FI80559C - Foerfarande foer kontinuerlig framstaellning av laongstraeckta kolkroppar. - Google Patents

Description

1 80559

Menetelmä pitkänomaisten hiilirunkojen yhtäjaksoista valmistusta varten Käsiteltävä keksintö koskee pitkänomaisten hiili-5 runkojen yhtäjaksoiseen valmistukseen, liittyvää menetelmää. Menetelmä sopii erityisesti sulatusuuneissa käytettävien hiilielektrodien valmistusta varten, mutta sitä voidaan käyttää myös valmistettaessa muita pitkänomaisia hii-lirunkoja, kuten esimerkiksi elektrolyysikennojen poisto-10 kouruja, ohjauselementtejä ja pohjaelementtejä alumiinin ynnä muun valmistusta varten. Käsiteltävän keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää elektrodien valmistamiseksi välittömästi sulatusuunien yhteydessä siten, että elektrodi valmistetaan suoraan uunin päällä ja valmistus 15 jatkuu yhtäjaksoisena prosessina alas uuniin tai valmistettaessa esipoltettuja elektrodeja, jotka pannaan myöhemmin paikoilleen ja käytetään sulatusuuneissa.

Elektrodien yhtäjaksoinen valmistus itse sulatusuunin päällä tunnetaan jo ennestään NO-patenttihakemuk-20 sesta nro 793 220. Sovellettaessa NO-patenttihakemuksen nro 793 220 mukaista menetelmää elektrodi valmistetaan syöttämällä lämpöä raakaan elektrodimassaan tietyllä alueella pidikkeen päällä, siis sen kohdan päällä, jossa virran syöttäminen elektrodiin tapahtuu. Elektrodimassa syö-25 tetään joko elektrodin mukana seuraavaan teräsvaippaan, jossa ei ole ulokkeita, tai kiinteään vaippaan, joka ei seuraa elektrodia. On kuitenkin todettu, että NO-patenttihakemuksen mukaiseen menetelmään liittyy joitakin virheitä ja puutteita. Näin valmistettuun elektrodiin on vai-30 kea saada riittävän hyvää pintaa. Elektrodia valmistettaessa syntyy kaasuja, jotka muodostavat suurempia tai pienempiä tyhjiä tiloja elektrodin ja teräsvaipan väliin tai elektrodin ja kiinteän vaipan väliin. Lisäksi vaipan ja elektrodin väliin muodostuu nokikerros, joka heikentää 35 vielä valmiin hiilirungon pinnan laatua. Tämä aiheuttaa elektrodiin pintavirheitä, joka vaikeuttaa hyvää kosketusta 2 80559 virransyöttöleukojen ja elektrodin välillä, kun elektrodiin syötetään virtaa sitä sulatusuunissa käytettäessä. Tällöin on se vaara, että elektrodin ja virransyöttöleu-kojen väliin syntyy valokaari. Tällainen valokaari on hy-5 vin vahingollinen virransyöttöleuoille. Leukojen vaihtaminen aiheuttaa taas pitkiä katkoja sulatusuunin toimintaan, mistä on seurauksena tuotannon aleneminen.

Lisäksi energian kulutus on suurempi NO-patentti-hakemuksen nro 793 220 mukaisessa menetelmässä. Kaikki 10 elektrodin valmistamiseen tarvittava energia on syötettävä ulkopuolelta.

Käsiteltävän keksinnön mukaan on nyt kehitetty sellainen menetelmä pitkänomaisten hiilirunkojen yhtäjaksoista valmistusta varten, jossa on eliminoitu aikai-15 semmin tunnetussa menetelmässä esiintyneet edellä mainitut epäkohdat.

Käsiteltävä keksintö koskee siis sellaista menetelmää suunnilleen vakiopoikkileikkauksen omaavien hiili-runkojen valmistusta varten, jossa raa'alla elektrodimas-20 salia täytetty vaippa lasketaan hitaasti ja yhtäjaksoisesti tai melkein yhtäjaksoisesti alas polttouunin läpi, joka on varustettu ulkopuolisella lämmönsyötöllä, ja keksinnölle on tunnusomaista, että käytetään rei'itettyä vaippaa, joka mahdollistaa elektrodimassasta tulevien kaasujen 25 pääsemisen polttouuniin, ja että uuniin syötetään sellainen määrä polttoilmaa, joka riittää polttamaan elektrodi-massasta poistuvan kaasun polttouunissa, säätämällä ulkopuolinen lämmönsyöttö polttouuniin niin, että polttouunissa pysyy 700 - 1 300°C lämpötila, mieluimmin 900° -30 1 100°C. Menetelmän muut piirteet käyvät selville patent tivaatimuksista .

