WO2020043314A1 - Method for producing a coking product - Google Patents

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WO2020043314A1
WO2020043314A1 PCT/EP2018/073509 EP2018073509W WO2020043314A1 WO 2020043314 A1 WO2020043314 A1 WO 2020043314A1 EP 2018073509 W EP2018073509 W EP 2018073509W WO 2020043314 A1 WO2020043314 A1 WO 2020043314A1
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WO
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carrier material
carbon carrier
container
coking
carbon
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PCT/EP2018/073509
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German (de)
French (fr)
Inventor
Max Aicher
Klaus Krüger
Andre Van Bennekom
Original Assignee
Max Aicher Gmbh & Co. Kg
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Priority to RU2021108578A priority patent/RU2762192C1/en
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Priority to PL18762837.5T priority patent/PL3810726T3/en
Priority to PCT/EP2018/073509 priority patent/WO2020043314A1/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
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    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • C10B55/02Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material with solid materials

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a coking product.
  • Coking products of the type produced and procured according to the invention are used, for example, as anodes in the production of aluminum or as electrodes in the melting or metallurgical treatment of steels in electric arc furnaces and in reduction furnaces.
  • the intermediate product is subjected to a graphitization process for further processing to a graphite element of the highest quality.
  • the carbon contained in the intermediate product is converted to graphite by heating to approx. 2800 ° C, which is characterized by an increasingly three-dimensional
  • a pasty carbon carrier material which consists of a mixture of granular coke and liquid tar distillate serving as a binder, is filled into a tubular housing of an electrode, which has one end in the furnace space of a reduction furnace ( Arc furnace) Melting / reduction of, for example, phosphorus, tantalum or
  • Ferromanganese is made from ores.
  • the housing of the electrode is made of an electrically conductive carbon steel. A current is applied to the housing of the electrode, which is applied to the one filled in the housing
  • Carbon carrier material is transferred.
  • an arc ignites in the furnace chamber, causing the temperatures in the region of the end of the electrode reaching into the furnace chamber to rise to more than 2000 ° C.
  • the electrode contained in the housing
  • Carbon carrier material in the upper region of the electrode is kept molten at about 200 ° C.
  • the temperature of the carbon carrier rises continuously in the direction of the end of the electrode assigned to the furnace space.
  • the disintegrate in the temperature range from 400 ° C to 600 ° C
  • Carbon material containing hydrocarbon compounds should be able to escape in the direction of the upper end of the electrode protruding into the furnace space. At the same time, it should come from
  • Carbon derived from hydrocarbons fill the spaces between the coke grains. With increasing approach to the tip of the electrode protruding into the furnace chamber, this process continues until the carbon carrier material becomes a solid, compact body in the
  • Oven space protruding tip of the electrode has arisen.
  • the electrode is consumed and has to be pushed from above in order to maintain the arc in the furnace chamber.
  • Söderberg process is used in a furnace to melt one
  • Steel alloy also arranged an electrode with a cylindrical container, which is guided with its upper open end through the wall of the furnace.
  • the container is made of a conductive stainless steel.
  • the container is charged with a non-baked, lumpy electrode mass via its open upper end.
  • the electrode mass is liquefied by the supply of heat, which takes place via heated air which is conducted in a central region around the container of the electrode, until it is in the region of a plate-shaped element which is positioned adjacent to the lower outlet opening of the container
  • Furnace chamber promoted and serves as an electrode for the supply of electrical energy, via which the arc and thus the melting process in the furnace is kept going.
  • the problem of ensuring a certain density of the graphite element produced in this way is also not addressed here, nor is the setting of certain mechanical or other properties which are important for the use of coking products with which the invention is concerned.
  • the carbon carrier material comprising a liquefiable, coking carbon component and optionally solid, in particular coking carbon components and also optionally additives which are used to adjust the properties of the
  • step c) wherein gas which escapes from the carbon support material during the heating and holding (step c)) is discharged from the container;
  • Starting material is used, which is converted into a moldable mass by mixing with a binder in order to form a green body, which is then subjected to a coking treatment, the process according to the invention starts from a flowable starting product, namely one
  • Carbon carrier material the essential component of which is a liquid or liquefiable carbon carrier, the carbon carrier material also being able to contain solid carbon components and other solid or liquid constituents (additives) without, however, losing its liquid character.
  • a carbon-rich, coking product that is already liquid at room temperature or by heating and thus is used as the carbon carrier material accompanying melting is brought into the flowable state, but in any case is liquid during the coking access.
  • the carbon carrier materials used according to the invention are typically obtained in the processing of petroleum from the heavy fraction, as residues in the distillation of petroleum, from coal tar derivatives, from liquid phase pyrolysis (other flowable organic components).
  • Carbon carrier material in particular from at least one component from the following group: "Residues from the distillation of petroleum and
  • coal-based products such as tars and their derivatives, pitch, flowable bitumen, resins or products from the processing of biomass such as cellulose, sugar and starch ".
  • At least one component from the following group can be present as the solid carbon component in the carbon carrier material used according to the invention: “Granular coke, coal, bitumen in solid form, lignites, anthracite coal, graphite, materials from the recycling of
  • Carbon fibers whereby these materials are only mentioned as examples and of course other carbon-containing residues, which are in solid form and can be coked, can be used for the purposes of the invention.
  • Coking products produced according to the invention can be used as
  • coking products produced according to the invention can be used as an intermediate product for the production of high-quality graphite elements, as are required, for example, as electrodes in the melting or in the metallurgical treatment of steels in an electrical steel plant.
  • the procedure according to the invention ensures that the smallest possible amount of gas bubbles is included in the coking product obtained.
  • the dimensions of the container determining the shape of the coking product according to the invention can be selected so that, taking into account any machining allowance that may be required, they correspond to the final dimension adapted for the respective application.
  • the container provided according to the invention can be made in a manner known per se from a sufficiently temperature-resistant steel sheet.
  • the container can be covered at least in sections with a sliding layer on its inner surfaces surrounding the interior of the container.
  • a separately prefabricated liner, tightly fitting against the inner surface of the container can be introduced into the interior of the container or a coating consisting of a suitable material can be applied directly to the relevant inner surface.
  • a light metal material, in particular an aluminum material, but also a thin steel sheet can be used as the material for the sliding surface.
  • step b) of the method according to the invention the flowable carbon carrier material is introduced into the container via the filler opening
  • the carbon component itself or the entire carbon carrier material may be expedient to preheat the carbon component itself or the entire carbon carrier material before filling it into the interior of the container.
  • the preheating is preferably carried out in such a way that the meltable carbon component which may be present and which is to be attributed to the liquid component is already liquefied when it reaches the container.
  • the heating in the container can also take place in such a way that the carbon carrier material is first optimally liquid and then the coking process begins.
  • Carbon carrier material (step b)) is completed.
