NO782435L - Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av brente carbonanoder - Google Patents
Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av brente carbonanoderInfo
- Publication number
- NO782435L NO782435L NO782435A NO782435A NO782435L NO 782435 L NO782435 L NO 782435L NO 782435 A NO782435 A NO 782435A NO 782435 A NO782435 A NO 782435A NO 782435 L NO782435 L NO 782435L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- temperature
- burning
- heating
- approx
- anode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 53
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011305 binder pitch Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000002008 calcined petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
- C25C3/12—Anodes
- C25C3/125—Anodes based on carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av brente .. carbonanoder
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved fremstilling av brente carbonanoder, spesielt for anvendelse for smeltebadelektrolyse ved fremstilling av aluminium, hvor en på forhånd formet, presset, såkalt "grønnanode" utsettes for en varmebe-handling.
Oppfinnelsen angår dessuten et apparat for utførelse av
fremgangsmåten..
Carbonanoder som skal fremstilles ved den foreliggende
fremgangsmåte, anvendes fortrinnsvis ved fremstilling av aluminium.■
Ved fremstillingen av aluminium fra aiuminiumoxyd anvendes smeltebadelektrolyse, idet stålkar som er murt med et ildfast
materiale, anvendes som elektrolyseceller. Bunnen av disse kar virker som katode og er foret med carbon. Som anode anvendes likeledes carbon som fortrinnsvis anvendes i form av en på forhånd brent blokk. Efterhvert som elektrolysen finner sted,brenner anoden opp. For utvinning av ett tonn metallisk aluminium er det nødvendig med ca. 0,5 tonn carbonanode. Av denne grunn er vanlig-vis et anlegg for fremstilling av carbonanodene som trenges i store mengder, knyttet til et aluminiumverk, og fremstillingen av carbonanodene utgjør en vesentlig omkostningsfaktor for aluminium- . fremstillingen..
Anodene fremstilles fra pétroleumskoks som er et ekstremt
a.skefattig produkt innen petrokjemien, og bek anvendes som bindemiddel. For oppnåelse av en mest mulig tett kornpakking, knuses,'
males og sorteres koksen slik at det fås korrifraksjoner fra støv-formig tii over middels til grov.
Fra vektandeler av disse komponenter fremstilles en blanding ifølge en programmert oppskrift, og blandingen forvarmes og blandes intimt med et bindemiddel, f.eks. bek, i et blandeapparat. Det anvendes da en temperatur av 130-170°C.
Denne anodemasse blir derefter formet i en form til en såkalt "grønn" anode, f .eks. på et, ry.stekomprimer.ingsapparat. Derefter blir anoden først avkjølt,, for at den skal få en fasthet som er tilstrekkelig for den videre transport, og til slutt varme-behandles anoden i brennovnsanlegget.
Under brenningsprosessen omvandles det råe formlegeme tii et fast, hårdbrent carbon under opprettholdelse av sin geometriske form. Dette finner sted ved at de enkelte kokspartikler bindes sammen til en fast masse under cracking og forkoksning av bindemidlet.
Ved oppvarmingen til over mykningspunktet. for bindemidlet mister det grønne formlegeme forbigående sin fasthet. Det må der-for holdes under et porøst, ildfast materiale under brenningsprosessen. De gasser og damper som dannes på grunn av pyrolysen av bindemiddelbeket og som utgjør ca. 5-10 vekt% av anodelegemet, unnviker gjennom støtteanordningens porer og ut i ovnsatmosfæren såfremt de ikke crackes under dannelse av koks. For å kunne gjennomføre denne avgassingsprosess uten at dette går ut over anodens kvalitet, helt opp tii det øvre område for brenningstemperaturen som ligger ved høyst ca. 1300°C, oppvarmes anoden fortrinnsvis innen det nedre .temperaturområde og opp til ca. 500°C ytterst langsomt og forsiktig med en temperaturøkning av. bare 0,5-4°C/h.
En brenningssyklus med oppvarming, holding av brenningstemperaturen og avkjøling varer for de vanlige kjente metoder i ca. 21 dager. På grunn av dette er kapital- og driftsomkostningene for den diskontinuerlig gjennomførte brenningsprosess meget høye. Som ovner anvendes som -oftest flammeoppvarmede såkalte ringkammer-ovner.
