FI72114C - Foerfarande foer kontinuerlig grafitering av laong kolhaltiga produkter och ugn foer genomfoerande av foerfarandet. - Google Patents

Description

721 1 4

Pitkien hiilipitoisten tuotteiden jatkuva grafitointimenetelmä sekä uuni menetelmän toteuttamiseksi

Keksintö kohdistuu pitkien, hiilipitoisten tuotteiden grafi-tointimenetelmään elektrodien, vedettyjen tankojen, poikkileikkaukseltaan pyöreiden tai muun kaltaisten putkien, tai minkä muun tahansa pitkän grafiittituotteen saamiseksi.

Keksintö kohdistuu myös uuniin keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

Sangen lukuisia menetelmiä on ehdotettu suurten kappaleiden tai rakeiden muodossa olevien hiilipitoisten aineiden jatkuvan grafitoimisen toteuttamiseksi. Näillä menetelmillä ei yleensä olla saatu tyydyttäviä tuloksia, mikä johtuu vaikeudesta löytää sellaisia tulenkestäviä materiaaleja, joita pitkin hiili-pitoisia tuotteita, joiden lämpötila on lähes 3000°C, voitaisiin kuljettaa ja mikä johtuu myös vaikeudesta lämmittää tuotteet 3000°C lämpötilaan saakka.

Patentissa DE.PS 2 311 467 kuvataan sellaista menetelmää, jonka avulla sylinterimäisiä hiilipitoisia tuotteita voidaan grafitoida jatkuvasti pyörittämällä niitä vaakasuorassa uunin sisäpuolella.

Seuraavien kuvioiden perusteella tämän tunnetun menetelmän sekä keksinnön kohteena olevan menetelmän ja uunin tunnusomaisia piirteitä on helpompi ymmärtää:

Kuvio 1: tunnetun tyyppisen jatkuvan pystyakselisen grafitoit-tamisuunin sivukuva sekä halkileikkauskuva.

Kuvio 2: keksinnön mukaisen jatkuvan grafitoittamisuunin kaavamainen sivukuva.

Kuvio 3: kuvion 2 uunin suurennettu poikkileikkauskuva viivaa A-A pitkin.

Kuvio 4: kuvion 2 uunin suurennettu poikkileikkauskuva viivaa B-B pitkin.

2 7211 4

Kuvio 5: kuvion 2 uunin suurennettu poikkileikkauskuva viivaa C-C pitkin.

Kuvio 6: kuvion 2 uunin sisäänmenovyöhykkeen suurennetut sivuja halkileikkauskuvat purkaantumisakselia pitkin.

Kuvio 7: kuvion 6 esittämän sisäänmenovyöhykkeen viivan D-D mukainen halkileikkauskuva.

Kuvio 8: kuvion 2 uunin ulostulovyöhykkeen sivu- ja poikki-leikkauskuva purkaantumisakselia pitkin.

Seuraavassa patentin DE.PS 2 311 467 mukaisessa menetelmässä, kuten kuvio 1 osoittaa, hiilipitoiset, grafitoitavat tuotteet 1, jotka kuvion tapauksessa ovat poikkileikkaukseltaan pyöreitä tankoja ja jotka on asetettu toinen toisensa perään pystysuoraan, menevät uuniin (2) sisäänmenoaukon kautta, jonka muodostaa ohjaava putki (3) ja grafiittinen rengasmuhvi (4), joka on kytketty jonkin virtalähteen napaan. Tämän muhvin sisähalkaisija on sellainen, että muhvin ja hiilipitoisten tuotteiden pilarin välissä on huomattava säteisvälys. Hiilipitoisten tuotteiden ja muhvin välinen sähkövirran kulku ei tapahdu missään suoraan, vaan koksirakeiden 5 välityksellä, jotka täyttävät uunin sisäosan 2 ja koskettavat toisaalta muhvin ulkoseinää 4 ja toisaalta hiilipitoisten tuotteiden pilaria sillä vyöhykkeellä, joka alkaa muhvin alapuolelta, missä koksin kitkakulma, joka jättää suppilon muotoisen vapaan tilan 6 muhvin alapuolelle, joutuu kosketuksiin hiilipitoisten tuotteiden pilarin kanssa. Tämän pilarin lämpeneminen tapahtuu siis progressiivisesti yhtä aikaa säteilyllä ja lämmön johtumisella koksirakeiden välityksellä. Koksirakeet lämpenevät korkeisiin lämpötiloihin sähkövirran avulla, joka kulkee niiden läpi, ja suppilon muotoisen vapaan tilan 6 alapuolella pilarin läpi kulkeva sähkövirta kuumentaa sitä suoraan.

Samanaikaisesti kun hiilipitoisten tuotteiden pilari laskeutuu uuniin, koksirakeiden patja, joka on tämän pilarin läheisyydessä, seuraa sitä. Koksirakeita syöttyy siis jatkuvasti uunin yläosaan 8, mikä korvaa alaosasta kaapimen 10 ja purkautumis-levyn 9 avulla ulosotetun virran. Tämän levyn alavirran puolella kontaktilevyt 7 takaavat hiilipitoisten tuotteiden il 3 721 1 4 pilarin ja sähkövirran lähteen toisen navan välisen yhteyden uunin ulkopuolella.

Hiilipitoisten tuotteiden sylinterimäisten osien väliset sähkökontaktit, kulloinkin osien päistä, on varmistettu grafi-toidulla pastalla, joka kovettuu lämpötilan kohotessa.

Tämänkaltaiseen uuniin liittyy se harmi, että liikuteltavaa tuotetta on kaksinkertainen määrä: toisaalta hiilipitoisten tuotteiden pilari ja toisaalta täytön koksirakeet. Koksira-keiden liikkeelläpitäminen on välttämätöntä, sillä mikäli ne eivät liikkuisi, ne kuumenisivat liikaa uunin yläosassa, jossa kaikki muhvista 4 peräisin oleva sähkövirta kulkee rakeiden läpi; lisäksi sekä painovoima että kitka vetävät rakeita alaspäin koko hiilipitoisten tuotteiden pilarin pituudella.

On siis tärkeää, että huolimatta uunin 1 vedellä jäähdytettyjen seinämien 11 läheisyydestä erittäin korkeassa lämpötilassa pysyviä rakeita otetaan uunin alaosasta ulos niin tasaisesti kuin mahdollista. Korkean lämpötilan saa aikaan kontakti elektrodipilariin. Samoin elektrodipilari tulee uunista ulos erittäin korkeassa lämpötilassa, mikä johtuu siitä, että kaikki sähkövirta kulkee pilarin läpi kontaktikappaleisiin 7 saakka.

On siis tutkittu mahdollisuuksia toteuttaa sellainen grafitoin-tiuuni, jolla voidaan grafitoida erityisesti poikkileikkaukseltaan pyöreitä tai muun muotoisia, pitkiä esipoltettuja hiilipitoisia tuotteita, joiden lämpöeristyksestä huolehtii levitetty hiilipitoinen aine, jota hiilipitoisten tuotteiden liikkuminen ei vedä mukanaan uunin poikki ja joka pysyisi siis uunin sisällä käytännöllisesti katsoen staattisessa tilassa.