  • the second variant enables the production of particularly dense, high-quality coking products with minimal porosity.
  • the coking temperatures set according to the invention during the coking process (step c)) are typically 450-900 ° C., with coking temperatures of at least 600 ° C. within a practical coking period even for large volumes
  • the coking temperature in the range of 450 - 900 ° C, it is ensured that sufficient flowable carbon carrier material is always available in the process to automatically fill the pores created in the coking by the degassing processes in the partial volume of carbon carrier material .
  • the penetrating flowable carbon carrier material which fills the openings and cavities left behind by the gas inevitably formed during coking according to the invention ensures an optimally high density of the coking product obtained.
  • Coking temperature no longer improves the conductivity, so that the range of coking temperature can in practice be limited to at most this upper limit.
  • the invention sees a suitable temperature and quantity regime, especially when going through the temperature range of 450 - 600 ° C, to a) ensure that a sufficient amount of liquid
  • Carbon carrier material is present in order to ensure automatic replenishment of the pores formed, b) at the same time keeping the amount of liquid carbon carrier material as low as possible in order to promote outgassing and removal of the gas bubbles which form, c) allowing the coking process to proceed quickly and d ) a spontaneous coking and associated "freezing" of
  • Absolute pressure is in the range of 1 to 50 hPa.
  • Coking product produced according to the invention If, for example, there is a requirement that a maximum density over a sufficient thickness should be present in the outer edge areas of the coking products, whereas a certain residual porosity is accepted in the central core area, it may be sufficient if a stationary container has the total volume filled in the container is arranged on flowable heating element detecting carbon carrier material.
  • the coking process proceeds in the direction of the core region of the carbon carrier material starting from the edge region of the carbon carrier material adjoining the inner surface of the container, which is first and most intensely affected by the heat generated by the heating device.
  • the gas bubbles formed during coking can escape through the core area of the carbon carrier material, which is still liquid over a long period of time.
  • a porosity which is minimized over the entire cross section of the coking product produced according to the invention and the associated optimized density can be achieved in that during step c) a relative movement takes place along the longitudinal axis of the mold between the respectively heated carbon carrier material and the heating zone generated by the heating device.
  • This relative movement can take place continuously or step by step.
  • the speed of this movement can also be varied depending on the progress of the carbonization of the carbon carrier material.
  • the heating zone or the container remains in one position for a certain length of time until the heating zone or the container moves to the next position
  • the duration of action of the heat on the volume of carbon carrier material detected by the heating zone can be controlled by adjusting the dwell time.
  • Carbon carrier material is moved relative to the heating zone, it can be achieved that the coking process not only as in the above-explained variant of the method according to the invention from the outer edge to the central core area of each of the heat of the heating device
  • Carbon carrier material progresses, but at the same time also in the direction of the relative movement. In this way, a uniform increase in the respective coked volume of the carbon carrier material can be achieved over the entire cross-section, and this can be used to ensure that a high density is also present in the core area of the coking product obtained according to the invention.
  • the heat given off by the heating device in the heating zone in each case only covers a partial volume of the carbon carrier material filled into the interior that extends over a specific partial section of the height of the interior of the container, the carbon carrier material filled into the interior during the heating (step c)) stops, whereas the heating zone generated by the respective heating device is moved against the direction of gravity towards the upper end of the container, starting from the bottom arranged in the direction of gravity.
  • Carbon carrier material urges openings and cavities left behind by the gas bubbles and fills them, so that an overall dense, largely pore-free coking product is automatically obtained.
  • carbon support material heating device which is divided into several heating segments in the longitudinal direction of the container. These can then be activated and deactivated successively, so that a continuous or step-wise movement of the heating zone generated by the heating segments of the heating device along the container is achieved.
  • the heat given off by the heating device in the heating zone likewise only captures a partial volume of the volume filled into the interior that extends over a specific section of the height of the interior of the container
  • Carbon carrier material but here the heating device is arranged in a stationary manner, while the carbon carrier material filled in the container is moved relative to the heating zone generated by the heating device.
  • the container can be filled with it
  • Carbon carrier material are moved along the fixed heater.
  • a particularly productive embodiment of this method variant based on a fixed heating device, which is also optimal
  • the container is mounted in a fixed position, wherein a drain opening is provided in the bottom of the container, through which the coking product as from the respectively solidified
  • Carbon carrier material formed strand is continuously removed from the container (work step e)).
  • the container is designed in the manner of a casting mold. At the same time it is
  • the speed of the relative movement depends on the diameter or cross section of the product to be produced.
  • the speed increases increasing diameter or cross-sectional size due to the proportion of carbon carrier material used to coke the respective heating zone.
  • the speed of the relative movement lies between the heating zone and that contained in the container
  • the degassing (step d)) of the gas escaping from the carbon support material in the coking process (step c)) can be supported in that the carbon support material contained in the container is at least temporarily set in motion.
  • a vibration device or the like which excites the carbon carrier material contained in the container as a whole or in regions to vibrations, which ideally lie in the range from 0.5 Hz to 50 kHz.
  • the spatial expression of the physicochemical coke properties can be controlled through the targeted application of heat.
  • Figures 1a - 1d a first device for producing a
  • Fig. 3 shows a third device for producing a
  • Fig. 4a shows a fourth device for producing a
  • Fig. 4b a generated in the device shown in Fig. 4a
  • Coking product in a longitudinal section Coking product in a longitudinal section.
  • the device 1 for producing a coking product VK shown in FIGS. 1a-1d comprises a container 2, which is vertically aligned with its longitudinal axis L and is shaped like a cylinder tube and is made of a heat-resistant material, such as a steel customary for this purpose.
  • the container 2 delimits an interior space 3 which widens in a funnel shape in an upper section 4 in the direction of the upper edge of the container 2.
  • the slim, cylindrical shape of the interior 3 is selected such that the coking product VK produced in the device 1 has an equally slim cylindrical shape at the end of the coking process carried out in the device 1, which is optimally approximated to the shape that the coking product VK or should have a graphite product produced from it.
  • the dimensions of the coking product VK can be used
  • the shape and dimensions of the cylindrical shape shown by the interior 3 of the container 2 correspond to the shape that graphite electrodes must have in order to be able to be used in arc furnaces in steelworks.
  • the shape of the interior allows 3 other shapes of
  • the inner surfaces of the container 2 bordering the interior 3 can be covered at least in sections as a separating layer with a thin sliding layer 5, for example made of an aluminum material, in the form of a prefabricated liner inserted into the interior 3 or by a suitable coating method in a manner known per se is applied directly to the relevant sections of the inner surfaces.
  • a thin sliding layer 5 for example made of an aluminum material, in the form of a prefabricated liner inserted into the interior 3 or by a suitable coating method in a manner known per se is applied directly to the relevant sections of the inner surfaces.
