WO2006024315A1 - Verfahren zum aufbereiten von kohle-trockenstoff für die herstellung von elektroden - Google Patents

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Definitions

  • Electrodes which are primarily used for electro-metallurgical processes are produced by compressing körni ⁇ gene carbon masses (dry matter) with the addition of pitch as a binder.
  • the electrode quality depends crucially on the fact that a predetermined grain size spectrum is maintained in the dry matter.
  • Coarse grain, middle grain and fine grain must be selected according to the type of electrode and the fine grain
  • the mean grain size is usually at 30 to 60 microns corresponding to a specific surface of 5000 to 2000 cm 2 / g.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method which is easier to influence with regard to the achievement of certain properties of the dust-like or fine-grained target fraction.
  • the solution according to the invention consists in that a mill-sifter combination with grain size that is continuously adjustable during operation is used for grinding the dust fraction.
  • a roller mill with integrated sifter has proven particularly useful, in which the grinding pressure and preferably the rotational speed of the mill and the throughput of air through the mill and the sifter are adjustable.
  • a classifier preferably a dynamic classifier is used, in which the speed should be adjustable for the purpose of adjusting the grain boundaries.
  • the grinding pressure can be adjusted. Since petroleum coke, which is mostly used as a raw material, is unusually hard, the grinding pressure is set two to three times as high as conventional coal grinding.
  • the amount of system air that is, the amount of air flow that carries the refined fines from the refining zone to the sifter, can be reduced if lower maximum grain size is desired, and vice versa.
  • the maximum grain size can also be influenced by the speed of the dynamic classifier. Depending on the type of classifier, further parameters can be added to influence the particle size.
  • the sifter is preferably a known dynamic type, in which the airflow of the mill laden with ground material is guided from the outside to the inside through a ring of tangentially arranged guide vanes and is thereby set in circular motion. Farther inside, it reaches a rotating basket on a spiral track, which is operated at an adjustable speed. The fine particles penetrate the columns of the rotating cage with the flow of air, while the coarser ones are thrown outward again to flow in the space between vanes and
  • the fines thus obtained and continuously removed from the air flow in a known manner no longer require any subsequent homogenization. It can be continuously fed directly to a silo, from which it is taken directly or indirectly, preferably continuously borrowed for use.
  • This silo can also be dimensioned smaller than previously customary, because no mill changeover takes into account quality change Need to become. Even if parameters of the grinding or visual process have to be adapted due to quality changes of the raw material or changes in the formulation, the mill-sifter combination can be continuously operated. If a fundamental formulation change becomes necessary, the conversion can take place in a few minutes.
  • the product which may be obtained in the conversion phase and does not correspond to the target quality can be briefly subjected to intermediate silicidation and then returned to the mill. The continuous operation is thereby practically not interrupted.
  • the Umsehaltvorgang vorzugswei ⁇ se computer controlled, with programmed overrides are used to avoid the accumulation of intermediate product (Abmahlmann) or minimize.
  • the product for example, which is obtained as a loss from grinding, is collected in an intermediate silo and preferably added to the feed material in a computer-controlled manner so that no environmentally harmful product waste is produced.
  • roller mills ball ring mills, roller mills, roller mills and single-roller mills
  • All grindable carbon carriers up to the hardest petroleum cokes can be processed.
  • the driers can be prepared for all types of electrodes with different hardness and fineness requirements.
  • the bandwidth of the producible grains is very large. It is preferably in the range of 1,000 to 10,000 cmVg.
  • the essential advantage of the invention is that the grinding process can be switched on continuously and at the same time into the production process. Since the ensiling is partly avoided, partly facilitated and in particular large silos are avoided, the hitherto often extremely disturbing problem of segregation of different grain within the silos is avoided.

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Abstract

Die Staubfraktion wird kontinuierlich mittels einer Mühle-Sichter-Kombination mit während des Betriebs verstellbarer Korngrösse bzw. spezifischer Oberfläche hergestellt, vorzugsweise mittels einer Wälzmühle mit integriertem Sichter.