On myös tutkittu mahdollisuutta taata uuniin menevän hiilipi-toisen tuotteen ja virtalähteen välinen sähköinen yhteys antamalla virran kulkea suoraan sen tilan läpi, joka jää virtalähteeseen yhdistetyn virran rengasmaisen syöttölevyn ja hiilipitoisten tuotteiden pilarin väliin, kun kontaktiaine 4 721 1 4 täyttää vähintään osan tästä rengasmaisen kappaleen ja hiili-pitoisten tuotteiden pilarin välisestä tilasta.

Lopuksi on tutkittu mahdollisuutta taata uuniin menevien, pilarin muodostavien hiilipitoisten tuotteiden lämpötilan progressiivinen kohoaminen huoneen lämpötilasta aina grafi-tointilämpötilaan saakka ja samojen tuotteiden progressiivinen jäähdyttäminen grafitoinnin jälkeen ennen ulostuloa uunista.

SE-kuulutusjulkaisussa 308 271 (FR 1459 286) kuvataan jatkuva grafitointiuuni elektrodien valmistamiseksi. Tämän uunin si-säänmenoaukosta syötetään hiilipitoista massaa, joka vuoronperään asetetaan muottiin, poltetaan lämpötilassa, joka voi olla jopa 1300°C, grafitoidaan lämpötilassa, joka voi olla jopa 3000°C ja jäähdytetään n. 300-500°C lämpötilaan. Kitka-jarrulla tai jollakin muulla tavalla kohdistetaan elektrodiin voimakas jarrutusvoima, jonka avulla elektrodia pidetään sen liikkuessa eteenpäin uunissa suuren paineen alaisena, joka 2 paine voi olla jopa 600 kg/cm poikkileikkauspinta-alaa.

Keksinnön kohteena on esikoksattujen, pitkien hiilipitoisten tuotteiden jatkuva grafitointimenetelmä, jossa hiilipitoisten tuotteiden pilari saatetaan kulkemaan uunin sisäpuolella, joka on varustettu uunin sisäpuolen täyttävällä hiukkasmaisen hiilipä toisen aineen muodostamalla vuorauksella, ja jossa hiilipitoisten tuotteiden pilarin kuumennus tapahtuu suoralla Jou-le-vaikutuksella vähintään 2500°C lämpötilaan saakka,jolle menetelmälle on tunnusomaista, että hiilipitoisten tuotteiden pilari on asetettu vaakasuoraan tai miltei vaakasuoraan ja että hiukkasmainen hiilipitoinen aine on kosketuksessa hiilipitoisten tuotteiden pilariin mutta ei seuraa pilaria sen liikkuessa.

li 5 721 1 4 Vähintään yksi sähköinen kontakti on asennettu uunin sisään-menoon tuotepilarin ja virtalähteen toisen navan väliin, ja virtalähteen toinen napa on yhdistetty tuotepilarin grafi-tointivyöhykkeen alavirran puoleiseen päähän uunin sisällä.

Jotta pilarin muodostavien pitkien hiilipitoisten tuotteiden päiden välille taattaisiin hyvä sähköinen kontakti ja jotta pilarista saataisiin hieman jäykempi, koko pilariin aiheutetaan puristusjännitys antamalla sen molempiin päihin vaikuttaa voimia, jotka on saatu aikaan puristavalla laitteella, kuten hydraulisella sylinterillä ja jotka ovat purkautumisak-selin suuntaisia ja toisilleen vastakkaisia ja joiden voimakkuus on suurin piirtein arvojen 0,1 - 1 MPa:n välissä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä tuotteet on edullista lämmittää etukäteen ennen uunin sisäänmenovyöhykkeeseen viemistä.' Tätä tarkoitusta varten tuotepilarin ylävirran puoleiseen päähän, puristuksen aiheuttajan välittömään läheisyyteen, johdetaan sähkövirta, jonka voimakkuus on 10-50 % sen virran 6 721 1 4 voimakkuudesta, joka uunin sisällä kulkee pilarin läpi. Loppuosa virrasta johdetaan pilariin korkeammalla ylävirrassa, aivan uunin sisääntulovyöhykkeessä, vyöhykkeessä, jossa pilarin lämpötila on jo ylittänyt noin 500°C.

Kun käytettävissä on vain yksi syöttövirran lähde, niin yksi sen navoista on kytketty tuotepilarin kanssa rinnan pilarin ylävirran puoleiseen päähän ja alempana alavirrassa uunin sisäänmenovyöhykkeessä, kun taas toinen virtalähteen napa on yhdistetty pilariin itse uunin sisäpuolella.

Samoin on mahdollista käyttää kahta itsenäistä virran lähdettä. Ensimmäinen näistä on esilämmityksen virtalähde, jonka toinen napa on yhdistetty tuotepilarin ylävirran puoleiseen päähän ja toinen napa on yhdistetty tuotepilariin uunin sisäänmenovyöhykkeessä .

Toinen on tarkemmin sanottuna grafitoinnin virtalähde, jonka toinen napa on yhdistetty tuotepilariin uunin sisäänmenovyöhykkeessä, kuten esilämmityksen virtalähteen toinen napa, ja toinen napa on yhdistetty samaan pilariin uunin sisällä, gra-fitointivyöhykkeen alavirran puoleiseen päähän. Riippuen mahdollisuuksista, joko vaihtovirtaa tai tasavirtaa voidaan käyttää.

Pilarin yhdistäminen sähköisesti grafitoinnin virtalähteen toiseen napaan tapahtuu sopivimmin, keksinnön mukaisesti, gra-fitointivyöhykkeen alavirran päässä uunin sisään menevällä, yhdistävällä sähköjohdolla, kun uunin akseli on tuotepilarin kulkusuunnan akselin suhteen selvästi poikittainen. Sähköjohdon vähintään toinen pää, joka on irrotettu hiilipitoisten tuotteiden pilarista, yhdistetään uunin ulkopuolella virtalähteen toiseen napaan, kun yhdistävän sähköjohdon toinen pää tai jokin muu osa on suorasti tai epäsuorasti hiilipitoisten tuotteiden pilarin kanssa kosketuksissa uunin sisällä. Liikkuvan hiilipitoisten tuotteiden pilarin ja yhdistävän sähköjohdon välinen kosketus taataan mieluiten levitetyn hiilipi- li 721 1 4 7 toisen aineen kerroksella, kuten grafiittirakeilla, joka täyttää yhdistävän sähköjohdon, hiilipitoisten tuotteiden pilarin sivuseinän ja tämän yhdistävän sähköjohdon lähimpänä olevan osan välisen tilan. Tämän tilan leveys on luokkaa 1-10 cm.

Jotta virran jakautumista saataisiin parannettua, on edullista käyttää kahta yhdistävää sähköjohtoa, tai pikemminkin, ne yhdistettyinä virtalähteen toiseen napaan ja sopivasti sijoiteltuina hiilipitoisten tuotteiden pilarin kulkuakselin ympärille. Vähintään yhtä sellaista yhdistävää sähköjohtoa, joka kulkee uunin poikki koko sen leveydeltä, voidaan käyttää.

Tämän johdon päät on tällöin yhdistetty virtalähteeseen, kun taas sen keskikohta on suorassa tai epäsuorassa kosketuksessa tuotepilarin kanssa.

