NO149451B - Fremgangsmaate for fremstilling av kontinuerlige elektroder - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av kontinuerlige elektroder, som brennes i den ovn hvor de anvendes under gradvis forskyvning nedover i ovnen i takt med elektrodeforbruket, og vedrører sp"esielt en fremgangsmåte for brenning av elektrodens øvre del. Oppfinnelsen kan anvendes både i forbindelse med smelteovner og ovner for smelte-elektrolytisk fremstilling av metaller.

De såkalte Søderberg elektroder dannes fra elektrodemasse som hovedsakelig består av karbon, f.eks. i form av anthrasit i blanding med en hydrokaronbinder på tjærebasis. Søderberg elektroder brukes i elektrotermiske ovner, men også som anoder i ovner for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium. Elektrodene i elektrotermiske smelteovner er utstyrt med en

mantel som følger elektrodene i dens bevegelse nedover og forbrukes med disse. Moderne Søderberg-anoder er utstyrt med en stasjonær mantel som anoden glir igjennom. Den varmeutvikling som er en følge av strømtilførselen bevirker at elektrodemassen brennes til elektrode. Elektrodemassen og elektroden blir i ovnen utsatt fra temperaturer fra 0DC og opptil vel 2600°C i lysbueovner. Elektrodemassen mykner ved omtrent 80°C og brennes i temperaturområdet fra 400-600°C.l I dette temperaturområdet blir de flyktige bestanddeler drevet ut og elektroden blir fast. Prosessen er kontinuerlig. Elektroden med den omgivende mantel vil senkes nedover i ovnene etter hvert som den forbrukes. Dette krever komplisert og dyrt opphengnings og senkningsutstyr samtidig som man må ha et kjølesystem for avkjøling av holder og slipningsutstyr.

Oppfinnelsen angår en forbedring i denne fremgangsmåte som vil avhjelpe de ulemper som er nevnt ovenfor. Samtidig vil også Søderberg elektroden kunne brukes hvor produktene ellers ville

ha blitt forurenset av metallet i mantelen.

Dette blir ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnådd ved

at man etablerer to forskjellige soner i brenneprosessen, dvs.

en første sone hvor elektrodemassen mykner og brennes, og en annen sone hvor strømmen tilføres den ferdigbrente elektrode.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for fremstilling av kontinuerlige elektroder som brennes i den ovn hvor de anvendes og som forskyves nedover i takt med elektrodeforbruket i ovnen og hvor elektroden i en sone ovenfor elektrodeholderen tilføres varme fra en ytre varmekilde, slik at elektrodemassen i nevnte sone oppvarmes til 400-600°C hvorved elektroden vil være ferdig brent innen den kommer ned til holderen hvor strømtilførselen til elektroden finner sted. Varmen i øverste sone tilføres over et separat ringformet legeme, som eventuelt kan bære en del av elektrodens vekt, og den tilførte varme generes ved motstandsoppvarmning, induksjon, flammeoppvarmning, varmeutveksling eller konveksjon. Elektroden kan også opphenges i en ekstra holder som er anbragt mellom det ringformede legeme for oppvarmning av elektroden og elektrodeholderen som fører strøm til elektroden. Elektrodemantelen kan sløyfes i elektrodens nederste del.

Det er kjent fra norsk utlegningsskrift nr. 123.094 å omgi elektroden med en hylse i såpass avstand at det dannes et ringformet rom hvori det sirkuleres varm luft med temperatur ikke over 200°C. Hensikten med denne innblåsning av varm luft er å sørge for at elektrodemassen mykner og flyter jevnt nedover i mantelen uten å etterlate hulrom eller lignende. Da brenningen som kjent først begynner ved temperaturer over 3 0 0 0 C , er det utelukket at elektroden ifølge det norske u11 egn ingsskr i ftet kan brennes bare ved hjelp av den varme gass som tilfores til innenfor hylsen. I motsetning til dette er det vesentligste trekk ved den foreliggende oppfinnelse at elektroden skal være ferdig brent før den når holderen hvor strømtilførselen til elektroden finner sted. Ved den foreliggende oppfinnelse kan således elektroden brennes selv uten at det tilfores strnm til ovnen. Dette er ikke mulig ved fremgangsmåten ifoige No. 12 3.094.

Foreliggende oppfinnelse nedforer en rekke fordeler. Man oppnår en kontinuerlig brenning av elektroden som er uavhengig av normale driftsstanser på smelteovnen.

Mantelen kan fjernes over holderen for strømtilførsel, d.v.s.

at man får ikke forurenset f.eks. si 1 isium-meta11 med jern fra mantelen og man kan dermed benytte selvbrennende elektroder til fremstilling av metaller som p.g.a. jernforurensning fra mantelen hittil har krevd bruk av forbakte kullelektroder.

Et eksempel på utførelse av oppfinnelsen er skjematisk

illustrert på vedlagte figur I og II, hvor

fig. I viser et lengdesnitt gjennom en konvensjonell Søderberg-elektrode , mens

fig. II viser et lengdesnitt gje-nnom en elektrode fremstilt i henhold til oppfinnelsen.