Det er dessuten kjent å. spenne carbonlegemer inn mellom elektroder og å oppvarme disse ved direkte strømgjennomgang og motstandsoppvarming f.eks. til grafittdanneisestemperatur (2600°C). Denne metode er basert på en oppfinnelse av Acheson og som i lang tid har vært den vanlige metode ved fremstilling av deler av carborundum og eiektrografitt. En overføring av -denne fremgangsmåte til fremstilling av store anodeformstykker,.som f.eks. for smeltebadelektrolyse av aluminium med enhetsvekter på opp til 3 tonn og som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse,er imidlertid hittil ikke blitt gjennomført.
På den annen side rapporterer Popoff et al i Cvetnye
Metally 46 (1973), s. 28-31, Dokumentation No. 669.713.1, en ny fremgangsmåte for samtidig pressing og brenning av anoder for smeltebadeiektrolyse for fremstilling av aluminium. Denne nye fremgangsmåte består i det vesentlige i at pressgodset brennes under et trykk-av ca. 300 kg/cm 2 i en matrise ved hjelp av elektrisk motstandsoppvarming... Brenningstiden utgjør ca. 60-70 minutter, og temperaturgradienten er ca. 14-16°C-pr. minutt.
Det nås en sluttemperatur på 1000°C. Selv om anodene fremstilt
ved brenningsprosessen under høyt trykk har optimale kvalitets-verdier ifølge den nevnte publikasjon, er det likevel en alvorlig ulempe at denne fremgangsmåte krever en ekstremt stor apparatur-innsats for dannelse og opprettholdelse av et pressetrykk av ca. 300 kg/cm 2i løpet aV en tid av minst.1 time pr. anode.
Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat som'er frie for de ovennevnte ulemper og.
som kan gi spesielt en betydelig forkortelse av brenningssyklusen og derved en betydelig forbedring av økonomien under erholdelse av en optimal anodekvalitet.
Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ,ved at brenningssyklusen gjennomføres med de følgende faser:
a) 1. fase
Oppvarming ved hjelp av elektrisk motstandsoppvarming innen
et temperaturgradientintervall mellom 2,5°C/min og 10°C/min, fortrinnsvis 3,5°C/min - 8°C/min.
b) 2. fase
,Opprettholdelse av brenningstemperaturen i en tid av 30-300
minutter, fortrinnsvis 60-120 minutter.-.
c) 3. fase
Avkjøling av den ferdigbrente anode.
Anoder fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte får efter en brenningstid på 10% og derunder de samme fysikalske kjennetegn som de hårdbrente carbonformstykker som brennes i en ringkammerovn i løpet av 21 dager. Det har ifølge oppfinnelsen overraskende vist seg at brenningsprosessen er fullstendig av- sluttet efter ca. 5-7 timer, og en fortsettelse av brenningsprosessen utover denne tid gir ingen nevneverdig forandring av de oppnådde fysikalske verdier.
Det tillatelige porevolum for carbonanoden er f.eks. efter en brenningstid på 5-7 timer 15-28% og ligger innenfor de tillatelige grenser. Likeledes nås de nødvendige fasthetsverdier av 250-350 kg/cm 2i løpet av brenningstiden på ca. 5 -. 7 timer
uten at en fortsatt brenning eller opprettholdelse av brenningstemperaturen tyder på en tilbøyelighet til at en'ytterligere forbedring av fasthetsverdiene vil kunne oppnås.
Ved ytterligere undersøkelser ifølge.oppfinnelsen viste det seg dessuten overraskende at den'forholdsvis korte brenningstid på 5 - 7 timer ikke<v>hadde noen negativ innvirkning på den ferdige anodes spesifikke elektriske motstand.
Ved den foreliggende fremgangsmåte -er det gunstig å Inn-stille temperaturgradienten i avhengighet av hvor høy oppvarmingstemperaturen er.
Det er da en fordel at oppvarmingsfasen innen det nedre temperaturområde utføres m ed en lavere temperaturgradient enn innen det øvre temperaturområde. Ved en slik skånsom ovnsbehandling under den termiske brenningsprosess påvirkes spesielt den pro-sentuelle andel av det tillatelige porevolum gunstig.
Det er da fordelaktig at oppvarmingsfasen utføres opp til et temperaturområde av tilnærmet 300-500°G med en gradient mellom ca. 2,5°C/min og ca. 4°C/min og over tilnærmet 50 0°C med en gradient mellom ca. 4°C/min og ca. 10°C/min.
