NO831137L - Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av grafitt - Google Patents

Description

Bakgrunn av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for produksjon av grafittelektroder og andre grafit-tiserte legemer.

En rekke varianter av elektrokjemiske og metallurgiske prosesser utføres ved hjelp av karbon og grafittelektroder. I denne sammenheng skal. det anføres at ordet karbon betegner karbon i dets amorfe form, mens grafitt betegner karbon i en fler-lags heksagonal krystallinsk form.

Karbon og grafittelektroder benyttes i mange elektrokjemiske prosesser, deriblant produksjon av magnesium, klor, jodd, fosfor, stål og produksjon av aluminium i Hall celler.

Karbonelektroder består i alt vesentlig av amorft karbon fra petroleumskoks som har vært kalsinert, malt, klassifisert etter størrelse, blandet med et bindemiddel og bakt sammen til en pasta ved hjelp av amorft karbon i bindemidlet i den påføl-gende baking ved temperaturer på omtrent 700° til 1100°C i en bakende ovn. Grafittelektroder er produsert fra karbonformer ved å plassere dem i en Acheson ovn, alternativt som i de siste år i en lengdeveis grafittiserende (LWG) type ovn og ved å varme dem til en temperatur mellom 2500 til 3000°C, hvorved karbon i sin amorfe form omdannes til krystallinsk grafitt, idet det - meste av urenhetene som er tilstede i det opprinnelige karbon fordamper, inklusive det meste av metall- og svovelkomponenter.

Grafitt sammenlignet med amorft karbon har en meget høyere elektrisk og termisk ledningsevne, lavere koeffisient for termisk ekspansjon (CTE), overlegen tøyelighet og enormt overlegen termisk sjokkmotstandsevne ved de operasjonstemperaturer som forekommer i en elektrisk lysbueovn for fremstilling av stål. Disse fysiske egenskaper er unikt verdifulle i en elektrisk

ovn med dennes behov for høye elektriske strømmer, og behovet for å motstå de mekaniske og termiske sjokk som elektrodene utsettes for på grunn av fallende skrap, fluktueringer i metall og elektrodenivå og de generelt høye termiske belastninger. Følgelig har det vært vanlig å benytte grafitt som elektrode i elektrisk lysbuesmelting av stål.

Fremstillingen av grafittelektroder fra de såkalte kull-elektroder har tradisjonelt vært utført i enAcheson ovnj-hvor den typiske plassering av elektrodene er i en tverrgående ret-ning i forhold til strømmen av elektrisk strøm og omgitt av et motstandsmedium for derved å forårsake at strømmen passerer alternativt gjennom lag av elektroder og motstandsmedia. Et typisk motstandsmedium er metallurgisk eller petroleumskoks. Acheson prosessen er så gammel og så kjent at den ikke trenger en nærmere beskrivelse. LWG prosessen er derimot ikke fullt så kjent skjønt denne også er av eldre dato og denne prosess har bare vært benyttet i kommersiell skala i de senere år. LWG prosessen utføres ved å arrangere karbonelektroder i en kontinuerlig søyle med en elektrisk kobling ved hver ende av søylen. Det skal i denne sammenheng vises til US patent 1 029 121 og 4 015 068. Ved LWG prosessen er det selve elektrodene som ut-gjør den dominerende vei for den oppvarmende strøm, med en eller begge ender av søylen utsatt for en mekanisk eller hydrostatisk trykkilde for derved å opprettholde en fast kobling under utvi-delse eller sammentrekn.ing av søylen i løpet av oppvarmingssy-klusen. Ifølge US patent 4 015 068 benyttes ikke et paknings-stoff, men i stedet benyttes et metallskall med en filtforing som isolasjon.

LWG prosessen fremviser mange fordeler overfor Acheson prosessen. Energieffektiviteten er meget høyere da materialet oppvarmes direkte istedenfor indirekte og syklustiden for prosessen er meget raskere idet denne typisk trenger mindre enn 12 timer sammenlignet med de 60 til 120 timer som er nødvendige ved Acheson prosessen.

Oppsummering av oppfinnelsen

En av de vedvarende problemer som foreligger ved grafitta-sjonsprosessen er håndteringen av det varme råstoff og pakkeme-dium. Ved Acheson prosessen utgjør pakkemediet mellom elektrodene også det ledende medium og må pakkes godt og deretter fjernes under utlastingsstadiet. I industrien er dette håndtert ved hjelp av mekaniske losse- og lasteanordninger, såsom vanlige gripere og frontendematere.

