
Erzeugnisse wie Kohlungsblöcke nicht in Frage kommen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, kleine Kohlungsblöcke
von fester und rißfreier Beschaffenheit in einfachen und für die Massenherstellung
dieser billigen Produkte geeigneten Ofen, insbesondere Kammeröfen, herzustellen.
Die Erfindung benutzt ebenfalls den, Gedanken, die Preßlinge in größerer Zahl unter
Einbettung in Brennstoff in besondere Behälter einzubringen, die in die Ofenkammer
eingesetzt werden.. Neu ist, daß die Blöcke in Lagen unter Einbettung in Anthrazitfeinköhle
in kleine und von Hand leicht zu befördernde, oben und unten offene Behälter aus
dünnem Blech von vorzugsweise
zylindrischer Grundform eingebracht
werden, welche ihrerseits in größerer Anzahl unter Einhaltung von Abständen senkrecht
auf die Sohle eines mit unmittelbarer Seitenfetlerurft' ausgerüsteten Ofens derart
aufgestellt wer-. den, daß oberhalb der Behälter genügend',, freier Raum zur Befeuerung
von oben vef. bleibt. Die von der Erfindung benutzten Behälter können beispielsweise
eine Höhe von 1,5 m, einen Durchmesser von i m und eine Wandstärke von 3111m besitzen.
Derartige Behälter können leicht von Hand befördert werden. Das Verfahren nach der
Erfindung kann in Ofen einfachster Bauart durchgeführt werden, z. B. kann man stillliegende
Ziegeleiöfen lediglich durch Einbau von entsprechenden Wänden und von Seitenfeuerungen
(entweder in den hopf- oder I_:ingstvändeii) nutzbar machen. Das Verfahren nach
der Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß der Verkokungsvorgang in sehr kurzer
Zeit und ohne die Anwendung übermäßig hoher Temperaturen durchgeführt werden kann.
So dauert die Entgasung von 3oo bis ,ioo Blöcken zu je 5o kg, d. h. entsprechend
einem Gesamtgewicht von 15 ooo bis 2o ooo kg, nur etwa 2.i Stunden, während bei
den vorbekannteti Verfahren 12 bis i4 Tage benötigt wurden.
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Die hohe Festigkeit und Rißfreiheit der gemäß dein Verfahren nach
der Erfindung hergestellten Blöcke erklären sich dadurch, daß infolge der möglichst
schnellen Temperatursteigerung unter Vermeidung einer Destillation des Peches bzw.
einer Schwelung eine schnelle Krackung und dadurch eine verstärkte Graphitanlagerung
in den Blöcken stattfindet. Diese Graphitisierung der Blöcke wird noch dadurch verstärkt,
daß infolge der schnellen Temperatursteigerung eine große Menge von Kohlenoxyd entsteht,
welches anschließend unter Bildung von Kohlensäure und Kohlenstoff zerfällt, wobei
der letztere sich auf dein bei der Krackung gebildeten Graphit ebenfalls in Form
von Graphit anlagert.
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Bei den vorbekannten Verfahren, die sämtlich mit allmählicher Vorwärmung
der Preßlinge arbeiten, tritt dieser Vorgang nicht ein; vielmehr kann hierbei eine
Graphitisierung, d. h. die Erzeugung fester und rißfreier Blöcke nur dann Herbeigeführt
werden, wenn man die Preßlinge lange Zeit höheren Temperaturen aussetzt, und zwar
entweder während des Verkokungsvorganges selbst oder in einem besonderen, sich an
diesen anschließenden Graphitisierungsprozeß.
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Die wirtschaftliche Durchführung der schnellen Verkokung bei dem Verfahren
nach der Erfindung erfordert das Zusammenwirken der verschiedenen angegebenen Merkmale.
So ermöglicht die erfindungsgemäß gewählte unmittelbare Belieiztmg eine sehr schnelle
Temperatursteigerung, die weiterhin daduzch
| pterstützt wird, daß zwischen den Blech- |
| ültern eine entsprechende Anzahl Kanäle |
| r bleibt, die eine gewisse Aufteilung der |
| @et1n2ase und Flammen und eine tute Um- |
spülung der Behälter selbst bewirken, so daß sich der von der Feuerung aus eingeleitete
Entgasungsvorgang sehr schnell Tiber die einzelnen Behälter fortpflanzen kann.