Hiilipitoisten tuotteiden pilarin progressiivinen jäähdyttäminen toteutetaan mieluiten laittamalla uunin sisälle, grafi-tointivyöhykkeen alavirtaan hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen läheisyyteen, vähintään yksi yhdistävä lämpöjohdin, joka menee uunin sisälle ja jonka akseli on selvästi poikittainen tuotepilarin akselin suhteen ja jonka vähintään yksi, hiilipitoisten tuotteiden pilarista irti oleva pää on mieluiten uunin ulkopuolella ja sitä jäähdytetään jäähdytyksen keinoin. Tällöin yhdistävän lämpöjohtimen toinen pää tai jokin muu osa siitä on suorassa tai epäsuorassa kosketuksessa hiilipitoisten tuotteiden pilariin uunin sisäpuolella. Tämä yhdistävä lämpöjohdin on mieluiten grafiitista, ainakin mitä tulee johtimen siihen osaan, joka on uunin sisäpuolella vyöhykkeessä, jonka lämpötila on erittäin korkea. Käytettävissä on mieluiten useita yhdistäviä lämpöjohtimia, jotka on sijoitettu sopivalla tavalla tuotepilarin kulkuakselin ympärille, samoin, nämä johtimet sijoitetaan mieluiten tuotepilarin kul-kuakselia pitkin grafitointivyöhykkeen alavirrassa ja aina uunin pään, josta tuotepilari tulee uunista ulos, välittömään läheisyyteen. Vähintään yhtä sellaista lämpöjohdinta voidaan käyttää, joka kulkee koko leveydeltään uunin poikki.

___— TT— 8 721 1 4 Tämän johtimen päät ovat siis uunin ulkopuolella ja johtimen keskiosa on suorassa tai epäsuorassa kosketuksessa tuotepila-ri in.

Tuotepilarin liikkuminen on keksinnön mukaisesti toteutettu antamalla tämän pilarin ylävirran puoleiseen päähän vaikuttaa sellainen voima, joka on suurempi kuin alavirran puoleiseen päähän vaikuttava voima, ja joka sovitetaan siten, että saavutetaan tuotepilarin tasainen liikkuminen ylävirrasta ala-virtaan, ja jolloin liikkumisen aikana pilari pidetään puristuksissa. Tämä liikkuminen voi tapahtua vakionopeudella tai muuttuvalla nopeudella tai askel askeleelta.

Edelleen keksinnön mukaisesti tämä liikkuminen keskeytetään joka kerta, kun tuotepilari on liikkunut sellaisen matkan, joka vastaa yhden tuoteyksikön pituutta tai tämän pituuden monikertaa. Pilarin alavirran puoleisesta päästä otetaan siis yksi tai useampi grafitoitu tuote pois ja sen tai niiden tilalle laitetaan yksi tai useampi grafitoitava hiilipitoinen tuote ylävirran puoleiseen päähän.

Tämän jälkeen tuotepilari voidaan saattaa jälleen liikkeeseen uunin sisäpuolella halutulla liikkumisnopeudella, kun ensin pilari on saatettu puristukseen.

Keksinnön mukaisesti grafitoitavien tuotteiden paikalleen asettaminen sekä grafitoitujen tuotteiden pois ottaminen voidaan suorittaa keskeyttämättä tuotepilarin etenemistä ja lopettamatta pilarin pitämistä puristusjännityksessä. Tämä tulos saavutetaan käyttämällä pilarin molemmissa päissä sellaisia puristuspihtejä ja sellaista virtajohdinta, joilla voidaan toteuttaa sivuttaiskosketus kolonniin uuden grafitoitavan kappaleen ylävirtaan paikoilleen asettamisen tai alavirrasta jo grafitoidun kappaleen poisottamisen aikana. Nämä pihdit pitävät pilarin liikkeessä halutulla liikkumisnopeudella.

Keksinnön kohteena on myös pitkien hiilipitoisten tuotteiden jatkuva grafitointiuuni, joka muodostuu pitkästä, vaakasuo- 721 1 4 9 rasta ympärysseinämästä, jonka toiseen päähän kuuluu sisääntulovyöhyke, josta grafitoitavien, pitkien hiilipitoisten tuotteiden pilari menee sisään, ja jonka toiseen päähän kuuluu ulostulovyöhyke, josta pitkien hiilipitoisten tuotteiden pilari tulee ulos grafitoinnin jälkeen. Ympärysseinämään kuuluu lämpöeristys, jonka muodostaa hiukkasmainen, hiilipitoinen aines, joka on kosketuksessa tuotepilariin. Sähköisen kontaktin eräällä apukeinolla, jonka muodostaa rengasmainen kappale, jonka yli grafitoitavien tuotteiden pilari kulkee ja joka on sijoitettu sisäänmenovyöhykkeeseen ja yhdistetty virtalähteen toiseen napaan, voidaan vähintään 50 % virrasta johtaa grafitoitavien tuotteiden pilariin. Grafitoitujen tuotteiden pilarin ja virtalähteen toisen navan välinen sähköinen yhteys taataan toisella sähkökontaktin apukeinolla, joka muodostuu uunin sisäpuolelle asetetusta, vähintään yhdestä sähköjohtimesta. Suositeltavin tapa on, että grafitoitujen tuotteiden pilarin ja lähellä ympäristön lämpötilaa olevan nesteen välinen lämpöyhteys taataan vähintään lämpökontaktin yhdellä apukeinolla, jonka muodostaa vähintään yksi lämpöjohdin, joka on laitettu uunin sisäpuolelle alavirtaan sähkökontaktin keinoin. Tuotepilarin läpi menevän sähkövirran intensiteetti on sovitettu siten, että kuumimmassa vyöhykkeessä tämän pilarin lämpötila ylittää 2500°C ja mieluiten saavuttaa lämpötilan 3000 + 200°C.

Keksinnön paremmin ymmärtämiseksi seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisesti, mutta ei rajoittavasti keksinnön käyttöön saattamisen edullinen menetelmä.

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti pitkulaista uunia 12, jonka muodostaa, ylävirrasta alavirtaan, sisäänmenovyöhyke 13, josta hiilipitoisten tuotteiden pilari 14 menee sisään ja jossa tämä pilari esilämmitetään, pääkappale 15 eli uunin runko, jossa hiilipitoisten tuotteiden pilarin 14 lämpötila kohotetaan sellaiseksi, kuin se grafitoinnille on tarpeellista, ja jossa pilari tämän jälkeen jäähdytetään progressiivisesti; ja lopuksi ulostulovyöhyke 16, jossa nyt jo grafitoitunutta tuotepilaria jäähdytetään lisää haluttuun lämpötilaan asti, jotta pilari voidaan haitoitta 17:ssa saattaa ilman kanssa kosketukseen.

1 o 72114

Ylävirran puoleisessa päässä männällä 19 varustettu hydraulinen sylinteri 18 aiheuttaa tuotepilariin 14 työntövoiman nuolen F·^ suuntaan. Voima aiheutuu tukikappaleen ja jonkin nesteen, esimerkiksi veden, sisäisen kierron avulla jäähdytetyn sähkökontaktin 20 välityksellä.

Alavirran puoleisessa päässä hydraulinen sylinteri 21 aiheuttaa tukikappaleeseen 23 vaikuttavan mäntänsä 22 välityksellä tuotepilariin nuolen F2 suuntaisen pidätysvoiman vyöhykkeessä 17. Toiminnan aikana työntävä ja pidättävä voima säädetään siten, että tuotepilari liikkuu ylävirrasta alavirtaan, eli kuvion 2 esittämässä tapauksessa oikealta vasemmalle, halutulla nopeudella, kuitenkin siten, että pilari pysyy koko ajan puristuksessa noin 0,1 - 1 MPa:n voimalla. Sellaisen, intensiteetiltään riittävän sähkövirran I, jolla pilarin muodostavien tuotteiden lämpötila saadaan kohoamaan grafi-tointilämpötilaan uunin sisäpuolella, kulku grafitoitavien tuotteiden pilarin läpi taataan virran lähteellä S, joka voi olla vaihto- tai tasavirtaa.