LWG prosessen benytter pakkingsmedium som primært fungerer som varmeisolasjon i motsetning til Acheson prosessen. Denne håndtering utgjør også et. problem og har opptil nå vært utført ved hjelp av mekaniske matere, enten vanlige gripere eller pneu-matiske sugeanordninger. Det varme medium må fjernes fra ovnen, transporteres til en annen plass, kjøles, resiktes pg klassifi-seres for gjenbruk. Denne prosess har vist seg å være mer tid- krevende og problematiske deler av LWG prosessen så vel som en kilde til alvorlig luftforurensning ved selve gripeoperasjonen.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for produksjon av grafittprodukter, særlig større elektroder, ved hjelp av LWG prosessen, og omfatter et U-formet ovnsskall med åpen topp fremstilt av metall med en innvendig plassert innstøpt ovnsforing. Ovnen er bygget opp av flere skallmoduler hvor hver modul er elektrisk isolert for å kunne lokalisere en eventuell lekkasje av elektrisk strøm til skallet. Hver seksjon er også opphengt ved hjelp av et system med fleksible eller glidende understøttelsesbraketter for å tillate en differensiert termisk ekspansjon mellom det oppspente senter og de frie ender av hver seksjon. Forbindelsene mellom ovnsseksjo-nene betegnet som ekspansjonssammenføyninger kan være av for-skjellige utførelser. Fortrinnsvis benyttes et ildfast foret U-formet metallinnsetningsstykke plassert i et profilert sete på den tilstøtende seksjonsende, hvilket profilerte sete inneholder pakningsmediet som tillater ekspansjon og som tjener som elektrisk isolerte spalter. Anordningen er godt egnet for håndtering av pakkemediet ved gravitasjonslasting av mediet fra skallet som omgir mediet og søylen, ved hjelp av egnede ventiler eller glideåpninger anordnet ved åpninger eller tippeåpninger plassert ved bunnen av ovnsskallet, ned i lagringsbeholdere eller samlekasser plassert under tippeåpningene. Alle nevnte anordninger utgjør en kontinuerlig tilkobling eller forbindelse med hverandre og er godt egnet for raskt og enkelt å håndtere mediet for gjenbruk. Ved hjelp av denne løsning forminskes behovet for arbeidskraft og energi ved håndtering av mediet samtidig som mulighetene for skade på ovnen og på elektrodene også reduseres til et minimum. Dessuten spares tid samtidig som var-meenergien i mediet kan overføres og konserveres. Dessuten forminskes problemene med gassartet og pa-rtikkelformet emisjon.

LWG ovnen er godt egnet for et bevegelig arrangement i form av hjul som beveges på skinner fra stasjon til stasjon eller i form av en uavhengig vogn,kalt en transportør,for å bevege ovnen fra stasjon til stasjon. Ved hjelp av dette bevegelige ovnsarrangement kan hver enhetsoperasjon, såsom lasting, oppvar-ming, kjøling og avlasting utføres ved separate stasjoner for derved å forbedre kontrollen på den partikulære og gassartede ut-stråling, samtidig som behovet for arbeid reduseres vesentlig sammen med en reduksjon av mulighetene for skade på ovnen.

Gravitasjonstømming av pakkemediet kan også utføres ved hjelp av et stasjonært eller ikke-bevegelig ovnsarrangement hvor lagerbeholderne eller samlekassene utgjøres av et bevegelig arrangement som beveges under tippeåpningene for tømming av mediet og som beveges videre for pakking eller rechargering av den samme ovn eller en annen ovn.

Et tredje system ved den gravitasjonstømmende ovn kan benytte et transportørarrangement under tippeåpningene for å fjerne mediet og for å transportere dette til et sentralt punkt for lasting over i beholdere for gjenbruk.

Installasjonen og opereringen av en LWG anordning som er utstyrt med .et metallskall forårsaker også et problem i form av termisk ekspansjon av skallet. Ekspansjonen i lengderetningen er tatt hånd om ved hjelp av et system med glidende under-støttelsesbraketter mellom seksjonene i skallet og ved hjelp av fleksible understøttelsesanordninger som tillater sideveis bevegelse ved endene av hver seksjon.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse benytter fortrinnsvis likestrøm fra en omformer som energikilde. Hver seksjon av skallet er elektrisk isolert fra de tilstøtende seksjoner og fra det strukturelle rammeverk. Dette er gjort for å kunne lokalisere overslag til skallet gjennom pakkemediet og skalliso-lasjonen. Hvis et elektrisk svakt punkt utvikler seg i den isolerende ovnsforing, slik at strøm tillates å lekke fra elektro-desøylen, vil denne lekkasje ved en slik anordning være begren-set og vil følgelig ikke kortslutte hele ovnen.

Anordningen som faktisk benyttes, omfatter to U-formede ovner som er plassert side ved side på den understøttende konstruksjon for derved å tilveiebringe en horisontal U-formet bane for strømmen. Krafthodene ved enden av ovnen nærmest om-formeren har en positiv og en negativ pol med en shunt på den motsatte ende for derved å sikre at den totale strømlast strøm-mer gjennom ovnen.

Ved produksjon av grafittelektroder i anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse legges et antall formede, bakte karbonlegemer i en ende til ende plassering i en seng med et spesielt isolasjonsmedium, slik at legemene danner en horisontalt beliggende søyle mellom de to krafthoder. Dette er spesielt oppnådd ved bruk av anordningen vist på fig. 8 og 9 og videre som beskre vet i søkerens samtidige US patentsøknad 315 161, inngitt 26. oktober 1981.