  • Interior 3 a suppressor for suction of gases present in the interior 3 can be generated.
  • Heating device 10 corresponds to a small fraction of the height H3 of
  • the heating device 10 is carried by an actuating device 13, which is set up in a manner known per se to move the heating device 10 in the vertical direction V along the container 2.
  • the adjusting device 13 can have a linear guide 14 aligned axially parallel to the longitudinal axis L, along which the heating device 10 can be moved by means of a linear drive 15 of the adjusting device 13.
  • the heating device 10 is positioned during the filling process in an initial position at the lower end of the container near the bottom element 9.
  • Carbon carrier material K of the carbon carrier material column present in the interior 3 of the container 2 is replaced. This process continues until the partial volume heated in each case by the heating device 10 in the heating zone it produces has coked completely in the technical sense and has assumed a solid form. Since all that have been released by gas formation
  • Carbon carrier material K have been filled, the density of the part of the carbon carrier material K so coked is at least 1.4 g / cm 3 .
  • Carbon carrier material K is coked, the heating device 10, which is still held in the heating mode, and with it the likewise still active one
  • the speed of the upward movement of the heating device 10 and the vibrating device 16 coupled to it is dimensioned such that the partial volume of the carbon carrier material K located in the effective range of the heating zone generated by the heating device 10 gradually heats up and then over a coking period on the respective one
  • Coking temperature is kept for one in a technical sense complete coking and associated complete solidification is sufficient. In practice, conveyor speeds for this are
  • Heating device 10 typically in the range of 0.025-1.5 m / h,
  • Carbon carrier material K is due to the from
  • the container 2 is opened and the one formed in its interior 3
  • the coking product VK thus obtained is used to produce a
  • Graphite electrode as is required in an electrical steel plant, is subjected to a customary graphitization process in order to give it a graphitic structure. Because of the device 1 in the above
  • filling tube 107 With the onset of coking, filling tube 107, raised by a corresponding amount of height, becomes quasi-continuous
  • FIG. 3 shows a device 201 for producing a coking product VK, in which, in contrast to the devices 1 and 101, a heating device 210 provided on the device 201 is mounted in a stationary manner, that is to say it stands still during operation, whereas the one to be coked
  • Carbon carrier material K moves along the heater 210 and in this way along the heater 210 to a solid
  • the device 201 has a container 202 which delimits an interior space 3 which, like the interior spaces 3 of the devices 1, 101, widens in a funnel shape in an upper region and by a cover 206
  • a suction pipe 208 and a filling pipe 207 arranged in the manner of the filling pipe 7 of the device 1 are passed through the cover 206 here, as in the case of the covers 6 of the devices 1, 101.
  • Heating device 210 can be regulated in segments in order to achieve an optimal temperature profile in the effective range of that generated by heating device 10
  • the carbon carrier material K located in the effective area of the heating zone generated by the heating device 210 is controlled step by step, heated to the coking temperature and held there until it is completely coked in the technical sense and has assumed a solid form.
  • the height of the level SK of the flowable carbon carrier material K is above that already as a result of the
  • Coking hardened carbon carrier material K adjusted so that on the one hand the gas bubbles G that are in the coking Carbon carrier material K emerge, only have to travel a short way through the flowable carbon carrier material K until they are sucked out via the suction pipe 208 after exiting the carbon carrier material K, but on the other hand there is always a sufficient amount of liquid carbon carrier material K available to pass through into the solidifying carbon carrier material K pressing liquid
  • Heating device 210 is arranged, but here, according to the fixed arrangement of the heating device 210, is stationary. As already mentioned, a vacuum / vacuum can also be applied to the container 202, which functions in the manner of a mold, in the region above the carbon carrier material K filled into it, in order to outgass the gas
  • Coking product VK passes through a cooling section 219 after it emerges from the container 202, in which it is accelerated to room temperature. The strand is then cut off in a cutting device 220
  • two or more such mold-like container regions 217 each with a heating device 210 arranged thereon, can be connected to a central distributor (not shown here) which feeds the mold-like container regions 217 with carbon carrier material K. and a vibrator 216 also mounted thereon for maximum productivity.
  • FIG. 4a shows a device 301 for producing a coking product VK, which comprises a pot-shaped container 302 made of a suitable steel material, which is closed by a lid 306.
  • a suction pipe 308 is guided through the cover 306 and is used to evacuate the interior 303 surrounded by the container 302 to one not shown here
  • Suction device is connected.
  • the container 302 sits in one
  • Heating device 310 the stationary, annular heating spiral 311 of which extends over the entire height of the container 302, so that the heating device 310 can generate a heating zone correspondingly extending over the entire height of the container 302.
  • Carbon carrier material K filled in the interior 303 of the container 302. The container 302 is then closed by putting the lid 306 on and the carbon carrier material K contained in the container 302 is brought to a coking temperature of 450-900 ° C.
  • a coking temperature 450-900 ° C.
  • the coking and solidification of the carbon carrier material K begins from the lateral inner surfaces of the interior 303.
  • the core region KB of the carbon carrier material K remains highly fluid over a long period of time, so that gas bubbles G reaching there, like those resulting from the Coking partial volumes of the
  • Carbon carrier material K emerging gas bubbles G move for a long time against gravity in the direction of the mirror SK of the carbon carrier material K contained in the container.
  • the coking product VK places the highest demands on conductivity and stability, while the quality of the core area KB only plays a subordinate role.
  • Such requirement profiles arise, for example, in plants for the production of aluminum, if there
  • the flowable carbon carrier material K used in the devices 1, 101, 201, 301 for producing the respective coking product VK consists in each case of the distillation of petroleum products and the
  • This carbon carrier material K is optionally with granular coke or graphite with a grain size of at most 10 mm and optionally one or more additives, such as iron oxide to reduce the puffing effect, a boron source, such as boron carbide, to reduce the coefficient of thermal expansion or to improve the generated Crystal structure, or carbon or graphite fibers, which improve the mechanical properties and also reduce the coefficient of thermal expansion, mixed.
  • the carbon carrier material K used in each case is liquid at the process temperature in such a way that it flows under the action of gravity into the interior 3, 103, 203, 303 bounded by the container 2, 102, 202, 302.

Abstract

The invention relates to a method for producing a coking product (VK), in which a container (2, 202, 302) is provided, which delimits an interior space (3) and comprises a filling opening and a heating device (10, 210, 310) for heating the carbon carrier material (K) filled into the interior space (3) of the container (2, 202, 302). The flowable or pourable carbon carrier material (K) introduced into the interior (3) via the filling opening is introduced into the container (2) via the filling opening, and comprises a liquid or fusible coking carbon component and optionally, a solid coking carbon component, and likewise optionally, an additive that serves to adjust the properties of the carbon carrier material (K). The carbon carrier material filled into the interior space (3) is heated to a coking temperature by means of the heating device (10, 210, 310), wherein in each case, the heated carbon carrier material (K) is kept at the coking temperature until by coking, the heated carbon carrier material is solidified to form the coking product (VK), wherein gas (G), which escapes from the carbon carrier material (K) during heating and holding, is discharged from the container (2, 202, 302). The coking product (VK) produced in this way is then removed from the container (2, 202, 302).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verkokungsprodukts  Process for the manufacture of a coking product
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkokungsprodukts. The invention relates to a method for producing a coking product.