Käsiteltävän keksinnön mukaista menetelmää selostetaan nyt lähemmin viittaamalla kuvaan 1, joka esittää periaateluonnosta pitkänomaisten hiilirunkojen valmista-35 miseksi yhtäjaksoisesti raa'asta elektrodimassasta.

Il 3 80559

Kuviossa 1 on esitetty kaaviona polttouuni 4, johon voidaan syöttää lämpöä sähkövastuslämmityksen, in-duktiolämpölaitteen, kaasupolttimien, öljypolttimien ynnä muiden avulla.

5 Elektrodivaippaan 2, jonka sisähalkaisija vastaa valmistettavan hiilirungon 1 ulkohalkaisijaa, syötetään raakaa elektrodimassaa tietylle alueelle polttouunin 4 päällä. 3a tarkoittaa raa'an, juoksevan massan ja kiinteän massan välistä rajapintaa. Vaipan 2 käsittävä hiilirunko 10 voi liikkua vapaasti uunin läpi, koska uunissa on vapaa tila sekä ylhäällä että alhaalla (5 ja 6). Polttoilma syötetään kohdasta 7 ja niiden kaasujen polttaminen, jotka pääsevät ulos vaipassa olevien reikien läpi kuumentamisen aikana, tapahtuu tilassa 8, jonka elektrodin vaippa 2 15 ja polttouuni 4 rajaavat. Palamiskaasut poistetaan kohdasta 9 aukon 10 läpi. Polttouunissa 4 raaka elektrodi-massa muodostetaan valmiiksi hiilirungoksi pitämällä polttouunin lämpötila 700-1 300°C välillä. Raa'an elektrodi-massan paistuessa vaippa, jossa on elektrodimassaa, las-20 keutuu alaspäin polttouunin läpi joko yhtäjaksoisesti tai jaksoittain pienin porrastuksin. Hiilirungon laskeutuessa alaspäin polttouunin läpi vaippaa pidennetään yläpäästä hitsaamalla siihen uusia vaippaosia, ja raa'an elektrodi-massan jälkitäyttö jatkuu.

25 Kun elektrodimassa kuumenee polttouunissa, elekt- rodimassassa olevasta sideaineesta muodostuu palavia kaasuja. Kaasun muodostuminen on tasaista, kun massan laskeutuminen on likipitäen yhtäjaksoista.

Käsiteltävän keksinnön mukaisen menetelmän erään 30 oleellisen piirteen edellyttämällä tavalla käytetään rei'itettyä vaippaa. Tällöin päästään siihen, että raa'an elektrodimassan kuumentuessa syntyvät kaasut pääsevät ulos vaipan rei'istä ja tulevat polttouuniin aina sitä mukaa kuin niitä syntyy. Tällä estetään elektrodimassasta pois-35 tuvan kaasun jääminen hiilirungon ja vaipan väliin. Valmiiseen hiilirunkoon saadaan näin hyvin tasainen pinta.

4 80559

Kaasutaskut ja nokikerros, jotka voivat aiheuttaa suuria virheitä hiilirungon pintaan, vältetään. Mikäli hiili-runkoa käytetään elektrodina sähkösulatusuunissa, on aivan välttämätöntä, että sen pinta on hyvin sileä, koska epä-5 tasainen elektrodin pinta muodostaa huonon kosketuksen elektrodin ja virtaleukojen välillä, mihin liittyy valo-kaaren muodostumisvaara. Tällainen valokaaren muodostuminen turmelee virtaleuat, kuten jo mainittiin.

Käsiteltävän keksinnön erään toisen tärkeän piir-10 teen mukaan käytetään niitä palavia kaasuja, jotka työntyvät polttouuniin, muodostamaan ainakin osa siitä energiasta, joka tarvitaan polttouunin lämpötilan pitämiseksi yllä. Polttokaasujen polttamiseksi polttouuniin syötetään sellainen määrä polttoilmaa, joka riittää polttamaan polt-15 tokaasut. Se energiamäärä, joka joudutaan syöttämään polttouuniin ulkopuolelta, on tällöin paljon pienempi kuin jo tunnetussa tekniikassa tarvittava energiamäärä. Polttouunin nopeuden ollessa riittävän suuri voidaan kuitenkin kaikki polttamiseen tarvittava energia saada aikaan poltta-20 maila elektrodimassasta tulevia polttokaasuja.

On edullisinta käyttää vaippaa, jonka rei'itysaste on alle 25 %. Erityisesti suositetaan 0,1 - 5 % suuruista rei'itysastetta. Rei'itysastella ymmärretään reikien yhteenlaskettua pinta-alaa ilmaistuna prosentteina vaipan 25 koko pinta-alasta.