Det bevegelige ovnsarrangement utgjør et klart brudd med den tidligere graffitiseringspraksis. Elektrodene tennes i ovnen ved en tenningsstasjon, hvoretter kraften slåes av mens ovnen beveges til et separat kjølingsområde og deretter til en tømme-og omlastningsstasjon. Så snart som kraften er kuttet og ovnen beveget til kjøleområdet, plasseres en annen ilastet ovn i fyringsstasjonen og kraften settes på.

Den spesielle fordel ved dette arrangement av anordningen inkluderer lavere kapitalkostnader på grunn av bruk av kun en fyringsstasjon som tjener flere ovner istedenfor kun en som ifølge den tidligere kjente teknikk. Spesielt skal det anføres at ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes et enklere elektrisk samleskivesystem som gir vesentlige innsparinger i kapital og operasjonsutgifter. Hver stasjon, dvs. fyrings-, kjøle-, og tømme- og omlastingsstasjonen, er utstyrt med det nødvendige luftforurensningskontrollsystem for slike operasjoner. Ved å konsentrere hver funksjon i et område, vil kapital- og operasjons-kostnadene senkes samtidig som særlig kontroll av luftforurensningen lettes.

Ytterligere fordeler består i bedre mekanisering av den totale prosess, idet det er mulig å benytte et samlelinjekon-sept for raskere omsnuingstid, lavere arbeidskostnader og mindre varme- og luf tf orurensningsbelastninger på operatørene. Me ta 1.1-skall og ovnsforing er ikke beregnet på å holde på varmen, men i stedet på å lede og oppta denne og allikevel isolere ovnen elektrisk. Den varme som tapes av elektrodene ved fyring av ovnen, ledes sakte bort gjennom isolasjonsmediet. Skallet og ovnsforingen forblir relativt kjølige på grunn av tykkelsen på isolasjonen med en tilsvarende resulterende lav total varmeledningsevne. I vanlig bruk vil toppen på varmebølgen bare rekke ovnsforingen flere timer etter at elektrodene er grafittisert og den elektriske kraft er koblet ut. Etter en på forhånd be-stemt kjøleperiode fjernes elektrodene fra ovnen ved hjelp av en stakeekstraktor. Etter at elektrodene er fjernet og mediet tømt ned i beholderne, kjøles ovnsforingen relativt raskt ned på grunn av dennes høye termiske varmeledningsevne , idet kjølin-gen prinsipielt oppnås ved hjelp av stråling, for på denne måte å lette problemene forårsaket av høye temperaturer.

Bruken av et stålskall gjøre det mulig å tilveiebringe en bevegelig konstruksjon og bunntømmingsanordningene, og utgjør hovedelementet i foreliggende oppfinnelse.

Når fyringen er avsluttet og kraften er frakoblet, bringes en transportvogn utstyrt med løfteanordninger på plass under ovnen. Ovnen løftes klar av understøttelsespilarene og beveges til kjølestasjonen. Etter kjøling av elektrodene til omtrent 1500° til 1700°C.' beveges ovnen videre til tømme- og opplastings-stasjonen, hvor en vogn med trakt plasseres under ovnen pa linje med tømmingsåpningene over beholderne. Mediet tømmes, elektrodene fjernes og ovnen fylles igjen delvis med isolasjonsmateriale samtidig som en ny søyle med prebakte elektroder plasseres i ovnen. En beholder med isolerende - medium tømmes ned i ovnen, for derved å overdekke søylen, hvoretter ovnen beveges til fyringsstasjonen. Etter at ovnen er fjernet fra tømme- og gjen-lastingsstasjonen, kan de fylte beholdere fjernes ved hjelp av kraner til et lagringsområde, mens tomme beholdere plasseres i stilling for den neste tømming av en ovn. Alternativt kan det samme varme medium benyttes umiddelbart om igjen.

Den spesielle isolasjon som benyttes kan bestå av stør-relsesgradert støv av kalsinert petroleumskoks gjenvunnet fra utfellingskammeret til en roterende kalsineringsovns installa-sjon. Når rå petroleumskoks kalsineres ved en temperatur på omkring 1200° til 1400°C for å fjerne flyktige gasser og for å omforme den fysiske struktur til hardere og tettere kalsinert koks, vil en liten fraksjon forvitres til partikkelformet materiale, hvilken fraksjon er for fin til bruk. Denne fraksjon har opp til nå blitt brent eller er tillatt å forsvinne opp i atmosfæren som partikler. Gjenvinning av denne fraksjon er nå påbudt for å stanse luftforurensning og kan dessuten utnyttes økonomisk. Andre grader av partikkelformet isolasjon,såsom f. eks. knuste, bakte vrakstykker kan også benyttes. Alternativt kan metallurgisk koks fremstilt av kull også benyttes.

Beskrivelse av en foretrukket utførelsesform

Tiloversblevne partikulære media i en nylig tømt grafitti-seringsovn jevnes ut og kompakteres ved hjelp av en vibrasjons-anordning for å danne en fast seng for elektrodesøylen. Vibra-sjonsanordningen kan være en plate eller tenger som er koblet til en vibrator og stukket inn under isolasjonssengen.