At oppvarmingshastigheten ifølge oppfinnelsen innstilles varierbart i overensstemmelse med hvor høy oppvarmingstemperaturen er, er basert på den overraskende oppdagelse at efter en skånsom,. dvs. forholdsvis.langsom, oppvarming innen det nedre temperaturområde, hvorved hoveddelen av de dannede damper og' gasser åpenbart delvis crackes, forkokses eller drives ut av massen, innvirker en påfølgende forholdsvis hurtig og kontinuerlig økning, av oppvarm-ningshastigheten ikke på noen måte uheldig på den ferdige anodes kvalitet.
Ved én rekke undersøkelser og sammenligningsforsøk ble dessuten den ikke forutsebare.oppdagelse gjort at de metoder som anvendes for avkjølingen, f.eks. til og med ved anvendelse av b.råkjøiing, f.eks. ved besprøytning av den varme elektrode med en vanntåke, ikke på noen måte hadde noen negativ innvirkning på den ferdige elektrodes kvalitet.
Det er dessuten fordelaktig at den fase hvor brenningstemperaturen opprettholdes, glidende går over i avkjøiings-fasen, dvs.-med en gradvis avtagende'.temperatur.
En gunstig utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte er å forsterke den påfølgende avkjølingsfase med et gass-f ormig varmeoverføringsmiddel.
Det kan da være fordelaktig å benytte den ytterligere forholdsregel å intensivere avkjølingen ved å sprøyte en kjøle-'væske inn i varmeoverføringsmediumet, f.eks. i form av en vanntåke.
Det fås en optimal rasjonalisering ved forkortning av av-kjølingsf asen ved- at intensiteten for avkjølingen reguleres varierbart som funksjon av den oppnådde temperatur. Det er da fordelaktig å øke avkjølingens intensitet med synkende temperatur for anoden.
For. dette formål kan den i og for seg kjente forholdsregel benyttes at kjølemidlets følbare varme anvendes, for forvarming av ubrente anoder.
Det fås en ytterligere økonomisk besparelse ved den foreliggende fremgangsmåte dersom flere brennsteder er seriekoblet til en strømkilde, idet oppvarmingsfasen og temperaturholdefasen i det minste delvis overlapper hverandre i en sekvens av taktperioder, ved at det neste brenningssted ved begynnelsen av opp-varmingsf asen er koblet til et brenningssted under temperatur-holdef asen .
Med denne seriekobling fås på grunn av en tidsmessig over-lapping av taktperiodene en forbedring av belastningen a<y>en strømkilde og derved en ytterligere forbedring av prosessens økonomi uten at skadelige strømtopper opptrer.
Et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter det trekk at et større antall brennings steder er tilknyttet til en stasjon for forming og pressing av ubrente anoder.
Den hittil vanlige kjente og tilsvarende sammenkobling av formningsstasjon og brenningsstasjon til en enhet gir nemlig et meget urasjonelt apparat fordi produksjonskapasiteten for en maskinteknisk omfattende stasjon for forming og pressing av de ubrente anoder er langt større enn produksjonskapasiteten for-
et brenningssted.
Det er for apparatet ifølge oppfinnelsen fordelaktig at minst to brenningssteder er tilknyttet en strømkilde.
Derved fås en vesentlig mer rasjonell belastning av hver strømkilde sammenlignet med et apparat hvor de enkelte brenningssteder er forsynt med hver sin transformator.
En gunstig utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen er særpreget ved at brenningsstedene er anordnet på en transportinnretning, fortrinnsvis på et transportbånd, hvorved strømover-føringen fra strømkilden tii brenningsstedene•skjer via med-løpende strømoverføringsorganer, fortrinnsvis såkalte slepekabelanordninger.
Ifølge en annen gunstig utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen er brenningsstedene stasjonært anordnet mellom tilnærmet parallelt løpende transportinnretninger for tilførsel og fjernelse av anodene.
Det kan endelig benyttes den forholdsregel at brenningsstedene er anordnet på et dreiebord i form aven karusell.
Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene, hvorav
Fig.. 1 viser en.kurve over innvirkningen av oppvarmings-og holdetiden på'en anodes romvekt, Fig. 2 viser en kurve over innvirkningen av oppvarmings-og holdetiden på en anodes porevolum, Fig. 3 viser en kurve over forandringen av trykkfasthet med oppvarmings- og holdetiden, Fig. 4 viser en kurve over innvirkningen avpppvarmings- og holdetiden på carbonanodenes reaktivitet, Fig. 5 viser et mikrofotografi av et slip av ét ubrent ut-
gangsmateriale for en carbonanode med en forstørrelse på 70 X,
Fig. 6 viser et mikrofotografi for et slip av brent carbonanode med en forstørrelse på 200 X, Fig. 7 viser apparatet med brenningssteder anordnet på en transportinnretning, Fig. 8 viser brenningssteder anordnet mellom tilnærmet parallelt løpende transportinnretninger,
Fig. 9 viser brenningssteder anordnet på et dreiebord
i form av en karusell,
Fig. 10 viser skjematisk et sideriss av apparatet ifølge
i
Fig. 7, og
Fig. 11 viser det samme apparat som på Fig. 10 sett oven-
fra .
Av kurven på Fig. 1 fremgår økningen av en anodes romvekt
i løpet av den termiske prosess som følge av krymping av det.
brente legeme. Verdiene nærmer seg i overensstemmelse med en eksponensial funksjon asymptotisk tii en øvré grense ved en oppvarmings- og holdetid av ca. 7-8 timer.
Kurven på Fig. 2 viser avhengigheten for anodelegemets porøsitet åv oppvarmings- og holdetiden. Det fås et tilnærmet lineært forløp hvor den nedre grenseverdi av ca. 25. volum% nås efter en oppvarmings- og holdetid på ca. 8 timer. En forlengelse av den termiske prosess gir ikke lenger noen volumforandring.
På Fig..3 er vist en kurve over avhengigheten for anodelegemets trykkfasthet av oppvarmings- og holdetiden. Kurven forløper tilnærmet lineært og nærmer- seg asymptotisk en grenseverdi av ca. 350 kg/cm 2 efter en tid av ca. 8 timer.
På Fig. 4 er vist en kurve over avhengigheten for anodelegemets reaktivitet av oppvarmings- og holdetiden. For å
unngå høye avbrannstap skal denne reaktivitet være mest mulig lav.' Den når grenseverdien efter en brenningstid på ca. 8 timer.
På Fig. 5 er vist et mikrofotografi av et slip av det
ubrente utgangsmateriale med en forstørrelse på 70 X.
Råmaterialet består av lysegrå tii middels grå petroleums-koks, mens derimot bindemidlet mellom de enkelte kokspartikier,
og likeledes selve porene, er sorte. •
Et slip av den ferdigbrente anodemasse er vist på Fig. 6 med en forstørrelse på 200 X. Det fremgår som en tydelig forandring i forhold til anodemassen i rå tilstand at det for den brente anodemasse forekommer slørformig bøyede grafittlameller (lyse-mørkegrå) som er typiske for den lamellære oppbygning av retortegrafitt. De er et tegn på det optimale sluttresultat ved den termiske prosess og gir en sikker prøvemetode for å bedømme "ferdig"-tilstanden.
På Fig. 7 er rent skjematisk vist oppbygningen av et apparat-for forming og brenning av carbonanoder. Formstasjonen er betegnet med 1, og til denne er tilknyttet en rekke brenningssteder 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 osv. På transportbåndet 9 er rå form-stykker 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,- 17. plassert for brenning i brenningsformer. Slepekabelanordninger er betegnet med 18, 18' og har sammen med transportbåndet 9 medvandrende kontakter 19, 19' med samme hastighet.
Brenningsstedene 2-3 beveges under brenningssyklusen av - 7-8 timer kontinuerlig eller trinnvis fremad på transportinnretningen 9.
En annen utførelsesform av det foreliggende apparat er vist på Fig. 8. Tii stasjonen 1 for forming av råanoder er en første transportinnretning 20 tilknyttet. Parallelt med .denne er en annen transportinnretning 4' for vekktransportering av de ferdigbrente anoder anordnet. Mellom disse befinner seg fast anordnede ' brenningssteder 21, 22, 23. Dersom apparatet skal fulimekaniseres, kan overføringsbartene 24, 25, 26 likeledes være utstyrt med transportinnretninger av en hvilken som helst egnet utførelses-f orm.
De stasjonært anordnede brenningssteder 21, 22, 23 er forsynt med de skjematisk antydede kontakter 27, 27'.
På Fig. 9 er et dreiebord 28 med en rekke brenningssteder
29 tilknyttet, tii formningsstasjonen 1 for råanodene.