Verkokungsprodukte der erfindungsgemäß hergestellten und beschaffenen Art werden beispielsweise als Anoden bei der Erzeugung von Aluminium oder als Elektroden bei der Erschmelzung oder metallurgischen Behandlung von Stählen in Elektrolichtbogenöfen sowie in Reduktionsöfen eingesetzt. Coking products of the type produced and procured according to the invention are used, for example, as anodes in the production of aluminum or as electrodes in the melting or metallurgical treatment of steels in electric arc furnaces and in reduction furnaces.
Eine Übersicht über den derzeitigen Stand der Technik im Bereich der An overview of the current state of the art in the field of
Herstellung von Elektroden für die metallurgische Behandlung von Metallen oder Metalllegierungen findet sich in dem von Rick Adams, Wilhelm Frohs, Hubert Jäger und Keith Roussel verfassten und von der American Carbon Society im Jahr 2007 veröffentlichten Artikel„Graphite Electrode and Needle Coke Development“, der unter der URL http://acs.omnibooksonline.com/data/ papers/ 2007_D031 (K).pdf zum Download bereitsteht. Manufacture of electrodes for the metallurgical treatment of metals or metal alloys can be found in the article "Graphite Electrode and Needle Coke Development" written by Rick Adams, Wilhelm Frohs, Hubert Jäger and Keith Roussel and published by the American Carbon Society in 2007 the URL http://acs.omnibooksonline.com/data/ papers / 2007_D031 (K) .pdf is available for download.
Demnach wird für die Herstellung von Verkokungsprodukten der hier in Rede stehenden Art Kohlenstoff in fester Form, typischerweise als Koks, Accordingly, carbon is used in solid form, typically as coke, for the production of coking products of the type in question here.
bereitgestellt. Die Herstellung des Koks erfolgt dabei in der an sich bekannten Weise in der Regel aus Rückständen, die bei der Raffinierung von Erdöl oder anderen petrochemischen Verfahren anfallen. Dabei werden verkokbare Kohlenstoffträger, wie beispielsweise bei der Destillation von Erdöl oder vergleichbaren Kohlenstoffträgern anfallende Rückstände, einem provided. The coke is produced in the manner known per se, as a rule from residues which arise from the refining of petroleum or other petrochemical processes. Coking carbon carriers, such as residues resulting from the distillation of petroleum or comparable carbon carriers, become one
Verkokungsprozess unterzogen. Alternativ kommt Steinkohleteerpech als Ausgangsprodukt für die Verkokung zum Einsatz. Erforderlichenfalls durchläuft der sog. grüne Koks noch einen Kalzinierungsprozess, um die insbesondere in Petrolkoksen noch vorhandenen flüchtigen Kohlenwasserstoffe zu beseitigen. Subjected to coking process. Alternatively, coal tar pitch is used as a starting product for coking. Goes through if necessary the so-called green coke is a calcining process to remove the volatile hydrocarbons that are still present, especially in petroleum coke.
Für Anwendungen, bei denen höchste Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit bei gleichzeitig minimierter Wärmeausdehnung gestellt werden, wie beispielsweise bei der Erschmelzung oder metallurgischen Behandlung von Stahl in einem Elektrolichtbogenofen, wird üblicherweise so genannter For applications in which the highest demands are placed on the mechanical resilience with minimized thermal expansion, such as, for example, in the melting or metallurgical treatment of steel in an electric arc furnace, so-called
Nadelkoks verwendet. Dieser stellt die höchste Qualitätsstufe dar und kann nur mit erhöhtem Aufwand hergestellt werden (DE 10 2004 035 934 A1 ). Für Einsatzzwecke, bei denen geringere Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit oder das thermische Ausdehnungsverhalten gestellt werden, kann der teure Nadelkoks teilweise oder vollständig durch eine kostengünstigere Kokssorte oder einen der anderen Kohlenstoffträger (z.B. Anthrazitkohle) ersetzt werden. Needle coke used. This represents the highest quality level and can only be produced with increased effort (DE 10 2004 035 934 A1). For applications in which there are less demands on the mechanical resilience or the thermal expansion behavior, the expensive needle coke can be partially or completely replaced by a cheaper type of coke or one of the other carbon carriers (e.g. anthracite coal).
Der Koks wird zu einer schüttfähigen Körnermenge zermahlen, aus der durch Sieben typischerweise acht Kornfraktionen separiert werden. Üblicherweise wird Koks unterschiedlicher Kornfraktionen zu einer Kokskörnermischung mit einer im Hinblick auf die einzustellenden Eigenschaften des Graphitelements als optimal angesehene Korngrößenverteilung vermischt. Typischerweise werden dabei Mischungen erzeugt, die zu einem Drittel aus Staub und zu zwei Drittel aus Korn bestehen, um eine ausreichende Dichte zu gewährleisten. Hierbei wird davon ausgegangen, dass der Koksstaub die zwischen den Kokskörnern vorhandenen Lücken füllt. Der jeweiligen Mischung können Additive, wie beispielsweise Eisenoxid, zugegeben werden. Eisenoxid bewirkt eine Minimierung der irreversiblen thermischen Ausdehnung des Kokses („Puffing“), welche bei den anschließenden Wärmebehandlungen eintritt, wenn im Koks noch vorhandener Schwefel aus dem Kohlenstoffgitter ausgetrieben wird. The coke is ground into a pourable amount of grains, from which eight grain fractions are typically separated by sieving. Usually, coke of different grain fractions is mixed into a coke grain mixture with a grain size distribution which is considered to be optimal with regard to the properties of the graphite element to be set. Typically, mixtures are created which consist of a third of dust and two thirds of grain in order to ensure a sufficient density. It is assumed that the coke dust fills the gaps between the coke grains. Additives, such as iron oxide, can be added to the respective mixture. Iron oxide minimizes the irreversible thermal expansion of the coke ("puffing"), which occurs in the subsequent heat treatments when sulfur still present in the coke is driven out of the carbon lattice.
