NL8403391A - Werkwijze voor het continu vervaardigen van langwerpige koolstoflichamen. - Google Patents

Description

N.0. 32840 ^

Werkwijze voor het continu vervaardigen van langwerpige koolstof' lichamen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het continu vervaardigen van langwerpige koolstoflichamen. De werkwijze is in het bijzonder bruikbaar voor het vervaardigen van koolstofelek-troden voor elektrothermische smeltovens, maar kan eveneens gebruikt 5 worden voor het vervaardigen van andere langwerpige koolstoflichamen, zoals bijvoorbeeld bekledingsblokken en kathode-elementen in elektroly-tische cellen voor het vervaardigen van aluminium. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan in directe samenhang met elektrothermische smeltovens gebruikt worden in die zin dat elektrodes boven de oven 10 vervaardigd kunnen worden en met een continu proces naar beneden in de oven gebracht kunnen worden. Anderzijds kunnen gescheiden delen omvattende voorgebakken elektroden buiten de ovens vervaardigd worden en later op de elektrodekolommen in elektrothermische smeltovens aangebracht worden.

15 Continue vervaardiging van koolstofelektroden direct in de oven is bekend uit de Noorse octrooiaanvrage 793220. Volgens deze octrooiaanvrage wordt een elektrode vervaardigd door het toevoeren van thermische energie aan niet gebakken elektrodepasta in een gebied boven de elek-trodehouder waar elektrische merkstroom naar de elektrode geleid wordt. 20 De elektrodepasta wordt hetzij in een stalen huis geladen zonder inwendige ribben en dat de elektrode naar beneden door de bakzone volgt hetzij in een permanent huis gebracht waardoor de elektrode glijdt. De werkwijze volgens de Noorse octrooiaanvrage 793220 heeft echter een aantal nadelen en gebreken. Het is zeer moeilijk om een elektrode met 25 een voldoende glad oppervlak te vervaardigen. Indien de elektrode gebakken wordt ontstaat gas uit de elektrodepasta, hetgeen grotere of kleinere holten of gaten tussen het oppervlak van de elektrode en het huis tot gevolg heeft. Bovendien wordt een laag roet neergeslagen tussen het huis en het elektrode-oppervlak, hetgeen de kwaliteit van het 30 elektrode-oppervlak verder benadeelt. Deze oppervlaktefouten op de elektrode maken het moeilijk om een goed elektrisch contact tussen con-tactklemmen en het oppervlak van de elektrode te verkrijgen, indien de elektrische merkstroom naar de elektrode geleid moet worden, indien gebruikt in de smeltoven. Er bestaat het gevaar van boogvorming tussen 35 het oppervlak van de elektrode en de contactklemmen. Een dergelijke boogvorming is fataal voor de contactklemmen. Het wisselen van contactklemmen brengt een langdurig buiten gebruik zijn van de oven en daar- 8403391 % f 2 door produktieverlies mee.

Tenslotte is het energieverbruik voor de werkwijze beschreven In de Noorse octrooiaanvrage 793220 hoog. De totale energie noodzakelijk voor het bakken van de elektrode moet aan de oven toegevoerd worden van 5 een uitwendige bron.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding is in een werkwijze voorzien voor het continu vervaardigen van langwerpige koolstof-lichamen, waarbij de nadelen en tekortkomingen van de eerder bekende werkwijze overwonnen zijn.

10 Dienovereenkomstig heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het continu vervaardigen van langwerpige koolstof-lichamen met in hoofdzaak uniforme dwarsdoorsnede, waarbij een huis gevuld met niet gebakken koolstof bevattende elektrodepasta langzaam en continu of in hoofdzaak continu naar beneden gebracht wordt door een 15 bakoven met een uitwendige energietoevoer, welk huis van openingen voorzien is om gassen, die ontstaan indien de elektrodepasta verwarmd wordt, in staat te stellen door de opening in het huis te stromen en in de bakoven te stromen. Lucht wordt aan de bakoven toegevoerd in een hoeveelheid die voldoende is voor verbranding van de gassen uit de 20 elektrodepasta en de uitwendige energie toegevoerd aan de bakoven wordt zo geregeld dat een temperatuur in de bakoven van 700 tot 13Ö0eC, bij voorkeur 900-1100°C gehandhaafd wordt. Verdere uitvoeringen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden uit de onderstaande beschrijving en de conclusies.

25 De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zal vervolgens ver der beschreven worden in samenhang met fig. 1, dat het principe toont van een inrichting voor het continu vervaardigen van langwerpige koolstof blokken uit niet gebakken elektrodepasta.