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Im Rahmen der Erfindung hat die Verwendung dünnwandiger Blechbehälter
die Bedeutung, daß die an sich mit jeder Sonderumhüllung verbundene Bremsung des
Wärmedurchgangs im Hinblick auf die angestrebte Krackung auf ein Mindestmaß beschränkt
wird. Im gleichen Sinne wirkt sich die Verwendung von Anthrazitkohle als Einbettungsstoff
an Stelle des üblichen Koksgruses aus, weil Anthrazit eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit
besitzt. An sich ist es bei anderen Verfahren und Vorrichtungen bekannt, Antlirazitkohle
für die Einbettung von Elektroden in Behälter zu verwenden. Der Vorteil der Erfindung
kann aber bei den bekannten Verfahren ebensowenig durch die Verwendung von Anthrazit
erreicht werden wie durch die Unterbringung der Preßlinge in Tiegeln, Kassetten,
Muffeln oder Retorten, weil hier eine Graphitisierung auf dem von der Erfindung
ermöglichten Weg, d. h. durch schnelle Verkokung weder angestrebt noch erreichbar
ist. Bei den bekannten Verfahren hat man im übrigen die Sonderumhüllungen starkwandig,
und zwar meist aus Schamotte hergestellt. Soweit eiserne Sonderumhüllungen benutzt
wurden, handelt es sich um solche, die in erster Linie dem Zweck dienen sollten,
große Elektrodenpreßlinge vor Verformungen zu schützen.
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In Verbindung mit der erfindungsgemäß vorgesehenen unmittelbaren Befeuerung
hat der während des Verkokungsvorganges aus dem Anthrazit austretende Kohlenwasserstoff
noch die Bedeutung, daß hierdurch eine Karburierung der Ofengase und damit eine
Verbesserung der Wärmeübertragung hervorgerufen wird.
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Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nach der Erfindung ist auch
der Umstand von Bedeutung, daß gerade durch das Zusammenwirken der verschiedenen
Merkmale eine derartige Verkürzung des Verkokungsvorganges unter gleichzeitiger
Vermeidung übermäßig hoher Temperaturen erreicht wird, daß wiederum die Beanspruchungen
der dünnwandigen Behälter in zulässigen Grenzen gehalten werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung wäre unter Zugrundelegung großer
Behälter deswegen
nicht durchführbar, weil einerseits wegen der
Beeinträchtigung der Aufteilung der Strömung der Brenngase und andererseits wegen.
der dann doch eintretenden stärkeren Hemmung des Wärmedurchgangs die gesamte Zeit
der Entgasung wesentlich verlängert werden müßte, um eine Entgasung der im mittleren
Teil der-Behälter befindlichen Preßlinge zu erreichen. Dann würde aber wiederum
die schnelle Krackung und die dadurch bedingte Graphitisierung reicht eintreten.
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Der oberhalb der Behälter befindliche freie Raum dient dem Zweck,
durch einen wirksamen Angriff der Feuerung von oben her die Entgasung .einzuleiten,
wobei dann die obere Btennstöffabdeckiing der in den Behältern befindlichen Blöcke
sich zunächst entziindet und eine ,glühende, de Blöcke vor Verbrennung schützende
Aschenschicht bildet, gleichzeitig aber auch eine Entzündung der aus den Blöcken
ausgetriebenen flüchtigen Bestandteile bewirkt, welche somit für die B:eheizung
ausgenutzt werden. Das Austreten der frei werdenden Gäse aus den Behältern wird
dadurch erleichtert, daß sie auch an der Unterseite offen sind. Im allgemeinen werden
zum Austreten der Gase an der Unterseite der Behälter die natürlichen Unebenheiten
der - Kammersohle genügen, gegebenenfalls kann man aber zur Förderung des Gasdruchtritts
hier noch besondere öffnungen am untern Umfang der Behälter vorsehen.