Søylen av bakte karbonelektroder er deretter plassert i

ovnen på nevnte oppfylte seng av isolasjonsmedium og rettet inn med hodeelektrodene plassert ved hver ende av ovnen. Ovnen kan fremdeles være ganske varm, f.eks. i størrelsesordenen på flere hundre grader Celsius. Trykk tilføres endene ved hjelp av hydrauliske sylindere og de resterende deler av chargen med isolas jonsmedium tømmes deretter inn i ovnen fra beholdere beliggende over ovnen, f.eks. med en omvendt Y-formet trakt som leder strømmen av medium langs begge sider av søylen.

Under ifyllingen av isolasjonsmediet kom<p>akteres hvert lag ved vibrering for å sikre at søylen blir sikkert understøttet mot vertikale og sideveis bevegelser. Et usammenpresset lag med isolasjon plasseres deretter over søylen. Dette avslutter ovnens ifyllingstrinn.

Ovnen transporteres deretter til fyringsstasjonen»ved

■ (St w

hjelp av en transportanordning. Hydrostatisk trykk på rundt 1,7 x IO<5>Pa (25 P.S.I.) påføres og opprettholdes ved bruk av et uavhengig hydraulisk system som inkluderer pumper og styre-anordninger.

Ved fyringsstasjonen kobles krafthodeelektrodene til strøm-kilden og det hydrauliske trykk på elektrodene økes fra omlag 1,7 x IO5 Pa (25 P.S.I.) til 6,9 x IO<6>Pa (200 P.S.I.). Trykket som settes på elektrodesøylen vil variere med søylens lengde, idet lengere søyler er avhengig av høyere trykk og avhengig av om en eller begge de elektriske krafthoder er hydraulisk drevet.

Strøm tilføres og varmer elektrodesøylene raskt ved hjelp av Joule-effekten til denønskede grafittiseringstemperatur, som vanligvis er fra 2400°-2800°C, noen ganger så høy som 3000°C, idet en slik prosess tar omtrent 4 til 12 timer. Strømtilfør-slen opprettholdes til grafittiseringsprosessen er avsluttet. Kraften skrues deretter av og ovnen beveges til en kjølestasjon, hvor elektrodene tillates å kjøles. Når elektrodene har nådd omtrentlig 1500°C-1700°C, beveges ovnen til tømme- og gjenlas-tingsstasjonen, hvor transportøren er erstattet med en vogn utstyrt med en trakt som har røranordninger som leder fra tømmeåp-ningene til beholderne under. Elektrodene lesses av ved hjelp av en grabb (en ekstraktor), mens isolasjonsmediet tømmes ved en veiet gjennomsnittstemperatur fra 700° til 1100°C ned i beholdere, hvoretter ovnen chargeres med en annen elektroderad og med ny isolasjonscharge. Traktvognen fjernes og ovnen transporteres tilbake til fyringsstasjonen.

Etter tømming av isolasjonsmediet ned i beholderne og fjerning av disse kan beholderne transporteres ved hjelp av kraner til en lagringsplass. Det er fordelaktig å resyklere det varme medium, som har en temperatur i området på omtrent 600° til 1100°C, umiddelbart for gjenbruk for derved å beholde dets varme og derved å spare elektrisk energi. Det har tidligere vært standard praksis i industrien å kjøle og sikte inn isolasjonsmediet mellom grafittiseringssyklusene. Dette er imidlertid ifølge foreliggende oppfinnelse ikke lenger nødven-dig.

Det er videre funnet at luftforurensningen reduseres ved overføring av mediet mens dette ennå er varmt. De finere støv-partikler som vanligvis ville bli hvirvlet opp, er oksydert istedenfor å være dispergert under tømmetrinnet samtidig som mengden av utviklet CO og SO2er minimal.

Ved overføring av isolasjonsmediet vil den varme som be-holdes også muliggjøre at den neste elektrodesøyle bringes til sin omdanningstemperatur raskere. Derved oppnås en effektiv sparing både av operasjons- og kapitalkostnader samtidig som det er mulig å produsere flere elektroder innen den samme tids-periode med lavere kraftforbruk. Det skal dessuten anføres at den varme behandling av mediet resulterer i et lite prosentvis tap av mediet til forbrenning og til støvoppsamleren, et tap som viser 5% mer eller mindre pr. ovnssyklus.

Ved overføring av det varme medium kan beholderen benyttes som det eneste kar for tømming og ifyllingsoperasjonen. Alternativt kan mediet overføres til et andre trau for rechargering i den neste ovn.

Beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser et tverrsnitt av en LWG ovn. Et stålskall 20 er isolert med en ovnsforing 22, fortrinnsvis av en høy alumina in-situ støpt foring med forankringsorganer 23, selvom en murt type også kan benyttes. Et rammeverk 24 understøtter ovnen ved hjelp av elastiske braketter 32, som kan være i form av plater eller seksjoner av I-bjelker sveiset til skallet : 20 og rammeverket 24. Steget på braketten kan være fleksibelt for å muliggjøre en differensiert termisk ekspansjon av skallet mellom tilstøtende braketter. De ytre to vertikale enheter av rammeverket 24 er elastiske i lengderetningen for å tillate bevegelse av endene av skallsegmentene forårsaket av termisk ekspansjon. Understøttelsesbraketter 34 i bunnen er i form av glidende I-bjelkeseksjoner sveiset til skallet , hvilke braketter

er glidbart opplagret på plater 33 for å tillate aksial bevegelse. Dessuten benyttes et arrangement av isolerende puter 35 og forankringsbraketter 36 for å sikre fastholding av hvert indivi-duelle ovnsskallsegment til en underramme 37 og dessuten isolere skallet mot grunnen. Søylen av elektroder 26 er hyllet inn i 'et isolerende medium 28.

Fig. 2 viser et sideveis oppriss av et sammenstilt segment 38 av et LWG ovnsskall, hvor isolasjonsputene 35, understøttel-sesrammen 24 for skallet, tømmeåpninger 72 utstyrt med avsteng-bare åpninger 52 og tømningsrør 90 (begge vist på fig. 6) samt en understøttende konstruksjon 37 er vist. Fig. 3 viser et toppoppriss av et sammenstilt segment 38 av et LWG ovnsskall idet stålskallet 20 og de elastiske under-støttelser 32 er vist. Fig. 4 viser et tverrsnitt av en traktvogn 44 med 2 sett med trakter 46, et sett som leder fra hver støtte på ovnen mot senteret. Under, operasjonen etter at ovnen er brakt til tømme-og gjenifyllingsstasjonen, fjernes transportvognen,og traktvognen 44 beveges på skinner 48 under ovnen, slik at traktene 46 bringes på linje med utløpsrørene 90 på skallsammenstillingen og på linje med beholdere 50 under.. Det varme isolasjonsmedium tømmes deretter ned i beholderne. Fig. 5 viser en gjenifyllingsoperasjon med beholderen 50 over ovnen, en omvendt Y-formet trakt 74 beliggende over elek-trodesøylen 26 som holdes i en stokklastingsknekt 60 (beskrevet i nærmere detalj i søkerens samtidige US patentsøknad 315 161). Med ovennevnte trakt er det mulig å tømme isolasjonsmaterialet likelig fordelt langs begge sider av elektrodestrengen. Figu-ren viser også traktvognen 4 4 med trakter 4 6 på plass over beholderen 50 i en beholdergrop 76. Beholderen kan være isolert for å redusére den operative temperatur på beholderveggen, som kan være dannet av varmvalsede stålplater. Isolasjonen tjener videre til å bevare og opprettholde varmen i isolasjonsmediet. Et varmeskjold 86 kan benyttes for å beskytte operatørene fra var-mestråling under utlastingen av søylen. Fig. 6 viser et tverrsnitt av LWG ovnen med transportvognen 82 på plass over beholderen 50. Hydrauliske jekker 78 løf-ter den ovnsunderstøttende konstruksjon 37 fra pæler 80 for transport til neste arbeidsstasjon. Transportvognen 82 ruller på de samme skinner som traktvognen 44 (ikke vist). Fig. 7 viser arrangementet for ekspansjonsskjøten, hvilket arrangement tilveiebringer en tett forsegling mellom tilstøten-de sammenstilte skall 38 for å sikre at det partikkelformede isolasjonsmedium forblir i skallet selv når dette utsettes for differensiell termisk ekspansjon mellom tilstøtende skallseksjo-ner 20. Skallet 20 har et profilert sete 21 i ovnsforingen 22, et U-formet sammenstilt isetningsstykke 54 som omfatter et fo-ringselement_ 55, fortrinnsvis av den samme støpbare foring som er benyttet for foringen 22, forankringsanordninger 62 og et fleksibelt keramisk fibertetningsmateriale 64, såsom f.eks. mate-R R riale markedsført under varemerket Fiberfrax , Kaowool eller lignende alumina-silica-fibre. Avstivere 66 forsterker stålfo-ringen 56. Denne konstruksjon tillater termisk ekspansjon av skallsegmentene i forhold til hverandre, men opprettholder samtidig en tett mekanisk forsegling og elektrisk isolasjon mellom skallsammenstillingene 38. Fig. 8 viser et tverrsnitt av et ovnsskall 20, en elektro-desøyle 26, en tønnebåndlignende søylebærende anordning 60, kran-feste 68, krankrok 74 og en eller flere kjettingslynger 76 som holder hver elektrode. Fig. 9 viser et lengdeveis tverrsnitt av ovnen med den tøn-nebåndlignende søylebæreenhet 60 som holder elektrodesøylen 26 ved hjelp av kjettingslynger 76 på plass under søylelastingsope-rasjonen. Fig. 10 viser et flyteskjema som indikerer overføringen av en ovn fra fyringsstasjonen A tLl kjøleområdet B, tømme- og gjen-innlastingsstasjonen C og tilbake til fyringsstasjonen A. Fig. 11 illustrerer komponentene for understøttelse, for-ankring og elektrisk isolering av den skallunderstøttende ramme 24 fra ovnens underramme 37. Isolasjonsputen 35 bærer vekten av ovnen mens forankringsbraketten 36 holder understøttelsesram-men 24 på plass gjennom trykk tilført toppisolatoren 92. Bøs-singer 94 og 96 samt foringen 95 tilveiebringer en dielektrisk tilleggsbeskyttelse mot kortslutning som kan forårsakes av støv-oppbygning.