På Fig. 10 er i forstørret målestokk og i form av et sideriss vist prinsipielt den samme anordning som,på Fig. 7. Til den skjematisk antydede formningsstasjon 1 er transportinnretningen 9' tilknyttet som i det viste eksempel er utformet som en rulle-bane. På denne beveger de ildfaste former seg 30, 31, 32, som inneholder råanodene 30'. 31"..32. ved hieln av en ikke nærmere vist fr.emsky.vningsinnretning. I de ildfaste former 30, 31, 32 befinner seg kanaler 34 som gjør det mulig for de ved brenningsprosessen unnvikende gasser og damper' å komme ut av formen.. På
Fig. 11 er den samme anordning vist sett'ovenfra.
Kabelslepeledning.ene 18, 18' står via kontaktplatene 19, 19' i forbindelse med de'ildfaste former 30, 31, 32 som befinner seg på rullebanen 9<1>og som drives fremad i samme retning som pilen 33 ved hjelp av en ikke vist fremskyvningsinnretning.
Eksempel
En carbonanode med dimensjonene 500 x 500 x 800 mm fremstilles. For denne anvendes som utgangsmateriale kalsinert petrolumskoks med en kornstørrelse av 0-3 mm. Petroleumskoksen har-følgende kornstørrelsesfordeling: 0 - 0,2 mm =28,51
0, 2 - 1, 0. mm = 54 , 3%
1,.0 - 3,0 mm = 17, 2%
Koksen som tas fra lagringssiloen, blandes ved en temperatur a-v ca. 150°C med ca. 16,5% stenkulltjærebek som bindemiddel. Blandingen fortettes på en rystemaskin i ca. 200 sekunder i stål-form med påsatt dekkvekt.ved en frekvens av 25 Hz og en amplityde av ca. 8 mm og blir derved formet.
Derefter avkjøles den således fremstilte råanode og over-føres derefter til brenningsstasjonen. Der omhylles råanoden med en delbar brenningsform som består av en stålkappe foret med ildfaste keramikkplater. Brenningsformen er åpen oppad og får efter innsettingen av råanoden et stållokk som likeledes er ildfast forer og som hviler på brenningsformen på grunn av sin egen vekt og som er forsynt med boringer for at de dannede forkoksnings-kasser. skal kunne unnvike. På siden av toppoverflåtene på
500 x 500 mm for råanoden er strømtilførselsplater anordnet og presses mot råanoden ved hjelp av en fjærforspenning med et trykk av ca. 0,5 kg/cm 2. Disse strømtilførselsplater består på siden vendt mot anodene av grafitt og på siden vendt mot strømtil-førselen av kobber. Kobberplaten er via en fleksibel st.r.øm-leder koblet til strømkilden. Dessuten avkjøles kobberplaten stadig med et kjølemiddel, fortrinnsvis termalol j e. -.
En vekselspenning påføres på de to strømtilførsler med en spenning som under brenningsprosessen avtar fra ca. 65 V til ca. 10 V. Ved begynnelsen av prosessen er strømstyrken ca. 400 A, • og under brenningen stiger den til ca. 4500 A.
Derved oppvarmes carbonanoden som virker som elektrisk motstand, til 1000°C i løpet av ca. 10 minutter. Oppvarmingshastigheten utgj.ør innen temperaturområdet 350-1100°C ca. 5°C/min. Ved begynnelsen av oppvarmingen utgjør oppvarmingshastigheten ca.. 3°C/min, og fra ca. 350°C økes den stadig opp til ca. 8°C/min.. inntil brenningstemperaturen er blitt nådd (ca. 1100°C).
Efter at temperaturen av 1100°C er blitt nådd, holdes denne . temperatur konstant i ca. 60 minutter. Derefter kobles spenningen ut. Den delbare brenningsform omfattende strømtilførselsplatene fjernes derefter fra det ferdigbrente carbonformstykke, og dette avkjøles derefter i ca. 4-5. timer, idet avkjølingsprosessen intensiveres.ved påblåsing av kjøleiuft. "Ved 150°C bråkjøles den ferdigbrente anode med en vanndusj til den tillatelige temperatur av ca. 50-60°C for den videre bearbeidelse.
Resultatene av brenningsprosessen er gjengitt i den nedenstående tabell:
I det nedenstående diagram, er en typisk pppvarmingskurve vist. Ifølge denne utgjør den samlede syklus for varmebehandlings-prosessen ca. 8,5 timer. Tids-/temperaturdiagram for et typisk forløp av anodebrennings-prosessen..