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Die von - der Erfindung benutzten kleinen Behälter sind leicht durch
Fortrollen zu befördern und können bei Durchführung des Verfahrens - in entsprechend
abgeänderten Ziegeleiöfen - durch die hier vorhandenen seitlichen Einkarrtüreneingebracht
werden. Das Entleeren der Behälter nach beendigtem Verkokungsvorgang geschieht dadurch,
daß die Behälter schräg angehoben werden, so daß der Inhalt nach unten herausrutscht.
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Es ist an sich bereits vorgeschlagen, de Verkokung von Elektroden
schnell (in einigen Stunden)-durchzuführen. Bei diesem bekannten Vorschlag handelt
es sich aber lediglich um einen kleinen Versuchsof-en, der für die massenweise Herstellung
von Kohlungsblöcken nicht geeignet ist, zumal er vor Einbringung der Preßlinge auf
hohe Temperaturen vorgewärmt werden soll. Im Gegensatz zu dem Verfahren nach der
Erfindung wird bei diesem vorbekannten Verfahren mit besonders hohen Temperaturen
gearbeitet, derart, daß die Erbgase des Ofens noch zum Glühen der Rohstoffe (Schüttgut)
für die Herstellung der Preßlinge herangezogen werden können. Die Merkmale der Erfindung
sind bei diesem bekannten Verfahren nicht vorhanden. Es ist weiterhin bekannt, mit
Kohle (Schüttgut) gefüllte, unten und oberoffene Stahlrohre in die Kammern eines
gewöhnlichen Koksofens einzubringen, um diesen Ofen für das Schwelen von Steinkohle
auszunutzen. Abgesehen davon, daß die übrigen Merkmale der Erfindung bei diesem
Verfahren nicht benutzt werden, ist auch die Aufgabe eine andere, indem die Stahlrohre
deswegen eingeschaltet werden, um im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der Hochroempexaturverkokung
eine Berührung der zu schwelenden Kohle mit den Heizwänden zu verhindern; vielmehr
wird auf diese Weise bewuß.t zur Hemmung des Wärmedurchganges ein Luftzwischenraum
zwischen Heizwänden und der zu schwelenden Kohle hergestellt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel" der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt -einen. Querschnitt durch einen für die Zwecke der Erfindung
benutzten, an sich bekannten Ziegeleiringofen.
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Abb. 2 ist ein Längsschnitt. Abb.3 ist ein Grundriß.
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Abb.4 zeigt im Aufriß einen Behälter mit eingelegten Preßlingen.
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Abb. 5 ist ein Grundriß zu Abb. 4.
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Der Ringofen ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Wände
i in vier Kammern unterteilt, die -durch Feuerungen 2 von der Kopfseite her beheizt
werden. In diesen Kammern werden dann die in Abb.4 und 5 dargestellten, vergleichsweise
kleinen zylindrischen Behälter 3 in Abständen, d.h. unter Belassumg von Luftzwischenräumen,
aufgestellt.
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Die Behälter 3 sollen aus Eisenblech von geringer Wandstärke bestehen
und- sind an der Ober- und Unterseite offen. Die Preß-Iinge werden in die Behälter
in zwei oder mehreren Reiben übereinander unter Einbettung in Anthrazitfeinkohleeingelagert.
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Die Feuerungsgase umspülen die Behälter 3 allseitig und streichen
im übrigen über de Oberfläche durch den freien Raum 5 der Kammer in der Längsrichtung
derselben durch die öffnung 6 in dem Kanal 7; der über den Sammelkanal 8 mit dem
Kamin 9 in Verbindung steht. An diesen Sammelkana18 sind de anderen Kammern des
Ofens durch entsprechende Verbindungen angeschlossen. Selbstverständlich können
die Abgase, falls eine oder mehrere anderer Kammern des Ofens in Betrieb sind, auch
zunächst durch diese weiteren Kammern hindurchgeleitet werden, ehe sie dem Schornstein
zugeführt . werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, Zlaß die Feuerungen
2 nur' zu Beginn der Entgasung stark betrieben werden brauchen. Sobald die gewünschte
Temperatur erreicht ist, -können die Feuerungen stark gedrosselt
werden,
da dann die aus den Preßlingen und der Anthrazitkohle austretenden und verbrennenden
Bestandteile die für die weitere Durchführung der Entgasung erforderliche Wärme
liefern.