Claims (23)

1. Apparat for produksjon av grafitt fra karbonlegemer, omfattende en generelt U-formet ovn med åpen topp, dannet av et innvendig foret stålskall, understøttet av strukturelle under-støttelsesanordninger, en søyle av karbonlegemer anbrakt inne i nevnte ovn, hvilke karbonlegemer er anordnet i en ende-til-ende relasjon og omgitt av et partikkelformet termisk isolerende medium, hvor legemene holdes på plass ved hjelp av og i elektrisk kontakt med elektriske krafthoder plassert ved endene av ovnen, idet i det minste en av hvilke kontakter er bevegelig anordnet for derved å påføre trykk mot nevnte søyle, og som dessuten er beregnet på å lede elektrisk strøm gjennom nevnte søyle for å omforme karbonlegemene til grafitt ved hjelp av Joule-effekten samt anordninger for å fjerne nevnte termiske isolasjonsmedium ved hjelp av gravitasjonstømming gjennom bunnen av nevnte ovn.

2. Apparat som angitt i krav 1, hvor anordningen for å tømme nevnte isolasjonsmedium omfatter ventilanordninger koblet med rørledninger som står i forbindelse med bunnen av nevnte ovn og leder ned i det minste i en beholder plassert under ovnen.

3. Apparat ifølge krav 1, hvor transportanordninger er tilveiebrakt for effektivt å bevege ovnen og de strukturelle under-støttelsesanordninger fra en fyringsstasjon til i det minste en annen prosesstasjon og derfra tilbake til nevnte fyringsstasjon.

4. Apparat ifølge krav 1, hvor traktanordninger er tilveiebrakt for effektivt å tilkoble nevnte tømmeanordninger på ovnen med en eller flere beholdere.

5. Apparat for produksjon av grafitt fra karbonlegemer omfattende en generelt U-formet ovn med åpen topp, dannet av et innvendig foret stålskall, understøttet av strukturelle understøt-telsesanordninger, en søyle av karbonlegemer anbrakt inne i nevnte ovn, hvilke legemer er anordnet i ende-til-ende relasjon og omgitt av et partikkelformet termisk isolerende medium, hvor legemene holdes på plass ved hjelp av og i kontakt med elektriske krafthoder plassert ved endene av ovnen, idet i det minste en av hvilke kontakter er bevegelig anordnet for derved å på-føre trykk mot nevnte søyle og for dessuten å lede elektrisk strøm gjennom nevnte søyle for derved å omforme karbonlegemene til grafitt ved hjelp av Joule-effekten, hvilken ovn omfatter en serie med sammenstilte skallsegmenter, hver av hvilke er elektrisk isolert fra de andre og fra jord.

6. Apparat ifølge krav 5, hvor hvert sammenstilt skallsegment er isolert fra nevnte tilstøtende sammenstilte skallsegment ved hjelp av et gap i hvilken et isolerende forseglingsarrangement omfattende en metalldel som er utstyrt med ovnsforing og som er i overensstemmelse med den innvendige form på segmentet samt et fleksibelt keramisk tetningselement av fiber anordnet utvendig på nevnte metalldel for derved å opprettholde en forseglende effekt mot tap av partikkelformet materiale samt å virke som en elektrisk isolasjon mellom nevnte sammenstillinger, og allikevel muliggjøre relativ bevegelse mellom nevnte tilstøtende segmenter.

7. Apparat ifølge krav 5, hvor nevnte sammenstilte skallsegmenter er understøttet av fleksible understøttelsesanordninger for å tillate relativ differensial termisk ekspansjon og termisk bevegelse av nevnte sammenstilling med hensyn til nevnte strukturelle understøttelsesramme.

8. Apparat ifølge krav 5, hvor nevnte sammenstilte skallsegment er understøttet av fleksible stegunderstøttelsesanordninger for å tillate relativ differensial termisk ekspansjon og termisk bevegelse av nevnte segment i forhold til den strukturelle un-derstøttelsesramme, omfattende flere I-bjelker plassert verti-kalt, hvor en flens er festet til nevnte skallsammenstilling og den andre flens er festet til nevnte strukturelle understøttelses-ramme, idet steget er bøyelig for å tillate nevnte termiske bevegelse.

9. Apparat ifølge krav 5, hvor nevnte sammenstilte skallsegment er understøttet ved sin nedre del ved hjelp av glidbare un-derstøttelsesanordninger som tillater differensial termisk ekspansjon av nevnte skall med hensyn til den strukturelle under-støttelsesramme .

10. Apparat ifølge krav 1, hvor nevnte metallovn er foret med en støpbar foring av høy- alumina.

11. Apparat ifølge krav 1, hvor en eller flere elektriske krafthoder er bevegelige og som tilføyes trykk ved hjelp av hydrauliske sylinderanordninger.