Kokemus on osoittanut, että ylävirran puolella hiilipitoisten tuotteiden pilari on parempi yhdistää sähkövirran lähteeseen kahdesta kohdasta: virran I osa 1^, joka tavallisesti on 10-50 % Irstä, johdetaan hiilipitoisten tuotteiden pilarin päähän käyttäen tukikappaletta 20, joka on yhdistetty johtimella 24 sähkövirran lähteen jompaan kumpaan napaan. Täydentävä osa I2 johdetaan kuvion 2 esittämällä tavalla uunin sisäänmenovyöhykkeen 13 tasolle käyttäen johdinta 25, joka on asennettu 24:n kanssa rinnan. Hiilipitoisten tuotteiden pilari on yhdistetty virtalähteen S toiseen napaan käyttäen sähkökontaktin apukeinoa 26 sekä johdinta 27.

Sähköisen kontaktin apukeinon 26 paikka uunin 15 rungossa 721 1 4 11 rajoittaa grafitointivyöhykkeen G pituutta ylävirran puolelta. Tässä vyöhykkeessä hiilipitoisten tuotteiden pilarin lämpötila muutetaan halutuksi, jotta grafitoituminen tapahtuisi. Jäähdytysvyöhyke R peittää loput uunin rungon pituudesta sähköisen kontaktin apukeinon 26 alavirran puolella. Jääh-dytysvyöhykkeessä R grafitoitujen, hiilipitoisten tuotteiden pilarin lämpötila alenee paljon grafitoinnin lämpötila-alueen alapuolelle.

Lämpöeristeenä käytetään rakeiden tai jauheen muodossa olevaa hiukkasmaista hiilipitoista ainetta, jotta hiilipitoisten tuotteiden pilarin lämpöhäviöitä saadaan rajoitetuksi, kun pilari kulkee uunin rungossa. Tämä aine täyttää vähintään koko sen tilan, joka suoraan ympäröi elektrodipilarin ja joka on siihen yhteydessä. Niissä uunin rungon osissa, joiden lämpötila ei ole niin korkea, erityisesti niissä osissa, joiden lämpötila ei kohoa merkittävästi 2000°C:n yläpuolelle, voidaan hiilipohjaisten rakeiden asemesta käyttää brikettien muodossa olevia, metallien oksideihin perustuvia tulenkestäviä aineita, tai tulenkestävää betonia.

Vyöhykkeessä G, (kuvio 3), joka on hiilipitoisten tuotteiden pilarin välittömässä läheisyydessä, lämpöeristeenä 30 on edullisinta käyttää raemaista hiilipitoista ainetta tai edelleen hiilinokijauhetta (carbon black). Näitä kahta ainetta voidaan myös käyttää vuorokerroksin. Kokemus on osoittanut, että käytön tavanomaisissa oloissa hiilipitoisten tuotteiden pilarin liikkuminen uunin sisäpuolella ei aiheuta hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen kulkeutumista kohti uunin ulostulovyöhy-kettä.

Jotta hiilipitoisten tuotteiden pilarin jäähdytys saataisiin vyöhykkeessä R aikaan, käytetään tässä vyöhykkeessä lämpö-eristeenä mieluimmin sellaista hiukkasmaista, hiilipitoista ainetta 48 (katso kuvio 5), jonka lämpöjohtavuus on korkeampi, kuin vyöhykkeessä G käytetyllä aineella. Koksirakeita tai grafiittirakeita, tai näiden rakeiden seosta voidaan käyttää.

721 1 4 12

Jotta vältetään vyöhykkeen R liiallinen pituus, voidaan tässä vyöhykkeessä tapahtuvia lämpöhäviöitä lisätä laittamalla hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen sekaan vähintään yksi lämpöjohdin, joka muodostuu yhdestä tai useammasta lämmön- johtimesta, joiden poikkileikkaus on suhteellisen suuri ja jotka on valmistettu hyvin lämpöä johtavasta aineesta ja jotka on sijoitettu mieluiten poikittain elektrodipilarin akselin suhteen. Nämä tangot on sijoitettu siten, että vähintään joku niiden päistä on uunin ulkoseinän läheisyydessä siten, että sitä voidaan helposti jäähdyttää sopivalla tavalla. Näiden tankojen toinen pää tai niiden jokin sopiva osa on tuotepilarin välittömässä läheisyydessä. Näiden lämmönjohtimien toteuttamiseen käytetään mieluiten grafiittitankoja, joiden poikkileikkaus on riittävä. Kuviossa 2 nähdään erään tällaisen lämpöjohtimen pää 28. Näiden johtimien poikkipinnan ala sekä lukumäärä on määritetty, jotta grafitoitujen tuotteiden pilarin haluttu jäähtymisnopeus saavutettaisiin, ja määrityksessä on otettu huomioon tuotepilarin poikkipinnan ala sekä liikkumisnopeus, kuten myös vyöhykkeen R pituus.

Grafitoitujen tuotteiden pilarin jäähtymisnopeuden on oltava sitä heikompi, mitä suurempi poikkipinnan ala on.

Kuviot 3, 4 ja 5 esittävät yksityiskohtaisemmin uunin rungon sisätilan rakennetta. Kuviot ovat suurennettuja poikittaisia halkileikkauksia linjoja A-A, B-B ja C-C pitkin.

Kuvio 3, joka on suurennettu halkileikkaus kuvion 2 linjaa A-A pitkin, esittää uunin sisäistä rakennetta varsinaiseen grafitointivyöhykkeeseen G kuuluvassa osassa. Hiukkasmainen, hiilipitoinen aine 30, jonka lämmönjohtavuus on heikko ja jonka raekoko on suuruusluokkaa 0,2-10 mm, ympäröi grafitoi-tumassa olevan tuotepilarin 29 kokonaan. Nämä rakeet puolestaan on sijoitettu levypäällyksen 32 ympäröimien tulenkestävien brikettien 31 muodostaman vuorauksen sisäpuolelle. Tietyissä vyöhykkeissä metallisuojuksen jäähdyttäminen tunnetulla tavalla saattaa olla hyödyllistä, jotta paikallisilta ylikuumenemisilta vältytään. Ylikuumenemiset saattavat ai- 13 7 2114 heuttaa väärinmuodostumia. Yläosassa 33 levitetty hiilipitoi-nen aine on kosketuksissa ympäröivään ilmaan.

Kuvio 4 esittää kuvion 2 sähkökontaktin apukeinon 26 kohdalla olevan linjan B-B mukaista suurennettua halkileikkausta. Kuviossa nähdään, että tämä sähkökontaktin apukeino muodostuu kahdesta, poikkileikkaukseltaan esimerkiksi pyöreästä, gra-fiittitangosta 34-35, jotka on asetettu poikittain grafitoi-tujen, hiilipitoisten tuotteiden pilarin 29 akselin suhteen. Näiden molempien grafiittitankojen toinen pää on tuotepilarin välittömässä läheisyydessä, mutta väliin jätetään mieluiten muutama senttimetri 36-37, jotta kiinnikytkeytymisvaara vältetään kokonaan. Molempien tankojen toinen pää on uunin ulkopuolella ja on työnnetty sähkökontaktikappaleeseen 38-39, jota jäähdytetään tunnetulla tavalla nestettä kierrättämällä. Tätä tapaa ei kuvata. Sähköjohdin 27 yhdistää nämä kaksi sähkö-kontaktikappaletta virtalähteen S toiseen napaan (katso kuvio 2) .