Description

Claudius Peters Technologies GmbH CLAT034PWO
Verfahren zum Aufbereiten von Kohle-Trockenstoff für die
Herstellung von Elektroden
Elektroden, die vornehmlich für elektro-metallurgische Pro- zesse verwendet werden, werden durch Verpressen von körni¬ gen Kohlenstoffmassen (Trockenstoff) unter Zusatz von Pech als Bindemittel hergestellt. Die Elektrodenqualität hängt entscheidend davon ab, daß im Trockenstoff ein vorbestimm¬ tes Korngrößenspektrum eingehalten wird. Grobkorn, Mittel- körn und Feinkorn müssen je nach Art der Elektrode und des
Rohstoffs in bestimmten Verhältnismengen darin vertreten sein. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Einhaltung ei¬ ner vorgegebenen Qualität des Feinguts. Darunter fällt im Zusammenhang der Erfindung hauptsächlich der sogenannte Staubanteil, dessen mittlere Korngröße in der Regel bei 30 bis 60 μm entsprechend einer spezifischen Oberfläche von 5000 bis 2000 cm2/g liegt.
Bei bekannten Herstellungsverfahren (DE-A-4122062) werden die einzelnen Fraktionen gebrochen bzw. gemahlen und schließlich klassiert und in gesonderten Dosiersilos abge¬ legt, um daraus nach der jeweiligen Rezeptur in einem ge¬ wünschtem Verhältnis abgezogen zu werden. Die Staubfraktion wird gesondert in einer Rohrmühle (Kugelmühle) gemahlen und homogenisiert, bevor sie gleichfalls in Dosiersilos abge¬ legt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es nur sehr schwerfällig verändert werden kann, wenn eine Rezep¬ turänderung oder Schwankungen in der Qualität des Rohmate¬ rials eine Anpassung verlangen. Bei der Einstellung der Staubeigenschaften in Abhängigkeit von der Mahlbarkeit des Kokses und den jeweiligen wechselnden Anforderungen wird das bekannte Verfahren im Start/Stop-Betrieb durchgeführt, was zu unregelmäßiger Staubqualität hinsichtlich des Durch¬ satzes, der Feinheit und der spezifischen Oberfläche führt. Dies hat unterschiedlichen Pechbedarf und unerwünscht schwankende physikalische Eigenschaften der Elektroden zur Folge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah¬ ren zu schaffen, das im Hinblick auf die Erreichung be- stimmter Eigenschaften der staubförmigen bzw. feinkörnigen Zielfraktion leichter beeinflußbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zum Mahlen der Staubfraktion eine Mühle-Sichter-Kombination mit wäh- rend des Betriebs kontinuierlich verstellbarer Korngröße verwendet wird. Besonders bewährt hat sich die Verwendung einer Wälzmühle mit integriertem Sichter, bei der der Mahl¬ druck und vorzugsweise die Mühlendrehzahl und der Luft¬ durchsatz durch die Mühle und den Sichter verstellbar sind. Als Sichter wird vorzugsweise ein dynamischer Sichter ver¬ wendet, bei dem zum Zwecke der Verstellung der Korngrenzen die Drehzahl verstellbar sein sollte.
Unter einer Mühle-Sichter-Kombination wird eine solche FunktionsVerbindung einer Mühle mit einem Sichter verstan¬ den, bei der das vom Sichter ausgesonderte Überkorn in die Mühle zurückgeführt wird. Diese Kombination erlaubt eine besonders feine Einstellung ohne wesentliche Totzeichen, weil sowohl auf die Eigenschaften des Sichters als auch auf diejenigen der Mühle Einfluß genommen werden kann. Man er¬ reicht damit die kontinuierliche Herstellung vorgegebener Staubmengen beliebiger Feinheiten bei unterschiedlicher Mahlbarkeit durch Anpassung der Drehzahl, des Anpreßdrucks, der Systemluftmenge und/oder der Sichterdrehzahl.
Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Härten des Rohguts kann der Mahldruck verstellt werden. Da der als Rohmaterial größtenteils verwendete Petrolkoks ungewöhnlich hart ist, wird der Mahldruck zwei- bis dreimal so hoch eingestellt wie bei üblicher Kohlemahlung. Die Systemluftmenge, d.h. die Stärke des Luftstroms, der das ermahlene Feingut aus der Mahlzone emporträgt zum Sichter, kann geringer einge- stellt werden, wenn geringere maximale Korngröße gewünscht wird, und umgekehrt. Die maximale Korngröße kann auch durch die Drehzahl des dynamischen Sichters beeinflußt werden. Je nach Typ des Sichters können weitere Parameter zur Beein¬ flussung der Korngröße hinzutreten.
Bei dem Sichter handelt es sich vorzugsweise um einen be¬ kannten dynamischen Typ, bei welchem der mit vermählenem Gut beladene Luftstrom der Mühle von außen nach innen durch einen Ring von tangential angeordneten Leitschaufeln ge- führt und dadurch in Kreisbewegung versetzt wird. Weiter innen erreicht er auf einer Spiralbahn einen Drehkorb, der mit einer einstellbaren Drehzahl betrieben wird. Die feinen Partikeln durchdringen die Spalten des Drehkorbs mit dem Luftstrom, während die gröberen wieder nach außen geschleu- dert werden, um in dem Raum zwischen Leitschaufeln und