Die typischerweise zur Verkürzung der Prozesszeiten vorgewärmte The one that is typically preheated to shorten process times
Körnermischung wird mit einem Bindemittel, wie beispielsweise Teerpech, Stearinsäure oder Mischungen aus diesen Bindern, zu einer plastisch verformbaren, pastösen homogen durchmischten Masse vermengt, deren Binderanteil typischerweise 20 - 24 Gew.-% beträgt. Die erhaltene Kohlenstoff- Binder-Masse, die in der Fachsprache auch als„grüne Masse“ bezeichnet wird, wird nun durch Pressen, Extrudieren, Rütteln oder Stampfen zu einem so genannten„Grünling“ geformt. Während dieses Formvorgangs liegt die Grain mixture is mixed with a binder, such as tar pitch, Stearic acid or mixtures of these binders, mixed to a plastically deformable, pasty, homogeneously mixed mass, the binder content of which is typically 20-24% by weight. The carbon binder mass obtained, which is also referred to in technical jargon as “green mass”, is now shaped into a “green body” by pressing, extruding, shaking or stamping. During this molding process, the
Temperatur unterhalb der Mischtemperatur, so dass zu diesem Zeitpunkt eine zähe, sehr hochviskose Masse vorliegt. Temperature below the mixing temperature, so that a tough, very highly viscous mass is present at this time.
Die Grünlinge werden anschließend unter Ausschluss von Sauerstoff langsam auf eine Temperatur von typischerweise 800 bis 950 °C erwärmt. Während dieses Brennprozesses zersetzt sich ein Teil des Binders zu Gas, welches aus dem Grünling entweichen muss. Diese Gasentwicklung bedingt eine langsam fortschreitende Erwärmung, weil es andernfalls in Folge von im Grünling entstehendem Gasdruck zu einer Rissbildung und damit einhergehender Instabilität des herzustellenden Kohlenstoff- respektive Graphitelements kommen könnte. The green compacts are then slowly heated to a temperature of typically 800 to 950 ° C. in the absence of oxygen. During this firing process, part of the binder decomposes into gas, which must escape from the green body. This gas development causes a slowly progressing heating, because otherwise the gas pressure developing in the green compact could lead to crack formation and the associated instability of the carbon or graphite element to be produced.
Abhängig vom verwendeten Bindersystem geht etwa ein Drittel der Masse des verwendeten Binders während des Brennprozesses verloren. Der aus dem Grünling entgasende Binder hinterlässt im nach dem Brennen erhaltenen Zwischenprodukt Hohlräume, durch die das Zwischenprodukt eine verringerte Dichte aufweist. Diese reicht in der Regel für die Herstellung von Kohlenstoff- bzw. Graphitelementen nicht aus, von denen eine hohe elektrische Leitfähigkeit und hohe Festigkeiten gefordert werden, wie beispielsweise von Depending on the binder system used, about a third of the mass of the binder used is lost during the firing process. The binder degassing from the green compact leaves voids in the intermediate product obtained after firing, as a result of which the intermediate product has a reduced density. As a rule, this is not sufficient for the production of carbon or graphite elements, of which high electrical conductivity and high strengths are required, such as for example
Graphitelektroden für die Stahlerschmelzung oder -behandlung. Daher wird das nach dem ersten Brennen erhaltene Zwischenprodukt vor der Graphite electrodes for steel melting or treatment. Therefore, the intermediate product obtained after the first firing is before
Weiterverarbeitung typischerweise einem so genannten„Imprägnieren“ unterzogen. Hierzu wird ein erwärmtes Imprägniermittel, das eine geringere Viskosität als das ursprünglich eingesetzte Bindemittel aufweist, typischerweise Teerpech, in das Zwischenerzeugnis gepresst, um dort vorhandene Poren zu füllen. Anschließend wird das Zwischenerzeugnis erneut gebrannt. Dabei verflüchtigt sich wiederum ein Teil des zuvor eingepressten Imprägniermittels mit der Folge, dass das Zwischenprodukt auch nach einem Imprägnierschritt jeweils unvermeidbar offene, nicht mit Kohlenstoff gefüllte Poren aufweist. Further processing typically undergoes a so-called "impregnation". For this purpose, a heated impregnating agent, which has a lower viscosity than the binder originally used, typically tar pitch, is pressed into the intermediate product in order to fill pores present there. The intermediate product is then fired again. there In turn, part of the previously pressed-in impregnating agent evaporates, with the result that, even after an impregnating step, the intermediate product inevitably has open pores which are not filled with carbon.
Dementsprechend muss der Imprägniervorgang erforderlichenfalls wiederholt werden, bis das Zwischenprodukt die für seine Weiterverarbeitung geforderte Dichte aufweist. Accordingly, the impregnation process must be repeated if necessary until the intermediate product has the density required for its further processing.
Für die Weiterverarbeitung zu einem Graphitelement höchster Güte wird das Zwischenprodukt einem Graphitierprozess unterzogen. Dabei wird der im Zwischenprodukt enthaltene Kohlenstoff durch Erwärmung auf ca. 2800 °C in Graphit umgewandelt, der sich durch eine zunehmend dreidimensionale The intermediate product is subjected to a graphitization process for further processing to a graphite element of the highest quality. The carbon contained in the intermediate product is converted to graphite by heating to approx. 2800 ° C, which is characterized by an increasingly three-dimensional
Ordnung der Kohlenstoffatome auszeichnet. Üblicherweise kommen hier der so genannte„Acheson-Prozess“ oder der ökonomischere„Castner-Prozess“, die sogenannte Längsgraphitierung (LWG), zum Einsatz. Durch einen möglichst niedrigen Schwefel- und Stickstoffgehalt des Vormaterials und die damit reduzierte Puffing-Neigung können Ablauf und Erfolg der Graphitierung unterstützt werden. Die negative Wirkung von im Zwischenprodukt noch enthaltenem Stickstoff und Schwefel können, wie erwähnt, auch durch geeignete Zusätze wie Eisenoxid oder eine gezielte Temperaturführung während der Graphitierung gemindert werden. Order of the carbon atoms. The so-called "Acheson process" or the more economical "Castner process", the so-called longitudinal graphitization (LWG), are usually used here. The lowest possible sulfur and nitrogen content of the raw material and the resulting reduced puffing tendency can support the process and success of the graphitization. The negative effect of nitrogen and sulfur still contained in the intermediate product can, as mentioned, also be reduced by suitable additives such as iron oxide or a targeted temperature control during the graphitization.
Verfahren, die auf dem so genannten„Söderberg prozess“ (siehe beispielsweise US 1 ,440,724 A, US 1 ,640,735 A) aufbauen, vermeiden den bei der Herstellung von Graphitelektroden mit dem Formen eines Grünlings, mit dem Brennen des Grünlings zu einem Zwischenprodukt und mit dem Graphitisierungsprozess verbundenen Aufwand. Processes based on the so-called “Söderberg process” (see, for example, US 1, 440.724 A, US 1, 640.735 A) avoid that in the production of graphite electrodes with the shaping of a green compact, with the burning of the green compact to an intermediate product and effort associated with the graphitization process.