Oppvarmingen finner sted. innen temperaturgradientinter-vailet mellom 3 og 8°C/min. inntil punktet A ved 1100°G. Fra A tii B opprettholdes temperaturen med et ganske lite fall i
denne (ca. 50°C) i ca. 70 minutter. Temperaturen synker da på grunn av utkobling av strømmen og den begynnende avkjøl-ings-prosess til punktet C i løpet av ca. 4 timer. I punktet C er en temperatur av ca. 150°C nådd. Derefter avkjøles anoden til ca. 70°C ved dusj irg med vann..
Claims (16)
1. Fremgangsmåte ved fremstilling av brente carbonanoder, spesielt for anvendelse ved fremstilling av aluminium -ved smeltebadelektrolyse, hvor formvarmede/ pressede råandder utsettes for en brenningsprosess, karakterisert ved åt brenningsprosessen gjennomføres i de følgende trinn:
a. 1. trinn = oppvarming ved hjelp av elektrisk motstandsoppvarming innen et temperaturgradientintervall av 2,5-10, fortrinnsvis 3,5-8, ° C/ min. ,
b. 2. trinn = opprettholdelse av brenningstemperaturen i 30-300, fortrinnsvis 60-120,min., og
c. 3. trinn = avkjøling av den ferdigbrente anode.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at temperaturgradienten reguleres varierbart i overensstemmelse med hvor høy oppvarmingstemperaturen er.
3. Fremgangsmåte ifølge krav i eller 2, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet innen det nedre temperaturområde utføres med. en lavere temperaturgradient enn innen det.øvre temperaturområde.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet utføres inntil .et temperaturområde av 300-500°C mad en temperaturgradient av 2,5-4°C/min. og over .en temperatur av ca. 500°C med en temperaturgradient av 4-I0°C/min. ■
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at trinnet hvori brenningstemperaturen opprettholdes, går glidende over i, dvs.med gradvis avtagende temperatur, avkjølings-trinnet.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5 , karakterisert ved at et gassformig varmeoverføringsmiddel anvendes for av-kjølingen .
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at en kjølevæske sprøytes inn, f.eks. i form av en vanntåke, i varmeoverføringsmidlet.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7,karakteri
sert ved at avkjølingsintensiteten reguleres varierbart i overensstemmelse med den nådde temperatur.
9. Fremgangsmåte' ifølge, krav 6-8, karakterisert ved at avkjølingen intensiveres med avtagende temperatur for anoden.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 6-9, karakterisert ved at■varmeoverfø ringsmidlets følbare varme anvendes for forvarming av råanoder.
11. Fremgangsmåte ifølge.krav 1-10, karakterisert ved at. flere brenningssteder efter hverandre er koblet til en strømkilde, idet oppvarmingstrinnet og trinnet hvori temperaturen opprettholdes, i det minste delvis overlapper hverandre i en sekvens av taktperioder og idet. det neste brenningssted ved begynnelsen av oppvarmingstrinnet kobles til et brenningssted under trinnet hvori temperaturen opprettholdes.
12. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-11, karakterisert ved at en rekke brenningssteder (2-8) er tilknyttet en stasjon (i) for forming og pressing av råanoder.
13. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at minst to brenningssteder (2,3,4,5,6 osv.) er tilknyttet en strømkilde (18,18').
14. Apparat ifølge krav 12-13, karakterisert ved at det omfatter en anordning av brenningsstedene (2-8) på en transportinnretning (9), fortrinnsvis på et transportbånd, idet strømovergangen fra strømkilden til brenningsstedene finner sted via medløpende strømoverfø ringsorganer (18,18'), fortrinnsvis-via en såkalt slepécabelanordning.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 12-13, karakterisert ved at det omfatter en stasjonær anordning av brenningsstedene (21, 22, 23). mellom tilnærmet parallelt løpende transportinnretninger (20,20') for tilførsel og vekktransportering av anodene.