På fig. I betegner 10 elektrodemantelen som har et flertall av

ribber 12 påfestet sin indre perferi. Elektrodeholderen 14 som leverer strøm til elektroden omgir mantelen 10 fullstendig.

Elektrodemassen 16 som er fremstilt ved blanding av f.eks-.

kalsinert anthrasit blandet med tjære, fylles i mantelen 10.

Ettersom den nærmer seg sonen A, som vanligvis er beliggende

like over holderen 14, vil elektrodemassen 16 begynne å mykne mens den gradvis oppnår en temperatur på ca. 80°C. Den myke masse glir nedover i retning mot den nedre ende av mantelen 10

og blir då i sone B utsatt for temperaturer på 400°C opptil 600°C, hvorved den brennes og blir hard og antar form av en elektrode C med høy mekanisk styrke. Denne elektrode C til-

føres strøm fra holderen 14 fra ribbene 12 via mantelen 10.Mantelen som skal gi elektroden C sin form vil også føres ned i ovnen hvor den forbrukes sammen med elektroden, og den må derfor fornyes ovenfra etter hvert som elektroden senkes slik at en ny mantel-seksjon vil bli plassert på elektrodens øvre ende, og vil i tur og orden komme ned og forbrukes nede i ovnen.

Fig. 2 viser en Søderberg-elektrode i henhold til oppfinnelsen. Elektrodemantelen med massen 20 er her omgitt av et ringformet

legeme 18 som forårsaker mykning og brenning av massen.

Mykningen tar plass ved ca. 80°C og brenningen ved ca. 400°C opptil 600°C, og disse temperaturer oppnås ved at det ringformede legeme 18 tilføres varme som er uavhengig av energiti 1 førelsen i selve ovnsprosessen.

Enhver passende form for opphetning kan brukes, og den kan f.eks. være elektrisk opphetning, induksjonsopphetning eller ved hjelp av metalliske elementer som er innført i elektrodemassen 20, flammeopphetning, varmeutveksling etc. som kan reguleres. Når masssen har blitt brent i sone B, blir elektroden C som er ferdigbrent og sterk nok, tilført strøm fra holderen 22 og kan da overføre den elektriske strøm til selve smelteovnen. Ringen 18 kan lages av en eller flere beveg-

lige seksjoner, og ved siden av å bidra med varme til brenning og smelting av masse, bør den også være sterk nok til å kunne bære hele elektrodens vekt. Opphengnigen kan også foregå via en annen holder 24 som er plassert mellom ringen 18 og holderen 22. Elektrodemantelen kan eventuelt sløyfes slik at elektrodemassen fylles i direkte innenfor det ringformede legeme 18 som dermed virker som permanent mantel som omgir elektroden.

Fordelene ved fremgangsmåten er:

a) mulighet for å sløyfe ribbene 12 på mantelen 10 i konvensjonell teknologi, hvilket vil forenkle mantelen 10 og redusere

produkjonsomkostningene.

b) mulighet for å eliminere mantelen 10 eller kontaktstengene hvis dette er mulig. Dette medfører at elektrodene kan brukes

der hvor forurensning av metallisk materiale fra mantelen ikke er ønskelig.

c) bedre kontroll for opphentning, mykning og brenning av elektroden innenfor det ringformede legeme 18. d) bedre kontroll med elektrodestrommen og av laget av halv-smeltet elektrodemasse som ikke leder strømmen. e) muligheten au å etablere og opprettholde en innvendig kanal i elektroden innenfor det ringformede legeme 18, hvilket igjen

vil tillate innførsel av gass og andre materialer gjennom elektroden.

Andre forandringer og modifikasjoner kan utføres uten at oppfinnelsens ide forandres. Ringen 18 samt holderne 22 og 24 kan være delt horisontalt om nødvendig således at man får forskjellige anordninger for hvert trinn, og elektrodemassen kan tilføres ved mekaniske midler. Elektroden kan brukes i"" horisontal eller skrå stilling om nødvendig.

Elektrodemassen kan også stampes inn i mantelen innenfor området av det ringformede legeme 18.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av kontinuerlige elektroder som brennes i den ovn hvor de anvendes og som forskyves nedover i takt med elektrodeforbruket i ovnen og hvor elektroden i en sone (B) ovenfor elektrodeholderen (22) som bevirker strømtilførsel til elektroden, tilføres varme fra en ytre varmekilde,karakterisert vedat elektrodemassen i nevnte sone (B) oppvarmes til 400°C-600°C slik at elektroden vil være ferdig brent (sone C) innen den kommer ned til holderen (22) hvor stromti 1 førselen til elektroden finner sted.

2. Fremgangsmåte som i krav 1,karakterisertved at varmen i sone (B) tilføres over et separat ringformet legeme (18) som eventuelt kan bære en del av elektrodens vekt og hvor den tilførte varme generes ved motstandsoppvarmning , induksjon, flammeoppvarmning, varmeutveksling eller konveksjon.

3. Fremgangsmåte som i krav 1,karakterisertv e d at elektroden opphenges i en holder (24) som er anbragt mellom det ringformede legeme (18) for oppvarmning av elektroden og elektrodeholderen (22) som tilfører strøm til elektroden.

4. Fremgangsmåte som i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat elektrodemantelen sløyfes i elektrodens nederste del.