Jotta sähkövirran kulkua grafitoitujen, hiilipitoisten tuotteiden pilarin 29 ja grafiittitankojen 34-35 välillä helpotettaisiin, laitetaan väliin jäävään tilaan 36-37 ja sen ympäristöön mieluiten hiukkasmainen, hiilipitoisen aineen patja 40. Tämän aineen johtavuus on hyvä ja se muodostuu grafiitti-rakeista. Tätä patjaa ympäröi mieluiten sellainen hiukkasmainen, hiilipitoinen aine 41, kuten koksirakeet, jonka johtavuus on heikompi. Näin pienennetään lämpöhäviöitä.

Grafitoitujen, hiilipitoisten tuotteiden pilarin ja poikittaisten grafiittitankojen välisen sähkökontaktin laadun edelleen parantamiseksi voidaan liikkuvan pilarin ja näiden tankojen välille saada suora kohtakti aikaan. Grafitoitujen, hiilipitoisten tuotteiden pilari voidaan esimerkiksi liu'uttaa yhden tai useamman kontaktitangon yli, kun tangot on asetettu pilarin yläpuolelle ja kun niissä mahdollisesti on ympyrän kaaren muotoisia lovia, joista pilari voi ottaa tukea. Mahdollisesti voidaan myös käyttää kontaktitankoa, joka kulkee uunin poikki koko sen leveydeltä ja jonka keskiosassa 721 1 4 14 grafitoitujen, hiilipitoisten tuotteiden pilari koskettaa sitä liukuessaan tangon ohi.

Kuvio 5 esittää kuviossa 2 yhdistävän lämmönjohtimen 28 kohdalla olevan linjan C-C mukaista suurennettua poikkileikkausta. Tämä lämmönjohdin koostuu kahdesta, poikkileikkaukseltaan esimerkiksi pyöreästä grafiittitangosta 42-43, jotka on asetettu poikittain grafitoitujen, hiilipitoisten tuotteiden pilarin 29 akselin suhteen. Kummassakin tangossa on sellainen vyöhyke (kuvion tapauksessa toinen pää), joka on tuotepilarin 29 välittömässä läheisyydessä, mutta väliin on mieluiten jätetty muutama senttimetri 44-45, jotta kiinnikytkeytymisvaara vältetään kokonaan. Molempien tankojen toinen pää on uunin ulkopuolella ja niitä jäähdytetään lämpökontaktikappaleilla 46-47, jotka on varustettu nesteen kierrätyksellä toteutetulla jäähdytyskeinolla, jota ei ole esitetty. Tuotepilaria 29 ja grafiittitankoja ympäröi hiukkasmainen, hiilipitoinen aine 48, kuten koksirakeet tai mikä muu tahansa hiukkasmainen hiilipitoinen aine. Tuotepilarin ja grafiittitankojen välistä lämpökontaktia voidaan parantaa, mikäli se osoittautuu hyödylliseksi, laittamalla väliin jäävään tilaan 44-45 ja sen ympäristöön sellaista hiukkasmaista hiilipitoista ainetta, jonka lämmönjohtavuus on korkea. Grafiittipohjäiset rakeet ovat tämän kaltaista ainetta. Grafitoitujen tuotteiden pilarin 29 ja grafiittitankojen välistä lämpökontaktia voidaan edelleen parantaa toteuttamalla liukukontakti analogisesti siihen tapaan, joka voidaan toteuttaa sähkökontaktitankojen tasolla.

Jotta vyöhykkeessä R tapahtuvaa lämpötilan laskua saataisiin kiihdytettyä, on usein edullista laittaa useita yhdistäviä lämmönjohtimia tuotepilarin liikkumisakselia pitkin, siten määrättyjen välimatkojen etäisyydelle toisistaan, että gra-fitoitujen tuotteiden lämpötilan laskun halutun kaltainen käyrä saavutetaan. Grafitoitujen tuotteiden liikkumisnopeus ja poikkipinnan ala otetaan tällöin huomioon. Esimerkiksi kun tuotepilarin halkaisija on noin 500 + 50 mm, eri parametrit asetetaan siten, että jäähtymisnopeudeksi saadaan noin 721 1 4 15 4-10°C/min. Kun kysymyksessä on halkaisijaltaan 600 + 50 mm tuotepilari, niin jäähtymisen suurinta nopeutta on suositeltavaa alentaa siten, ettei se ylitä 7°C/’min. Uunin sisäänmeno-ja ulostulovyöhykkeissä voidaan suorittaa tiettyjä varotoimenpiteitä, jotta vältetään toisaalta ilman joutuminen uunin rungon sisäpuolelle ja toisaalta hiilipitoisten tuotteiden pilarin pinnan hapettuminen. Lisäksi sisäänmenovyöhykkeessä hiilipitoisten tuotteiden pilarin tyydyttävä sähköinen kontakti voidaan taata virtalähteen toisen navan avulla ja ulos-tulovyöhykkeessä uunin rungosta peräisin olevan hiukkasmaisen hiilipätoisen aineen kulkeutuminen voidaan välttää.

Kuvio 6 esittää kuvion 2 uunin 12 sisäänmenovyöhykkeen 13 suurennettua, akselin suuntaista poikkileikkausta. Nähdään, että hiilipitoisten tuotteiden pilari 14 liikkuu nuolen osoittamaan suuntaan tämän putkimaisen sisäänmenovyöhykkeen 13 sisäpuolella. Tuotepilaria ympäröivä väliseinä muodostuu yhdestä rengasmaisesta grafiittikappaleesta 49 ja kahdesta rengasmaisesta kappaleesta 50 ja 51, jotka on valmistettu lämpöä kestävästä, eristävästä aineesta. Teräslevystä valmistettua ulkopuolista suojusta 52 jäähdytetään nestettä kierrättämällä, mitä ei ole esitetty. Tämä ulkopuolinen suojus on yhdistetty uunin rungon metalliseen väliseinään 53 eristävällä liitoksella, jota ei ole esitetty. Metallinen kaulus 54 ympäröi ulkopuolista suojusta 52 vyöhykkeessä, jossa se itse on grafiittikappaleen kanssa kosketuksissa ylävirran puoleisessa osassaan 55. Johdin 25 yhdistää tämän kauluksen virtalähteen S toiseen napaan (katso kuvio 2). Grafiittikappaleen 49 ja hiilipitoisten tuotteiden pilarin 14 välisen sähkövirran kulkemisen takaa hiukkasmainen,. hiilipitoinen aine 56, joka täyttää hiilipitoisten tuotteiden pilarin 14 ja graflittikappa-leen 49 alavirran puoleisen osan 57 välisen tilan. Tämä hiukkasmainen, hiilipitoinen aine voi olla koksin, grafiitin tai muun hiilipitoisen aineen rakeita. Se viedään suppilolla 58 sisäänmenovyöhykkeen ylävirran puoleiseen päähän.