16. Apparat ifølge krav 12-13, karakterisert ved at brenningsstedene (29) er anordnet på et dreiebord (28) i form av en karusell.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772731760 DE2731760A1 (de) | 1977-07-14 | 1977-07-14 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung gebrannter kohleanoden, insbesondere zur verwendung fuer die aluminium- schmelzflusselektrolyse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO782435L true NO782435L (no) | 1979-01-16 |
Family
ID=6013877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO782435A NO782435L (no) | 1977-07-14 | 1978-07-13 | Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av brente carbonanoder |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2731760A1 (no) |
ES (1) | ES471621A1 (no) |
FR (1) | FR2397474A1 (no) |
GB (1) | GB2020638A (no) |
IT (1) | IT1105740B (no) |
NL (1) | NL7807596A (no) |
NO (1) | NO782435L (no) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CS276710B6 (en) * | 1983-12-02 | 1992-08-12 | Elkem As | Process of continuous manufacture of elongated carbon bodies |
IT1178518B (it) * | 1984-09-28 | 1987-09-09 | Alusuisse Italia Spa | Procedimento per la produzione di corpi carboniosi |
IT1178519B (it) * | 1984-09-28 | 1987-09-09 | Alusuisse Italia Spa | Procedimento per la produzione di corpi carboniosi |
DE3538151A1 (de) * | 1985-10-26 | 1987-04-30 | Schultze Rhonhof Ernst Dr | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kunstkohlekoerpern |
DE102008025533B3 (de) * | 2008-05-28 | 2009-09-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Herstellung von Graphitgegenständen, insbesondere Graphitelektroden |
DE102014114402A1 (de) * | 2014-10-02 | 2016-04-07 | Thyssenkrupp Ag | Kohlenstoffelektrode sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung |
-
1977
- 1977-07-14 DE DE19772731760 patent/DE2731760A1/de not_active Withdrawn
-
1978
- 1978-07-11 ES ES471621A patent/ES471621A1/es not_active Expired
- 1978-07-12 IT IT50254/78A patent/IT1105740B/it active
- 1978-07-13 FR FR7820965A patent/FR2397474A1/fr active Granted
- 1978-07-13 NO NO782435A patent/NO782435L/no unknown
- 1978-07-14 NL NL7807596A patent/NL7807596A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-07-14 GB GB7829900A patent/GB2020638A/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2397474B3 (no) | 1981-02-27 |
GB2020638A (en) | 1979-11-21 |
IT7850254A0 (it) | 1978-07-12 |
ES471621A1 (es) | 1979-02-01 |
DE2731760A1 (de) | 1979-02-01 |
NL7807596A (nl) | 1979-01-16 |
IT1105740B (it) | 1985-11-04 |
FR2397474A1 (fr) | 1979-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3009863A (en) | Methods for thermally processing carbon articles | |
US4412841A (en) | Compacted carbonaceous shapes and process for making the same | |
EP2623460A1 (en) | Graphitization furnace and method for producing graphite | |
SU1825369A3 (en) | Process for manufacturing form coke and shaft furnace for effecting same | |
CN102838108A (zh) | 细结构高密度石墨制品及其制备方法 | |
CN109626369A (zh) | 一种石墨化炉关于焙烧工艺的应用 | |
CN111116200A (zh) | 一种带锥形中心孔的炭电极及其制备方法 | |
NO782435L (no) | Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av brente carbonanoder | |
GB2185559A (en) | Process and apparatus for continuously graphitizing carbon bodies | |
CN104477891A (zh) | 一种等静压石墨制品的石墨化方法 | |
CN105514361A (zh) | 一种负极材料无舟皿碳化工艺 | |
US2378142A (en) | Method for making furnaces for the electrolytic production of aluminum | |
CN103397139A (zh) | 一种中频炉炉衬的烘烤方法 | |
US2529041A (en) | Method of artificially producing carbonaceous composition pieces | |
US5146469A (en) | Method and means for continuous production of carbon bodies | |
DK113784A (da) | Kontinuerlig fremgangsmaade til grafitisering af lange carbonholdige produkter og ovn til brug ved udoevelse af fremgangsmaaden | |
CN105712343B (zh) | 敞开环式炉焙烧细颗粒结构石墨制品的方法及由该方法得到的石墨制品 | |
NO301256B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av karbonelektroder | |
US3327345A (en) | Manufacture of shaped carbon bodies | |
SU1765115A1 (ru) | Способ укладки углеродистых заготовок в печи графитации | |
RU2022995C1 (ru) | Способ получения прокаленного нефтяного кокса и устройство для его осуществления | |
US1442031A (en) | Method of suspending electrodes | |
SU1479413A1 (ru) | Способ изготовлени углеродных изделий | |
US1370090A (en) | Method of and means for melting brass and similar scrap | |
SU737387A1 (ru) | Шихта дл онгеупорных изделий |