In fig. 1 is schematisch een bakoven 4 afgebeeld, waaraan elektri-30 sche energie toegevoerd kan worden door middel van weerstandsverwar-ming, inductieverwarming, gasbranders of oliebranders enz..

In een elektrodehuis '2, dat dezelfde inwendige dwarsdoorsnede heeft als de uitwendige dwarsdoorsnede van het langwerpige koolstof-lichaam 1, dat vervaardigd moet worden, wordt niet gebakken elektrode-35 pasta toegevoerd in een gebied boven de bakoven 4. Verwijzingscijfer 3a geeft de grens tussen de niet gebakken elektrodepasta en het gebakken koolstoflichaam aan. Het koolstoflichaam 1 en het huis 2 kunnen vrij door de oven 4 bewogen worden, aangezien er zowel aan de bovenkant als aan de onderkant van de bakoven een ruimte bestaat. De ruimte wordt 40 aangegeven door verwijzingscijfers 5 en 6. Verbrandingslucht wordt bij 8403391 « ( 3 ir* * 7 toegevoerd en de verbranding van gassen, die naar buiten stromen uit de opening in het huis, vindt plaats in de kamer 8, die begrensd wordt door het elektrodehuis 2 en de bakoven 4. Verbrandingsgassen worden afgezogen uit de kamer 8 via een sleuf 10 en een gasuitlaatkanaal 9. In 5 de bakoven 4 wordt de niet gebakken elektrodepasta gebakken tot een hard koolstoflichaam, terwijl de temperatuur tussen 700 en 1300°C gehouden wordt. Wanneer de te behandelen elektrodepasta gebakken is, wordt het huis dat de elektrodepasta bevat, continu of in hoofdzaak continu naar beneden door de bakoven gebracht. Wanneer het huis door de 10 bakoven naar beneden gebracht wordt, worden nieuwe delen van het huis op de bovenkant van het huis gelast en wordt niet gebakken elektrodepasta in de nieuwe delen van het huis gebracht.

Indien de elektrodepasta binnen de bakoven verwarmd wordt, ontstaan brandbare gassen in de elektrodepasta. Indien het huis naar bene-15 den gebracht wordt door de bakoven met een in hoofdzaak gelijke snelheid zal de ontwikkeling van gassen eveneens in hoofdzaak gelijkblijvend zijn.

Volgens een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt een van openingen voorzien huis gebruikt. De gassen die ontstaan 20 indien de elektrodepasta verwarmd wordt, zullen daarbij door de openingen in het huis stromen in de bakoven met in hoofdzaak dezelfde omvang als waarin de gassen ontwikkeld worden. Daardoor wordt het opsluiten van gas tussen het huis en het gebakken koolstoflichaam belet. Dit heeft een zeer glad schoon oppervlak van het gebakken koolstoflichaam 25 tot gevolg omdat gaszakken en koolstoflagen op het oppervlak van het koolstoflichaam vermeden worden. Indien het koolstoflichaam gebruikt moet worden als een elektrode in een elektrothermische smeltoven is het wezenlijk dat het oppervlak van de elektrode zeer glad is. Een ongelijkmatig oppervlak zal tot een slecht elektrisch contact tussen de 30 elektrode en de contactklemmen leiden en daarom zal er een zeker gevaar van boogvorming bestaan. Boogvorming is zoals hierboven beschreven fataal voor de contactklemmen.

Volgens een andere voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding worden de gassen die in de bakoven stromen, gebruikt om tenminste 35 een deel van de energie op te wekken die noodzakelijk is om de temperatuur in de bakoven op het gewenste niveau te handhaven. Verbrandingslucht wordt aan de bakoven in een hoeveelheid toegevoerd die noodzakelijk is voor volledige verbranding van de bakgassen. De hoeveelheid energie die uit een uitwendige toevoer toegevoerd moet worden aan de 40 bakoven zal daardoor veel kleiner zijn dan die noodzakelijk is volgens 8403391 « 4 de bekende werkwijzen. Indien de baksnelheid hoog genoeg is, is het zelfs mogelijk om alle energie nodig voor het bakken van het koolstof-lichaam toe te voeren door verbranding van de bakgassen.

Bij voorkeur wordt een huis gebruikt waarin de omvang van de ope-5 ningen minder dan 25% is. Aan een omvang van opening en tussen 0,1-5% wordt in het bijzonder de voorkeur gegeven. Onder de omvang van openin-gen wordt hier begrepen het totale oppervlak van de gaten van het huis als percentage van het totale oppervlak van het huis.