12. Apparat ifølge krav 1, hvor nevnte gravitasjonstømmingsan-ordning omfatter flere tømmeåpninger og ventiler i bunnen av nevnte ovn.

13. Apparat ifølge krav 1, hvor ovnen er utstyrt for å kunne fylles med et partikkelformet isolasjonsmateriale fra en beholder plassert over ovnen samt med anordninger for å plassere isolasjonsmediet på begge sider av søylen med karbonlegemer.

14. Apparat for produksjon av karbonlegemer fra bakte sylin-driske karbonlegemer omfattende en ovn med åpen topp dannet av et metallskall, hvor ovnen har et tilnærmet U-formet tverrsnitt og med lukkede ender, montert på en strukturell- understøttelses-anordning og foret med en plaststø pt ovnsforing som holdes på plass av forankringsanordninger, idet nevnte ovn videre omfatter flere sammenstilte skallsegmenter som er elektrisk isolert fra hverandre ved hjelp av forseglede gap for derved å forhin-dre tap av partikkelformet isolasjonsmateriale anbrakt i ovnen, hvilket segl er i form av et innsetningsstykke av metall utstyrt med en pakningsanordning som er formet etter den innvendige form på nevnte segmenter og som på sin indre flate har et plaststøpt ovnforingselement, hvilke ovnssegmenter er isolert fra jord ved hjelp av isolasjonsputer og forankrende braketter mellom nevnte understøttelsesanordninger og nevnte grunn, hvor nevnte strukturelle understøttelsesanordninger omfatter en understøttelses-struktur av metall, hvor nevnte ovn er særlig egnet til å holde og opprettholde en serie med karbonlegemer i horisontal ende-til-ende relasjon ved hjelp av hydrostatisk trykk tilført av bevegelige trykkhoder plassert ved hver ende av ovnen for derved å omforme nevnte legemer til grafitt ved hjelp av Joule-effekten ved tilføring av elektrisk strøm gjennom nevnte krafthoder, hvilke legemer holdes i posisjon ved hjelp av en'seng med par-tikkelf ormet isolasjonsmateriale anbrakt inne i ovnen, hvor nevnte ovn og nevnte understøttelsesanordning er bevegelige, anordninger for å koble nevnte krafthoder i ovnen til en strømkilde, anordning for å transportere nevnte ovn og nevnte strukturelle understøttelsesanordninger til flere arbeidsstasjoner inklusive en fyringsstasjon, en kjølestasjon og en tømme- og ifyllingsstasjon, anordninger på nevnte understøttelsesanordning for å opprettholde et hydrostatisk trykk under bevegelse av nevnte ovn, gravitasjonstømmeanordninger på nevnte ovn omfatter flere tømme-åpninger og ventiler plassert ved bunnen og beregnet på å tømme nevnte isolerende medium gjennom traktanordninger som er bevegelig anordnet under nevnte ovn, flere mottagende beholdere pias- sert under nevnte ovn for å motta nevnte isolas jonsmedium ved nevnte tømme- og ifyllingsstasjon, hvor nevnte beholdere er beregnet på å beveges til et lagringsområde og tilbake til nevnte tømme- og lastestasjon, traktanordninger som kan tilkobles nevnte beholdere hvilke trakter har en omvendt Y-form, og hvor nevnte traktanordninger er spesielt beregnet på å fylle nevnte ovn med nevnte isolerende medium på tvers av ovnens lengderetning, idet nevnte medium fylles på hver side av nevnte karbonlegemer samt kompakteringsanordninger for å pakke isolasjonsmaterialet, hvilke kompakteringsanordninger omfatter en vibrator.

15. Prosess for omforming av amorfe karbonlegemer til grafitt, hvor nevnte legemer holdes fast i en ende-til-ende relasjon som tilsammen utgjør en horisontal søyle og at søylen holdes i en seng med partikkelformet isolasjonsmedium fylt i en metallisk skallovn med elektriske krafthoder, hvor i det minste et av dem er bevegelig anordnet og beregnet på å tilføre hydraulisk trykk til nevnte søyle og samtidig lede en elektrisk strøm gjennom nevnte søyle inntil denne når en topptemperatur fra 2500°C til 3000°C samt deretter å kjøle søylen til 1500°C til 1700°C før denne fjernes fra ovnen samt gravitasjonstømme nevnte isolasjonsmedium ved enden av hver operasjonssyklus gjennom bunnen av nevnte ovn.

16. Prosess ifølge krav 15, hvor ovnen beveges under opera-sjonssyklusen fra en fyringsstasjon hvor karbonlegemene omformes til grafitt, til en kjølestasjon hvor nevnte ovn tillates å kjø-les, idet legemene kjø les til omtrent 1500° til 1700°C, deretter til en tømme- og ifyllingsstasjon, hvor nevnte legemer fjernes fra ovnen, og hvor nente isolasjonsmedium tømmes ned i beholdere ved hjelp av gravitasjon, hvoretter ovnen nok engang fylles med ny charge av nevnte isolasjonsmedium samt en ny serie med karbonlegemer, for deretter å returnere til fyringsstasjonen.