Elektrodipilarin jatkuvalla liikkumisella on pyrkimys aiheuttaa tämän hiilipitoisen aineen kulkeutuminen uunin rungon 721 1 4 1 6 suuntaan. Mutta uunin rungon täyttävä, hiukkasmainen hiili-pitoisen aineen vuoraus 30 estää tämän kulkeutumisen. Mahdollisten tukkeutumien estämiseksi tämä aine saa kulkea hitaasti ulos kanavaa 59 pitkin. Kanava on tehty mieluiten sisääntulovyöhykkeen 13 väliseinän alaosaan ja tämän sisääntulovyöhykkeen alavirran puoleisessa päässä oleva aukko, joka on yhteydessä keräyssäiliöön 60, näkyy kuvioista 6 ja 7.

Kuvio 7 esittää kuvion 6 linjaa D-D seuraavaa poikkileikkausta, ja siinä voidaan nähdä virtauskanava 59, sekä hiukkas-maisen, hiilipitoisen aineen 56 jakautuminen tuotepilaria 14 ympäröivään rengasmaiseen tilaan. Tämän hiukkasmaisen, hiilipitoisen aineen läsnäolo takaa sähköisen yhteyden grafiitti-kappaleen alavirran puoleisen pään ja tuotepilarin välillä pilarin koko ympäristössä.

Grafiittikappaleen 49, jonka läpi virta I^ kulkee, erityisen ulkomuodon avulla voidaan tuotepilarin päällimmäisen kerroksen jäähtyminen välttää. Virta 1^ on esilämmittänyt pilarin ennen sen menoa uunin sisäänmenovyöhykkeeseen (katso kuvio 2), joka on jäähdytetty nestettä kierrättämällä.

Grafiittikappaleen ylävirran puoleisen pään 55, joka on ulkopuolisen kylmän väliseinän 52 kanssa kosketuksessa, ja tuotepilarin 14 väliin asetetaan rengasmainen vuoraus 51 eristävästä, tulenkestävästä aineesta suoran kontaktin välttämiseksi. Lisäksi grafiittikappale on riittävän pitkä, jotta sen alavirran puoleinen pää 57, joka hiukkasmaisen, hiilipitoisen aineen välityksellä saa sähköisen kontaktin tuotepilariin aikaan, voi normaalin toiminnan puitteissa saavuttaa korkean lämpötilan metallipäällyksen 52 lämpötilaan verrattuna, minkä saa aikaan tulenkestävä, eristävä vuoraus 50, joka erottaa alavirran puoleisen pään metallipäällyksestä. Tästä johtuen grafiittikappaleen alavirran puoleinen pää 57 saavuttaa normaalin toiminnan puitteissa lämpötilan suuruusluokaltaan 500 - 1000°C, mikä edesauttaa tuotepilarin lämpötilan säännöllistä kohoamista.

17 72114

Lukuisia tuotepilarin sähköisen yhteyden takaavan kappaleen toteutustapoja voidaan tarkastella, jotka antavat vastaavat tulokset kuin kuvattu kappale. Yleisesti ottaen, kysymyksessä on sellaisen rakenteen, jossa virran syöttökappaleen osan lämpötila on kohotettu noin 500-1000°C:n välille, käyttöönottaminen. Virran syöttökappaleen osa ja tuotepilari ovat yhteydessä toisiinsa joko suorasti tai epäsuorasti muutaman senttimetrin paksuisen kontaktiainepatjän välityksellä. Kuvioiden 6 ja 7 esittämässä tapauksessa grafiittikappaleen pinta ja tuotepilari ovat sähköisesti yhdistetyt noin 10-30 mm paksuisen hiukkasmaisen hiilipatjan välityksellä.

Kuvio 8 esittää uunin 12 ulostulovyöhykkeen 16 suurennettua, akselin suuntaista poikkileikkausta.

Nähdään, että uunin rungosta ulos tuleva, grafitoitu tuotepilari 17 liikkuu putkimaisessa tilassa, joka koostuu kaksiosaisesta metallisesta ulkoisesta päällyksestä 61 ja 62, jota jokin neste, kuten vesi, jäähdyttää tavalla, jota ei ole kuvattu. Päällyksen sisällä on mieluiten grafiittinen rengasmainen väliseinä 63 grafitoidun tuotepilarin 17 lisäksi.

Jotta pilaria ei jäähdytettäisi liian nopeasti uunin rungon ulostulossa, tämä grafiittinen väliseinä on erotettu ylävirran puoleisesta osastaan 64 päällyksestä 61 tulenkestävän, ei hiilipitoisen vuorauksen avulla. Alavirran puoleisesta päästään grafiittinen väliseinä 63 on suorassa kosketuksessa jäähdytet-tyyn päällykseen 62 sillä tavoin, että grafitoitujen tuotteiden pilarin riittävä jäähtyminen saavutetaan ennen sen ulostuloa. Jotta vältetään ilman pääsy uunin rungon sisään sekä sieltä poistuvan tuotepilarin hapettuminen, hiukkasmaisen, hiilipitoisen aineen patja 66 täyttää tuotepilarin ja gra-fiittisen väliseinän välisen rengasmaisen tilan. Tämä aine on saatu sisään suppilolla 67, joka on saatu ulostulovyöhykkeen ylävirran puoleisessa päässä olevan rengasmaisen tilan kanssa yhteyteen väliseinissä 64 ja 65 olevalla aukolla 68. Tuote-pilarin liikkuminen kuljettaa hitaasti tätä ainetta ja se valuu putkimaisen tilan alavirran puoleiseen päähän kourua 69 18 721 1 4 pitkin ja edelleen vastaanottoastiaan 70. Sopivilla kierrä-tyskeinoilla vastaanottoastiassa olevat rakeet voidaan ottaa uudelleen käyttöön ja saattaa ne takaisin suppiloon 67. Hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen saattaminen uunin rungon alavirran puoleisen pään välittömään läheisyyteen vaikuttaa siten edullisesti, että erityisesti uunin rungossa olevan, hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen 48 mahdollinen kulkeutuminen ulos estyy. Ulostulovyöhykkeessä liikkuva, hiukkasmainen, hiilipitoinen aine voi olla koksin, grafiitin tai minkä muun tahansa kestävän, hiilipitoisen aineen rakeita. Samoin tässä vyöhykkeessä grafxtoitujen tuotteiden pilarin jäähtymisnopeus on sovitettu siten, että se vastaa samoja nopeuksia kuin vyöhykkeessä R. Kun siis pilarin halkaisija on noin 500 + 50 mm, niin jäähtymisnopeus ei ylitä arvoa 10°C/min aina 400°C:sta asti.

Kokemus on osoittanut, että koska liikkuvaan, hiilipitoisten tuotteiden pilariin vaikuttaa mekaaninen jännitys, niin tämä pilari säilyttää Iinjamaisuutensa, eli hiilipitoisten tuotteiden kappaleet päättyvät toinen toistensa jatkeilla. Säännöllisin väliajoin alavirran puoleisesta päästä tuotepilarin viimeinen kappale, joka on jo grafitoitunut, otetaan pois.