Bei einer in der US 3,365,533 A beschriebenen Ausgestaltung dieses Verfahren wird ein pastöses Kohlenstoffträgermaterial, das aus einer Mischung von körnigem Koks und als Binder dienendem flüssigen Teerdestillat besteht, in ein rohrförmiges Gehäuse einer Elektrode gefüllt, die mit ihrem einen Ende in den Ofenraum eines Reduktionsofens (Lichtbogenofens) zur Erschmelzung/Reduktion von beispielsweise Phosphor, Tantal oder In one embodiment of this method described in US Pat. No. 3,365,533 A, a pasty carbon carrier material, which consists of a mixture of granular coke and liquid tar distillate serving as a binder, is filled into a tubular housing of an electrode, which has one end in the furnace space of a reduction furnace ( Arc furnace) Melting / reduction of, for example, phosphorus, tantalum or
Ferromangan aus Erzen geführt ist. Das Gehäuse der Elektrode besteht aus einem elektrisch leitfähigen Kohlenstoffstahl. An das Gehäuse der Elektrode wird ein Strom angelegt, der auf das in das Gehäuse gefüllte Ferromanganese is made from ores. The housing of the electrode is made of an electrically conductive carbon steel. A current is applied to the housing of the electrode, which is applied to the one filled in the housing
Kohlenstoffträgermaterial übertragen wird. Auf diese Weise zündet in dem Ofenraum ein Lichtbogen, durch den die Temperaturen im Bereich des in den Ofenraum reichenden Endes der Elektrode auf bis über 2000 °C ansteigen. In Folge dessen entsteht in dem im Gehäuse der Elektrode enthaltenen Carbon carrier material is transferred. In this way, an arc ignites in the furnace chamber, causing the temperatures in the region of the end of the electrode reaching into the furnace chamber to rise to more than 2000 ° C. As a result, the electrode contained in the housing
Kohlenstoffträgermaterial ein Temperaturgefälle, durch das das pastöse Carbon carrier material a temperature gradient through which the pasty
Kohlenstoffträgermaterial im oberen Bereich der Elektrode bei etwa 200 °C schmelzflüssig gehalten wird. In Richtung des dem Ofenraum zugeordneten Endes der Elektrode steigt die Temperatur des Kohlenstoffträgers kontinuierlich an. Dabei zerfallen im Temperaturbereich von 400 °C bis 600 °C die im Carbon carrier material in the upper region of the electrode is kept molten at about 200 ° C. The temperature of the carbon carrier rises continuously in the direction of the end of the electrode assigned to the furnace space. The disintegrate in the temperature range from 400 ° C to 600 ° C
Kohlenstoffmaterial enthaltenen Kohlenwasserstoffverbindungen. Die dadurch frei werdenden Gase sollen in Richtung des in den Ofenraum ragenden oberen Endes der Elektrode entweichen können. Gleichzeitig soll der aus den Carbon material containing hydrocarbon compounds. The gases released in this way should be able to escape in the direction of the upper end of the electrode protruding into the furnace space. At the same time, it should come from
Kohlenwasserstoffverbindungen stammende Kohlenstoff die Freiräume zwischen den Kokskörnern füllen. Mit zunehmender Annäherung an die in den Ofenraum ragende Spitze der Elektrode setzt sich dieser Prozess fort, bis aus dem Kohlenstoffträgermaterial die als fester, kompakter Körper in den Carbon derived from hydrocarbons fill the spaces between the coke grains. With increasing approach to the tip of the electrode protruding into the furnace chamber, this process continues until the carbon carrier material becomes a solid, compact body in the
Ofenraum ragende Spitze der Elektrode entstanden ist. Im Schmelzenbetrieb verzehrt sich die Elektrode und muss von oben nachgeschoben werden, um den Lichtbogen im Ofenraum aufrechtzuerhalten. Oven space protruding tip of the electrode has arisen. In the melting mode, the electrode is consumed and has to be pushed from above in order to maintain the arc in the furnace chamber.
Bei einer in der DE 600 01 106 T2 beschriebenen anderen Variante des In another variant of the described in DE 600 01 106 T2
Söderberg-Prozesses wird in einem Ofen zur Erschmelzung einer Söderberg process is used in a furnace to melt one
Stahllegierung ebenfalls eine Elektrode mit einem zylindrischen Behältnis angeordnet, das mit seinem oberen offenen Ende durch die Ummauerung des Ofens geführt ist. Das Behältnis ist aus einem leitfähigen Edelstahl geformt. Über sein offenes oberes Ende wird das Behältnis mit einer nicht eingebrannten stückigen Elektrodenmasse beschickt. Auf ihrem Weg zum ebenfalls offenen unteren Endes des Behältnisses wird die Elektrodenmasse durch Wärmezufuhr, die über erhitzte, in einem mittleren Bereich um das Behältnis der Elektrode geführte Luft erfolgt, verflüssigt, bis sie in den Bereich einer angrenzend an die untere Austrittsöffnung des Behältnisses positionierten plattenförmigen Steel alloy also arranged an electrode with a cylindrical container, which is guided with its upper open end through the wall of the furnace. The container is made of a conductive stainless steel. The container is charged with a non-baked, lumpy electrode mass via its open upper end. On their way to the also open at the lower end of the container, the electrode mass is liquefied by the supply of heat, which takes place via heated air which is conducted in a central region around the container of the electrode, until it is in the region of a plate-shaped element which is positioned adjacent to the lower outlet opening of the container
Anordnung zur Ankopplung eines elektrischen Stroms gelangt. In Folge der im Bereich der in den Ofenraum reichenden Spitze der Elektrode herrschenden hohen Temperaturen wird die Elektrodenmasse dort ebenfalls„in situ“ gebrannt. Der so aus der Elektrodenmasse gebrannte feste Elektrodenstrang wird kontinuierlich aus der unteren Austrittsöffnung des Behältnisses in den Arrives for coupling an electrical current. As a result of the high temperatures prevailing in the area of the tip of the electrode reaching into the furnace space, the electrode mass is also burned “in situ” there. The solid electrode strand thus burned from the electrode mass is continuously fed from the lower outlet opening of the container into the
Ofenraum gefördert und dient als Elektrode für die Zufuhr der elektrischen Energie, über die der Lichtbogen und damit der Schmelzenprozess im Ofen in Gang gehalten wird. Das Problem der Gewährleistung einer bestimmten Dichte des auf diese Weise erzeugten Graphitelements wird auch hierbei ebenso wenig angesprochen, wie die Einstellung bestimmter mechanischer oder sonstiger Eigenschaften, die für den Einsatz von Verkokungsprodukten, mit denen sich die Erfindung beschäftigt, von Bedeutung sind. Furnace chamber promoted and serves as an electrode for the supply of electrical energy, via which the arc and thus the melting process in the furnace is kept going. The problem of ensuring a certain density of the graphite element produced in this way is also not addressed here, nor is the setting of certain mechanical or other properties which are important for the use of coking products with which the invention is concerned.
Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu nennen, mit dem sich kostengünstig ein Verkokungsprodukt erzeugen lässt, das aufgrund seiner hohen Dichte für den unmittelbaren Einsatz bei der Erzeugung von Metallen, Metalllegierungen und metallurgischer Produkte oder als Zwischenprodukt für die Herstellung von entsprechenden Graphitelementen dienen kann, an deren Eigenschaften höchste Anforderungen gestellt werden. Starting from the prior art explained above, the task has arisen of naming a method which can be used to produce a coking product inexpensively, which due to its high density is suitable for direct use in the production of metals, metal alloys and metallurgical products or as an intermediate product can serve for the production of corresponding graphite elements, the properties of which are subject to the highest demands.
Die Erfindung hat diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene The invention has this object by the specified in claim 1
Verfahren gelöst. Procedure solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden wie der allgemeine Erfindungsgedanke nachfolgend im Einzelnen erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verkokungsprodukts umfasst demnach folgende Arbeitsschritte: a) Bereitstellen eines Behälters, der einen Innenraum umgrenzt und eine Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and, like the general inventive concept, are explained in detail below. The method according to the invention for producing a coking product accordingly comprises the following working steps: a) provision of a container which delimits an interior and one
Einfüllöffnung zum Einfüllen eines fließ- oder schüttfähigen  Filling opening for filling a flowable or pourable
Kohlenstoffträgermaterials in den Innenraum sowie eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des in den Innenraum des Behälters gefüllten  Carbon carrier material in the interior and a heating device for heating the filled in the interior of the container
Kohlenstoffträgermaterials umfasst;  Includes carbon support material;
b) Einbringen des Kohlenstoffträgermaterials über die Einfüllöffnung in den Innenraum des Behälters, wobei das Kohlenstoffträgermaterial eine verflüssigbare, verkokbare Kohlenstoffkomponente sowie optional feste, insbesondere verkokbare Kohlenstoffkomponenten und ebenso optional Additive umfasst, welche zur Einstellung der Eigenschaften des b) introducing the carbon carrier material via the filling opening into the interior of the container, the carbon carrier material comprising a liquefiable, coking carbon component and optionally solid, in particular coking carbon components and also optionally additives which are used to adjust the properties of the
Kohlenstoffträgermaterials dienen;  Serve carbon carrier material;
c) Erwärmen des in den Innenraum des Behälters gefüllten c) heating the filled in the interior of the container
Kohlenstoffträgermaterials mittels der Heizeinrichtung auf eine  Carbon carrier material by means of the heating device on a
Verkokungstemperatur, wobei das auf die jeweilige Verkokungstemperatur erwärmte Kohlenstoffträgermaterial jeweils so lange bei der  Coking temperature, the carbon carrier material heated to the respective coking temperature in each case for as long as
Verkokungstemperatur gehalten wird, bis das auf der Verkokungstemperatur gehaltene Kohlenstoffträgermaterial durch Verkokung zu dem  Coking temperature is maintained until the carbon support material is kept at the coking temperature by coking to the
Verkokungsprodukt verfestigt ist und  Coking product is solidified and
d) wobei Gas, welches während des Erwärmens und Haltens (Arbeitsschritt c)) aus dem Kohlenstoffträgermaterial entweicht, aus dem Behälter abgeleitet wird; d) wherein gas which escapes from the carbon support material during the heating and holding (step c)) is discharged from the container;
e) Entnehmen des Verkokungsprodukts aus dem Behälter. e) removing the coking product from the container.
Um die durch Absolvieren der erfindungsgemäß notwendig durchlaufenenIn order to pass through those necessary according to the invention
Arbeitsschritte a) - e) erfindungsgemäß hergestellten Verkokungsprodukte weiter zu veredeln, insbesondere die Qualität der graphitierten Produkte zu erhöhen, können sie nach dem Arbeitsschritt e) jeweils optional auch noch die folgenden Arbeitsschritte durchlaufen: Steps a) - e) refine coking products produced according to the invention, in particular the quality of the graphitized products increase, you can optionally also go through the following work steps after step e):
f) Brennen des Verkokungsprodukts; f) burning the coking product;
g) Imprägnieren des Verkokungsprodukts mit einem flüssigen g) impregnating the coking product with a liquid
kohlenstoffbasierten Füllmittel und anschließendes erneutes Brennen des imprägnierten Verkokungsprodukts;  carbon-based filler and then re-firing the impregnated coking product;
h) Erzeugen eines Graphitprodukts durch Graphitieren des h) creating a graphite product by graphitizing the
Verkokungsprodukts.  Coking product.
Anders als bei den konventionellen Verfahren, bei denen ein körniges Unlike the conventional process, which uses a granular process
Ausgangsprodukt eingesetzt wird, das durch Vermengung mit einem Binder in eine formbare Masse überführt wird, um einen Grünling zu formen, der dann einer Verkokungsbehandlung unterzogen wird, geht das erfindungsgemäße Verfahren von einem fließfähigen Ausgangsprodukt aus, nämlich einem Starting material is used, which is converted into a moldable mass by mixing with a binder in order to form a green body, which is then subjected to a coking treatment, the process according to the invention starts from a flowable starting product, namely one
Kohlenstoffträgermaterial, dessen wesentliche Komponente ein flüssiger bzw. verflüssigbarer Kohlenstoffträger ist, wobei das Kohlenstoffträgermaterial auch feste Kohlenstoffkomponenten und andere feste oder flüssige Bestandteile (Additive) enthalten kann, ohne dabei jedoch seinen flüssigen Charakter zu verlieren. Carbon carrier material, the essential component of which is a liquid or liquefiable carbon carrier, the carbon carrier material also being able to contain solid carbon components and other solid or liquid constituents (additives) without, however, losing its liquid character.
Als Additive kommen dabei beispielsweise Eisenoxid oder Titanoxid zur Verminderung des Puffing-Effektes, eine Bor-Quelle, wie reines Bor oder Borkarbid, zur Verbesserung der Kristallstruktur und dadurch Verminderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten, oder Kohlenstoff- oder Graphitfasern zum Einsatz, die zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und ebenfalls zur Reduzierung des Wärmeausdehnungskoeffizienten beitragen. Examples of additives used here are iron oxide or titanium oxide to reduce the puffing effect, a boron source, such as pure boron or boron carbide, to improve the crystal structure and thereby reduce the coefficient of thermal expansion, or carbon or graphite fibers to improve the mechanical properties and also contribute to reducing the coefficient of thermal expansion.