Teneinde puntoxydatie van het koolstoflichaam binnen de bakoven te 10 vermijden alsmede te grote lekkage van elektrodepasta, hebben de afzonderlijke openingen of gaten in het huis bij voorkeur een diameter tussen 0,5 en 10 mm. Aan een diameter tussen 2 en 4 mm wordt in het bijzonder de voorkeur gegeven. De gaten in het huis kunnen elke geometrische vorm hebben, b.v. cirkelvormig, vierkant, rechthoekig of dergelij-15 ke.

Volgens een uitvoering van de onderhavige uitvinding worden de gaten in het huis eerst bedekt door een materiaal dat bij een temperatuur tussen 250 en 900°C smelt of wegbrandt. Dit kan verwezenlijkt worden door hetzij het sluiten van elk afzonderlijk gat hetzij door het voor-20 zien in een materiaal zoals bijvoorbeeld een dun folie aan de binnenzijde van het huis. Het is eveneens mogelijk om verdiepingen in het huis te persen, drijven of te boren, waarbij het overblijvende materiaal in de verdiepingen niet dik genoeg is om de warmte in de bakoven te weerstaan. De gaten zullen pas dan open worden indien deze in de 25 bakoven bewogen zijn. Daardoor zal elke lekkage van niet gebakken elektrodepasta of bindmiddel belet worden. Verder zullen de bakgassen, die ontstaan nabij de bovenkant van de bakoven naar beneden geperst worden voordat deze naar buiten kunnen stromen door de openingen in het huis. Dit verbetert de kwaliteit van het koolstoflichaam aangezien de dicht-30 heid en sterkte van het koolstoflichaam groter wordt omdat de ontstane gassen gekraakt zullen worden bij de hoge temperatuur en koolstof voort zullen brengen dat poriën in het koolstoflichaam zal vullen.

Het koolstoflichaam vervaardigd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding kan rechtstreeks gebruikt worden in een elektrothermi-35 sche smeltoven aangebracht onder de bakoven of het langwerpige lichaam kan in passende lengten gesneden worden om andere soorten langwerpige koolstofprodukten te vervaardigen. Indien het langwerpige koolstoflichaam gebruikt wordt als een elektrode in een oven aangebracht onder dé bakoven, kan het huis onder de bakoven verwijderd worden waar het 40 koolstoflichaam volledig gebakken is. Bijgevolg kan het koolstof- 8403391 5 lichaam, vervaardigd volgens de onderhavige uitvinding, gebruikt worden als continue elektrode in ovens voor het smelten van metalen of legeringen waar het materiaal van het huis, b.v. staal, het produkt zou verontreinigen.

8403391

Claims (9)

1. Werkwijze voor het continu vervaardigen van langwerpige kool-stoflichamen met een in hoofdzaak gelijkmatige dwarsdoorsnede, waarbij een huis gevuld met niet gebakken koolstof bevattende elektrodepasta en 5 een bindmiddel langzaam en continu of in hoofdzaak continu naar beneden gebracht wordt door een bakoven met een uitwendige energietoevoer, met het kenmerk, dat een van openingen voorzien huis gebruikt wordt, waardoor gassen die ontstaan indien de elektrodepasta verwarmd wordt, door de openingen in het huis en in de bakoven stromen, waarbij lucht ge- 10 voerd wordt aan de bakoven in een hoeveelheid noodzakelijk voor de verbranding van de gassen die in de bakoven stromen uit de elektrodepasta en waarbij de uitwendige toevoer van energie aan de bakoven zo ingesteld wordt dat de hoeveelheid uitwendige toegevoerde energie en energie opgewekt door de verbranding van de bakgassen voldoende is om een 15 temperatuur in de bakoven tussen 700 en 1300°C te handhaven.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de temperatuur in de bakoven tussen 900 en 1100°C gehandhaafd wordt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het huis een omvang van openingen van minder dan 25% heeft.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het huis een oravang van openingen tussen 0,1 en 5% heeft.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afzonderlijke gaten of openingen in het huis diameters tussen 1,5 en 10 mm hebben.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afzonderlijke gaten of openingen in het huis diameters tussen 2,0 en 4 mm hebben.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gaten of openingen in het huis eerst bedekt worden door een materiaal dat bij 30 een temperatuur tussen 250 en 900°C wegsmelt of wegbrandt.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de openingen in het huis zich niet volledig door het huis uitstrekken, en dat de overblijvende laag materiaal van het huis smelt indien blootgesteld aan de temperatuur van de bakoven.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het huis verwijderd wordt van het gebakken langwerpig koolstoflichaam onder de bakoven. -H-l-1 H-l- 8403391