Samoin pilarin päähän tuodaan uusi hiilipitoinen, grafitoita-vaksi aiottu tuote. Nämä grafitoitaviksi aiotut, hiilipitoi-set tuotteet koostuvat mieluiten eri hiilirakeiden, kuten öljykoksin tai jonkin muun hiilipitoisen aineen rakeiden seoksesta. Tämän aineen tulisi sisältää sopivaa sitovaa ainetta, kuten jotakin hiilivetyä ja/tai synteettistä hartsia ja/tai muuta sitovaa ainetta. Nämä tuotteet on esipoltettu suuruusluokaltaan noin 600-1200°C:n lämpötilassa ennen niiden lopulliseen muotoon saattamista. Kuitenkin uunissa käytetyn, tulenkestävän aineen raemainen luonne sallii haihtuvien yhdisteiden tärkeän poistumisen häiritsemättä muuta toimintaa. Uunissa voidaan siis suuremmitta vaikeuksitta käsitellä sellaisia hiilipitoisia tuotteita, jotka edelleen sisältävät joitakin prosentteja haihtuvia aineita. Seuraavassa esitetyt kaksi käyttöesimerkkiä kuvaavat täsmällisesti hiilipitoisesta tuotteesta olevien elektrodien grafitointiolosuhteita keksinnön mukaista uunia käyttäen.

li 721 1 4 19

Esimerkki 1 Tässä käsitellään sellaista hiilipitoisten tuotteiden erää, jossa tuotteet on valmistettu suulakepuristamalla ja ne koostuvat petrolikoksin, 75 paino-%, ja raakaöljypien, 25 paino-%, seoksesta, ja tuotteet ovat muodoltaan sylinterimäi-siä tankoja, joiden halkaisija on 529 mm ja yksikköpituus 2150 mm 800°C:n lämpötilassa tapahtuneen polton jälkeen.

Tässä tilassa tankojen ominaisvastus on 6000 mikro-ohmia/cm. Nämä tangot muodostavat tuotepilarin, joka pannaan kulkemaan keksinnön mukaisessa uunissa, kuten kuviot 2-8 esittävät. Jokaisen tangon pään kontaktitasolle laitetaan ohut paisutettu ja puristettu hiili- tai grafiittikerros parantamaan sähköistä kontaktia ja absorboimaan pinnan epätasaisuuksia. Hiilipitois-ten tuotteiden pilari muodostuu yhteensä 11 tangosta tai osasta. Liikkumisen aikana tuotepilariin hydraulisella sylinterillä aiheutettu voima sovitetaan sillä tavoin, että puristus-jännitys on noin 0,6 - 1 MPa. Liikkumisnopeus on noin 1,5 m/h. Kontaktin 20 läpikulkevan virran intensiteetti on noin 10 000 - 15 000 A, kun taas grafitointivyöhykkeessä G pilarin läpi kulkevan virran intensiteetti on noin 40 000 A. Vaihtovirran lähteen napojen jännitys on noin 100 V.

Sisäänmenovyöhykkeessä 13 grafiittisen kontaktikappaleen alavirran puoleisen pään 57 sisähalkaisija on noin 580 mm.

Grafitointivyöhykkeen G pituus on noin 6 m; kulku sen läpi kestää siis noin 4 h. Jäähdytysvyöhykkeen R pituus on noin 4 m ja ulostulovyöhykkeen 16, jota on pidennetty, pituus on noin 6,5 m. Ottamalla huomioon sisäänmenovyöhykkeen 13 pituus 1,5 m todetaan, että pilarin muodostavien hiilipitoisten tuotteiden kulkuaika uunissa on noin 12 h, ottamatta huomioon aikaa, joka kuluu välttämättömiin pysähdyksiin, kun alavirran päästä otetaan grafitoidut osat ulos ja ylävirran päähän laitetaan grafitoitavat kappaleet paikoilleen. Yhden, 2,150 m pituisen grafitoidun kappaleen tuottamiseen tarvittava aika on noin 1,5 h, kun elektrodin vaihtamiseen tarvittavat py-säytykset otetaan huomioon. Tämä vastaa noin 500 kg grafi-toituja tuotteita tunnissa. Energian kulutus on suuruusluokkaa 3,5 KWh/kg.

721 1 4 20 Näin grafitoitujen tuotteiden fysikaalisia ominaisuuksia on verrattu sellaisen identtisen erän ominaisuuksiin, joka on grafitoitu samalla tavoin käyttämällä lämmitykseen Joule-efektiä ja staattista, yksijonoista uunia, ja kun tähän on käytetty klassista teollista menetelmää (Hdroult), joka on kuvattu esimerkiksi US-patentissa n:o 1 029 121.

Tulokset ovat seuraavat:

Staattisessa, yk-Esimerkin 1 mu- sijonoisessa kaan grafitoi- uunissa grafitoi- dut tuotteet dut tuotteet_

Ominaisvastus, mikro-ohmia cm 850 830

Pituustaipuisuus, MPa (1) 9,5 9,5 3 Näennäinen tiheys T/m 1,61 1,61 (1): Normin ASTM C 651-70 mukainen koe, rasitus 4 pisteessä. Esimerkki 2 Käytetään samantyyppistä, kuitenkin ulottuvuuksiltaan selvästi erilaista uunia, kuin mikä on esitetty kuvioissa 2-8, halkaisijaltaan 630 mm ja pituudeltaan 2430 mm olevien elektrodien grafitointiin. Sisäänmenovyöhykkeessä 16 grafiittisen kontaktikappaleen alavirran puoleisen pään sisähalkaisija on muutettu 680 mm:ksi. Sisäänmenovyöhykkeen, grafitointivyöhyk-keen G, jäähdytysvyöhykkeen R ja ulostulovyöhykkeen pituudet ovat samat kuin esimerkissä 1. Hydraulisten sylinterien 18 ja 24 liikkuvaan pilariin vaikuttama voima on säädetty siten, että akselijännitykseksi saadaan noin 0,6 - 1 MPa. Grafitoin-tivyöhykkeessä tuotepilarin läpi menevän virran intensiteetti on 55 000 A, ja jännite vaihtovirran lähteen navoissa on noin 80 V. Sen virran, joka johdetaan pilarin päähän kontaktin 20 kautta, intensiteetti on noin 13 000 - 17 000 A, ja sen täydennys 55 000 A:ksi johdetaan kontaktin 25 tasolle. Pilarin liikkumisnopeus on 1,0 m/h. Grafitoitu elektrodi otetaan siis uunista ulos kerran 2,5 tunnissa, ottaen huo 721 1 4 21 mioon se aika, joka kuluu välttämättömiin pysähdyksiin, kun grafitoitu kappale otetaan pois ja uusi kappale pannaan tilalle. Tämän uunin tuotanto tunnissa on siis noin 400 kg.

Näin grafitoitujen tuotteiden fysikaaliset ominaisuudet ovat samat kuin esimerkissä 1.

Keksinnön mukaisen menetelmän hyvin lukuisia muita toteuttamistapoja voidaan ajatella. Käytetystä uunista voi siitäkin olla lukuisia muunnelmia, jotka eivät joudu pois keksinnön piiristä. Erityisesti, sähkövirran syötön olosuhteet voidaan sovittaa tuotteen tunnusomaisiin piirteisiin. Samoin tuotepi-larin uuniin viemisen ja uunista pois ottamisen olosuhteet voidaan sovittaa tuotteen muotoon ja ulottuvuuksiin. Erityisesti, ei ainoastaan yksinkertaisia tankoja, vaan myös koverrettuja tankoja, kuten poikkileikkaukseltaan erilaisia putkia voidaan grafitoida. Mikään näistä muunnoksista tai sovellutuksista ei joudu pois keksinnön piiristä.