17. Prosess ifølge krav 15, hvor det oppvarmede isolasjonsmedium når dette tømmes har en veiet gjennomsnittstemperatur fra 700°C til 1100°C, idet dette tømmes ved hjelp av gravitasjon fra ovnen ned i det minste i en beholder, hvoretter beholderen over-føres til en posisjon over nevnte ovn, og hvor nevnte medium på ny fylles i nevnte ovn ved hjelp av gravitasjon.

18. Prosess ifølge krav 15, hvor det oppvarmede isolasjonsmedium tømmes ved en veiet gjennomsnittstemperatur fra 700°C til 1100°C ved hjelp av gravitasjon fra en første ovn ned i det minste i en beholder, hvoretter ovnen fjernes og beholderen beveges til et lagringsområde for deretter å bringes tilbake til tømme-og lastestasjonen hvor nevnte isolasjonsmedium på ny chargés ned i en andre ovn.

19. Prosess ifølge krav 15, hvor det oppvarmede isolasjonsmedium tømmes ved en veiet gjennomsnittstemperatur fra 700°C til 1100°C ved hjelp av gravitasjon fra ovnen ned i en eller flere beholdere, hvoretter nevnte beholder fjernes fra undersiden av ovnen til en posisjon over nevnte ovn, og nevnte medium benyttes for ifylling av nevnte ovn med nevnte medium for neste operasjonssyklus i grafittiseringsprosessen.

20. Prosess ifølge krav 15, hvor ovnen er stasjonær, hvor isolas jonsmediet tømmes ned i det minste i en beholder under ovnen, hvor nevnte beholder deretter beveges til en posisjon over nevnte ovn og hvor isolasjonsmediet deretter chargeres ned i nevnte ovn på nytt.

21. Prosess for drift av ovn for omforming av amorfe karbonlegemer til grafitt hvor nevnte legemer holdes fast i en ende-til-ende relasjon som sammen former en horisontal søyle, idet søylen ligger i en seng med partikkelformet isolasjonsmedium i en metallskallovn og holdes ved hjelp av to elektriske krafthoder hvor i det minste et av disse er bevegelig for å tilføre hydrostatisk trykk til nevnte søyle og samtidig lede en elektrisk strøm gjennom nevnte søyle inntil denne når en topptemperatur fra 2500°C til 3000°C, og deretter kjøling av søylen til 1500°C til 1700°C før fjerning av denne, samt gravitasjonstømming av nevnte isolasjonsmedium ved enden av hver oOerasjonssyklus gjennom bunnen av nevnte ovn.

22. Apparat for produksjon av grafitt fra karbonlegemer omfattende flere forede, generelt U-formede skallsegmenter av metall med åpen topp, understøttet av strukturelle understøttelsesan-ordninger, en søyle av karbonlegemer beliggende i nevnte ovn, hvilke legemer ligger i en ende-til-ende relasjon og omgitt av partikkelformet termisk isolasjonsmedium, idet legemene holdes på plass ved hjelp av og i elektrisk kontakt med to elektriske krafthoder plassert ved endene av ovnen, hvorav i det minste en av nevnte hoder er bevegelig anordnet for å påføre et trykk til nevnte søyle, hvilke krafthoder er beregnet på å lede elektrisk strøm gjennom nevnte søyle av legemer for å omforme karbonlege mene til grafitt ved hjelp av Joule-effekten, og hvor hver av nevnte skallsegmenter er elektrisk isolert fra hverandre og fra grunnen.

23. Apparat for produksjon av grafitt fra karbonlegemer omfattende en foret, generelt U-formet metallskallovn med åpen topp, understøttet av strukturelle understøttelsesanordninger, en søyle av karbonlegemer anbrakt i nevnte ovn, hvilke legemer ligger i en ende-til-ende relasjon og er omgitt av partikkelformet termisk isolerende medium samt står i elektrisk kontakt med to elektriske krafthoder plassert ved endene av ovnen, hvorav i det minste et hode er bevegelig anordnet for å påføre et trykk til nevnte søyle, hvilke krafthoder er beregnet på å lede elektrisk strøm gjennom nevnte søyle av legemer for å omforme karbonlegemene til grafitt ved hjelp av Joule-effekten, hvor nevnte metallovn omfatter flere skallsegmenter, hver av hvilke segmenter er elektrisk isolert fra hverandre og fra grunnen, og hvor hvert skallsegment er isolert fra det påfølgende skallsegment ved hjelp av en spalte, over hvilken er anbrakt et isolerende forseglingsarrangement som omfatter en foret metalldel formet i overensstemmelse med den innvendige form på nevnte segment og utstyrt med et fleksibelt keramisk fiberforseglingselement anbrakt langs den ytre flate på nevnte del, for derved å opprettholde en forsegling mot tap av partikkelformet isolasjonsmedium, samt å virke som en elektrisk isolator mellom nevnte segmenter og allikevel muliggjøre relativ bevegelse mellom nevnte tilstø-tende skallsegmenter.