Drehkorb nach unten zu sinken und von dort dem Mahlprozeß wieder zugeführt zu werden. Das Feingut verläßt den Sichter mit dem Luftstrom, wobei sich seine Feinheit über die Ein¬ stellung der Drehkorb-Drehzahl und die Stärke des Luft- Stroms bestimmen läßt.
Da auf Schwankungen in der Qualität des Rohmaterials rasch und kontinuierlich während des Betriebs reagiert werden kann und da der gewünschte Korngrößenbereich kontinuierlich genau eingehalten werden kann, bedarf das so gewonnene und dem Luftstrom in bekannter Weise kontinuierlich entnommene Feingut keiner nachträglichen Homogenisierung mehr. Es kann kontinuierlich unmittelbar einem Silo zugeführt werden, aus dem es unmittelbar oder mittelbar vorzugsweise kontinuier- lieh zur Verwendung entnommen wird. Dieses Silo kann auch kleiner als bisher üblich dimensioniert werden, weil keine Mühlenumstellzeiten bei Qualitätsänderung berücksichtigt werden müssen. Auch wenn Parameter des Mahl- oder Sichtvor¬ gangs aufgrund von Qualitätsänderungen des Rohmaterials oder Änderungen der Rezeptur angepaßt werden müssen, kann die Mühle-Sichter-Kombination kontinuierlich weiterbetrie- ben werden. Falls eine grundlegende Rezepturänderung not¬ wendig wird, kann die Umstellung in wenigen Minuten erfol¬ gen. Das in der Umstellungsphase ggf. anfallende, der Ziel¬ qualität nicht entsprechende Produkt kann kurzzeitig zwi¬ schensiliert und anschließend der Mühle wieder zugeführt werden. Der kontinuierliche Betrieb wird dadurch praktisch nicht unterbrochen. Der Umsehaltvorgang erfolgt vorzugswei¬ se rechnergesteuert, wobei programmierte Übersteuerungen eingesetzt werden, um den Anfall an Zwischenprodukt (Abmahlverlust) zu vermeiden oder zu minimieren. Das etwa als Abmahlverlust anfallende Produkt wird in einem Zwi¬ schensilo aufgefangen und dem Aufgabegut vorzugsweise rech¬ nergesteuert so beigemischt, daß keine umweltbelastenden Produktabfälle entstehen.
Alle Typen von Wälzmühlen (Kugelringmühlen, Walzenteller¬ mühlen, Walzenschüsselmühlen bis hin zu Einwalzenmühlen) können zum Einsatz kommen. Alle mahlbaren Kohlenstoffträger bis hin zu den härtesten Petrolkoksen können verarbeitet werden. Es können die Trockenstoffe für alle Typen von Elektroden mit unterschiedlichsten Anforderungen an Härte und Feinheit zubereitet werden. Die Bandbreite der erzeug¬ baren Körnungen ist sehr groß. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 1.000 bis 10.000 cmVg.
Während es bislang erforderlich war, verschiedene Fraktio¬ nen zeitversetzt zu erzeugen und das Produkt in gesonderten Silos zwischen zu lagern, besteht der wesentliche Vorteil der Erfindung darin, daß der Mahlvorgang kontinuierlich und zeitgleich in den Produktionsvorgang eingeschaltet werden kann. Da die Silierung teils vermieden, teils erleichtert wird und insbesondere große Silos vermieden werden, wird das bisher häufig äußerst störende Problem der Segregation unterschiedlicher Körnung innerhalb der Silos vermieden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbereiten von Kohle-Trockenstoff für die Herstellung von Elektroden, bei dem Fraktionen un¬ terschiedlicher Körnung hergestellt und in einem vorbe¬ stimmten Verhältnis gemischt werden und bei dem die Fraktionen mindestens eine staubförmige bis feinkörnige Fraktion umfassen, die auf eine vorbestimmte, einstell¬ bare Korngröße gemahlen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Mahlen der staubförmigen bis feinkörnigen Frak¬ tion eine Mühle-Sichter-Kombination mit während des Be¬ triebs kontinuierlich verstellbarer Korngröße verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mühle-Sichter-Kombination eine Wälzmühle mit inte¬ griertem Sichter verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahldruck der Mühle verstellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Mühlenantriebs verstellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchsatz der Mühle und des Sichters verstellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß ein dynamischer Sichter verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Sichters verstellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Mühle-Sichter-Kombination während des kontinuierlichen Betriebs etwaigen QualitatsSchwan¬ kungen des Rohmaterials oder Rezepturänderungen ange¬ paßt wird.
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