Hiilirungon pistehapettumisen estämiseksi polttouunissa ja elektrodimassan virtaamisen edistämiseksi käytetään mieluimmin sellaista vaippaa, jossa olevan erillisen reiän halkaisija on 0,5 - 10 mm. Nimenomaan suosite-30 taan 2 - 4 mm halkaisijaa. Reiät voivat olla mitä tahansa geometrista muotoa, esim. ympyröitä, neliöitä, suorakaiteita ja niin edelleen.

Lisäksi on edullista, että vaipan reiät peitetään sellaisella materiaalilla, joka sulaa tai palaa 250 -35 900°C lämpötilassa. Tämä voidaan tehdä joko peittämällä 11 5 80559 suoraan jokainen reikä tai varustamalla vaippa sisäpuolelta tai ulkopuolelta sellaisella materiaalikerroksella, joka peittää vaipan reiät. On myös mahdollista puristaa, meistää tai porata vaippaan läpimenemättömiä reikiä, niin 5 että se materiaalikerros, joka jää jäljelle tällaiseen reikään, ei ole riittävän vahva kestämään polttouunissa olevaa lämpöä. Vaipassa olevat reiät avautuvat tällöin vasta polttouunissa. Tällöin vältetään elektrodimassan tai sideaineen likaantuminen. Lisäksi ensimmäiseksi muo-10 dostuvat kaasut puristuvat alaspäin, ennen kuin ne pääsevät ulos vaipan läpi. Tämä on taas edullista elektrodin laadun kannalta, koska elektrodin tiheys ja kestävyys lisääntyvät sen vuoksi, että kaasut hajoavat esiintyvissä korkeissa lämpötiloissa ja muodostavat hiiltä, joka täyt-15 tää kaasuissa olevat huokoset.

Hiilirunkoa voidaan käyttää joko suoraan sen alla olevassa sähkölämmityssulatusuunissa tai se voidaan katkaista sopiviksi pituuksiksi muiden pitkänomaisten hiili-tuotteiden valmistusta varten. Siinä tapauksessa, että 20 hiilirunko käytetään välittömästi sen alla olevassa sähkölämmityssulatusuunissa, vaippa voidaan poistaa aina sitä mukaa kuin valmis hiilirunko tulee ulos polttouunista. Tällöin keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettavia hiilirunkoja voidaan käyttää yhtäjaksoisena elektrodina 25 valmistettaessa sellaisia metalleja, joihin vaippamateri- aali, esim. teräs, aiheuttaa saastetta.

Claims (9)

1. Menetelmä suunnilleen vakiopoikkileikkauksen omaavien pitkänomaisten hiilirunkojen (1) yhtäjaksoista 5 valmistusta varten, jolloin raa'alla elektrodimassalla (3) täytetty vaippa (2) lasketaan hitaasti ja yhtäjaksoisesti tai suunnilleen yhtäjaksoisesti alas polttouunin (4) läpi, joka polttouunia kuumennetaan osaksi ulkopuolisella läm-mönsyötöllä, ja osaksi siten että raa'an elektrodimassan 10 kuumennuksessa syntyvät kaasut johdetaan polttouunin polt-tokammioon (8) poltettavaksi yhdessä syötetyn polttokaasun kanssa, tunnettu siitä, että käytetään rei'itettyä (2a) vaippaa (2), jolloin mainitut kaasut, työntyvät suoraan polttouunin (4) polttokammioon (8), jolloin ulkopuo- 15 lista lämmönsyöttöä polttouuniin säädetään siten, että ulkopuolisen syöttöenergian ja elektrodimassan kaasun polttamisesta syötetyn polttoilman avulla syntyvän energian yhteenlaskettu määrä on riittävä pitämään polttouunin lämpötila alueella 700-1300°C.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttouunin (4) lämpötila pidetään 900-1100°C:ssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään vaippaa (2), jonka 25 rei'itysaste on alle 25 %.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään vaippaa (2), jonka rei’itysaste on 0,1 ja 5 % välillä.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että käytetään vaippaa (2), jossa rei'ityksen erillisten reikien poikkileikkaus on 1,5-10 mm välisellä alueella.

6. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään vaippaa (2), jossa 35 rei'ityksen (2a) erillisten reikien poikkileikkaus on 2,0- 4,0 mm välisellä alueella. 7 80559

6 80559

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaipassa (2) olevat reiät (2a) peitetään materiaalilla, joka sulaa tai palaa 250 ja 900°C välisessä lämpötilassa.

8. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reikiä ei tehdä läpimeneviksi, vaan niihin jätetään jäljelle sellainen materiaaliker-ros, joka on niin ohut, että se sulaa lämmön vaikutuksesta polttouunissa.

9. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaippa poistetaan valmiiksi poltetusta hiilirungosta tämän mentyä polttouunin läpi. 8 80559