Claims (19)

22 72114

1. Esikoksattujen, pitkien hiilipitoisten tuotteiden jatkuva grafitointimenetelmä, jossa hiilipitoisten tuotteiden pilari saatetaan kulkemaan uunin sisäpuolella, joka on varustettu uunin sisäpuolen täyttävällä hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen (30,40,41,48) muodostamalla vuorauksella, ja jossa hiilipitoisten tuotteiden pilarin (14-17,29) kuumennus tapahtuu suoralla Joule-vaikutuksella vähintään 2500°C lämpötilaan saakka, tunnettu siitä, että hiilipitoisten tuotteiden pilari (14-17,29) on asetettu vaakasuoraan tai miltei vaakasuoraan ja että hiukkasmainen hiilipitoinen aine (30,40,41,48) on kosketuksessa hiilipitoisten tuotteiden pilariin (14-17,29) mutta ei seuraa pilaria sen liikkuessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilipitoisten tuotteiden pilariin vaikuttaa liikkumisen aikana liikkumisakselin suuntainen noin 0,1-1 MPa:n puristusjännitys .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotepilarin ja vähintään yhden ylävirran puoleisen virtalähteen välinen sähköyhteys on jaettu vähintään kahden pisteen kesken siten, että grafitointivirran intensiteetin 10-50 % osa johdetaan pilarin (20-24) alkuosaan ja täydentävä osa alempana alavirrassa (13-25).

4. Jonkin patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sen jälkeen kun pilari on saavuttanut vähintään 2500°C lämpötilan, se jäähdytetään lämpötilaan joka on 400°C tai sen alle keskimääräisellä nopeudella joka ei ylitä 10°C/min kun kyseessä on pilari, jonka halkaisija on noin 500+50 mm.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kun kyseessä on pilari, jonka halkaisija on noin 600+50 mm, jäähdytysnopeus ei ylitä 7°C/min. li 721 1 4 23

6. Pitkien hiilipitoisten tuotteiden jatkuva grafitoin-tiuuni käsittäen pitkänomaisen tilan, joka muodostaa uunin rungon (12) ja jonka toisessa päässä on grafitoitavien tuotteiden sisääntulovyöhyke (13) ja toisessa päässä poistumis-vyöhyke (16), ja jossa uunin lämmöneristys muodostuu hiukka-maisesta hiilipitoisesta aineesta (30) , tunnettu siitä, että nämä vyöhykkeet on sovitettu pitkin olennaisesti vaakasuoraa akselia, jota pitkin grafitoitavien tuotteiden pilari (14-17) liikkuu, jotka tuotteet kuumenevat suoraan Joule-vaikutuksella ja että hiukkasmainen hiilipitoinen aine (30) on kosketuksessa tuotepilariin (14-17) mutta ei seuraa pilaria sen liikkuessa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen uuni, tunnettu siitä, että se on varustettu hydraulisilla sylintereillä (18-21) tai millä tahansa muulla laitteella, jonka avulla pilaria voidaan siirtää halutulla liikkumisnopeudella samalla kun pilariin vaikuttaa puristusjännitys.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen uuni, tunnet-t u siitä, että pilarin muodostavien hiilipitoisten tuote-osien välisiä yhteyksiä on parannettu kontaktlaineella, kuten hiilimaton tai paisutetun puristetun grafiitin ohuella kerroksella .

9. Jonkin patenttivaatimusten 6-8 mukainen uuni, tunnettu siitä, että hiilipitoisten tuotteiden pilarin ja virtalähteen jomman kumman navan välinen sähköyhteys toteutetaan uunin sisääntulovyöhykkeellä pilaria ympäröivän pitkänomaisen grafiittimuhvin (49) avulla, jonka ylävirran puoleinen pää (55) on kytketty virtalähteeseen ja lämpö- ja säh-köeristetty tuotepilarista, kun taas alavirran puoleinen pää (57) takaa kontaktin hiilipitoisten tuotteiden pilariin. 24 721 1 4

10. Jonkin patenttivaatimusten 6-9 mukainen uuni, tunnettu siitä, että toinen sähköyhteys, joka on kytketty virtalähteen samaan napaan kun pitkänomainen grafiittimuhvi, toteutetaan kontaktikappaleella (20), joka on asetettu hii-lipitoisten tuotteiden pilarin ylävirran puoleiseen päähän.

11. Jonkin patenttivaatimusten 6-10 mukainen uuni, tunnettu siitä, että uunin sisäpuolella grafitointivyöhyk-keen päässä vähintään yhdellä poikittain asetetulla pitkänomaisella grafiittikappaleella (34-35) voidaan suorittaa hii-lipitoisten tuotteiden pilarin (29) ja virtalähteen (27) toisen navan välinen sähkökytkentä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen uuni, tunnettu siitä, että vähintään yhden pitkänomaisen grafiittikappaleen (34-35) vähintään toinen pää (38-39) on uunin ulkopuolella kytketty virtalähteeseen ja osa on sijoitettu uunin sisäpuolelle tuotepilarin (29) välittömään läheisyyteen, ja tämä osa on pilarin kanssa sähköyhteydessä joko suoraan tai hiukkas-maisten hiili- kuten grafiittirakeiden (40) välityksellä.

13. Jonkin patenttivaatimusten 6-12 mukainen uuni, tunnettu siitä, että grafitointivyöhykkeen alavirran puolella vähintään yksi yhdistävä lämpöjohdon (42-43) on asetettu hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen (48) sekaan siten, että sen akseli on pääasiassa poikittain liikkumisakseliin nähden, jolloin ainakin sen toista hiilipitoisten tuotteiden pilarista irti olevaa päätä jäähdytetään jäähdytyslaitteella (46-47), ja uunin sisäpuolella sijaitsevan yhdistävän lämpöjohtimen osa on hiilipitoisten tuotteiden pilarin (29) välittömässä läheisyydessä .

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen uuni, tunnettu siitä, että lämpöjohdon/lämpöjohtimet (42-43) ovat grafiittia. li 25 7211 4

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen uuni, tunnettu siitä, että useat lämpöjohtimet on sijoitettu liikkumisakse-lia pitkin grafitointivyöhykkeen ja uunin alavirran puoleisen pään väliin.

16. Jonkin patenttivaatimusten 6-12 mukainen uuni, tunnettu siitä, että sisääntulovyöhykkeessä (13) tuotepila-ria (14) ympäröi hiukkasmainen hiilipitoinen ainekerros (56).

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen uuni, tunnettu siitä, että siinä on hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen (56) syöttölaite (58) sisääntulovyöhykkeen (13) ylävirran puoleisessa päässä ja hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen poisto-laite (59) sisääntulovyöhykkeen (13) alavirran puoleisessa päässä.

18. Jonkin patenttivaatimusten 6-17 mukainen uuni, tunnettu siitä, että poistovyöhykkeessä (16) tuotepilari (17) on hiukkasmaisen hiilipitoisen ainekerroksen (66) ympäröimä .

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen uuni, tunnettu siitä, että siinä on hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen syöttölaite (67) poistovyöhykkeen (16) ylävirran puoleisessa päässä, ja hiukkasmaisen hiilipitoisen aineen poistolaite (69) poistovyöhykkeen (16) alavirran puoleisessa päässä. 721 1 4 26