Um ein Verkokungsprodukt zu erzeugen, dessen mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften höchsten Anforderungen genügen, wird somit als Kohlenstoffträgermaterial ein kohlenstoffreiches, verkokbares Produkt genutzt, das bereits bei Raumtemperatur flüssig ist oder durch Erwärmung und damit einhergehender Aufschmelzung in den fließfähigen Zustand gebracht wird, jedenfalls aber während des Verkokungszugangs flüssig ist. In order to produce a coking product whose mechanical, thermal and electrical properties meet the highest requirements, a carbon-rich, coking product that is already liquid at room temperature or by heating and thus is used as the carbon carrier material accompanying melting is brought into the flowable state, but in any case is liquid during the coking access.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Kohlenstoffträgermaterialien fallen typischerweise bei der Verarbeitung von Erdöl aus der schweren Fraktion, als Rückstände bei der Destillation von Erdöl, aus Steinkohleteerderivaten, aus der Flüssigphasenpyrolyse (andere fließfähige organische Komponenten) an. The carbon carrier materials used according to the invention are typically obtained in the processing of petroleum from the heavy fraction, as residues in the distillation of petroleum, from coal tar derivatives, from liquid phase pyrolysis (other flowable organic components).
Ebenso ist der Einsatz von Produkten aus der Verarbeitung von Biomasse, wie Zellulose, Zucker oder Stärke, denkbar. Dabei sind die voranstehend The use of products from the processing of biomass, such as cellulose, sugar or starch, is also conceivable. The above are
genannten Materialien hier nur beispielhaft erwähnt. Es können mentioned materials mentioned here only as an example. It can
selbstverständlich auch andere kohlenstoffhaltige Stoffe, die in flüssiger oder durch Aufschmelzen verflüssigbarer Form vorliegen und verkokbar sind, für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden. Dementsprechend besteht die flüssige oder verflüssigbare Kohlenstoffkomponente des Of course, other carbon-containing substances, which are in liquid or meltable form and can be coked, are used for the purposes of the invention. Accordingly, the liquid or liquefiable carbon component of the
Kohlenstoffträgermaterials insbesondere aus mindestens einer Komponente der folgenden Gruppe:„Rückstände aus der Destillation von Erdöl und der Carbon carrier material, in particular from at least one component from the following group: "Residues from the distillation of petroleum and
Verwertung von Kohle anfallenden Produkte wie beispielsweise Teere und deren Derivate, Pech, fließfähiges Bitumen, Harze oder Produkte aus der Verarbeitung von Biomassewie Zellulose, Zucker und Stärke". Utilization of coal-based products such as tars and their derivatives, pitch, flowable bitumen, resins or products from the processing of biomass such as cellulose, sugar and starch ".
Als feste Kohlenstoffkomponente kann mindestens eine Komponente der folgenden Gruppe im erfindungsgemäß verwendeten Kohlenstoffträgermaterial vorhanden sein:„in körniger Form vorliegender Koks, Kohle, Bitumen in fester Form, Ligniten, Anthrazitkohle, Graphit, Stoffe aus dem Recycling von At least one component from the following group can be present as the solid carbon component in the carbon carrier material used according to the invention: “Granular coke, coal, bitumen in solid form, lignites, anthracite coal, graphite, materials from the recycling of
Kohlenstofffasern“, wobei auch diese Materialien nur beispielhaft genannt sind und selbstverständlich auch andere kohlenstoffhaltige Reststoffe, die in fester Form vorliegen und verkokbar sind, für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden können. Carbon fibers ”, whereby these materials are only mentioned as examples and of course other carbon-containing residues, which are in solid form and can be coked, can be used for the purposes of the invention.
Erfindungsgemäß erzeugte Verkokungsprodukte können als Coking products produced according to the invention can be used as
Kohlenstofflieferanten direkt für solche Anwendungen eingesetzt werden, bei denen sie als Reaktionspartner bzw. Elektroden für chemische und elektrochemische Reaktionen dienen. Ein wichtiges Einsatzfeld hier ist die Verwendung in Anlagen zur Erzeugung von Aluminium, bei denen sich erfindungsgemäß erzeugte Verkokungsprodukte als Anoden oder Kathoden, insbesondere als Anoden, einsetzen lassen, ohne dass sie weiteren Carbon suppliers are used directly for those applications in which they act as reactants or electrodes for chemical and serve electrochemical reactions. An important field of application here is the use in plants for the production of aluminum, in which coking products produced according to the invention can be used as anodes or cathodes, in particular as anodes, without any further
Arbeitsschritten zur Veränderung ihrer Struktur oder Dichte unterzogen werden müssen. Work steps to change their structure or density must be subjected.
Werden höhere mechanische, elektrische und insbesondere thermische Anforderungen an die erfindungsgemäßen Verkokungsprodukte gestellt, so können im Anschluss an die Arbeitsschritte a) - e) des erfindungsgemäßen Verfahrens die oben schon genannten optionalen Arbeitsschritte f) - h) absolviert werden. Auf diese Weise lassen sich erfindungsgemäß erzeugte Verkokungsprodukte als Zwischenprodukt für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Graphitelementen nutzen, wie sie beispielsweise als Elektroden bei der Erschmelzung oder bei der metallurgischen Behandlung von Stählen in einem Elektrostahlwerk benötigt werden. If higher mechanical, electrical and, in particular, thermal requirements are placed on the coking products according to the invention, then the above-mentioned optional working steps f) - h) can be carried out after the working steps a) - e) of the method according to the invention. In this way, coking products produced according to the invention can be used as an intermediate product for the production of high-quality graphite elements, as are required, for example, as electrodes in the melting or in the metallurgical treatment of steels in an electrical steel plant.
Indem die Erfindung als Ausgangsprodukt ein aus überwiegend flüssigen oder verflüssigbaren Bestandteilen bestehendes Kohlenstoffträgermaterial einsetzt, gelingt es, ein Verkokungsprodukt mit geringer Porosität herzustellen. Hierbei wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise sichergestellt, dass eine geringstmögliche Menge an Gasblasen in dem erhaltenen Verkokungsprodukt eingeschlossen ist. Die Abmessungen des die Form des erfindungsgemäß erzeugten Verkokungsprodukts bestimmenden Behälters können dabei so gewählt werden, dass sie unter Berücksichtigung eines gegebenenfalls erforderlichen Bearbeitungsaufmaßes dem für den jeweiligen Einsatzzweck angepassten Endmaß entsprechen. By using a carbon carrier material consisting of predominantly liquid or liquefiable constituents as the starting product, it is possible to produce a coking product with low porosity. The procedure according to the invention ensures that the smallest possible amount of gas bubbles is included in the coking product obtained. The dimensions of the container determining the shape of the coking product according to the invention can be selected so that, taking into account any machining allowance that may be required, they correspond to the final dimension adapted for the respective application.
Der erfindungsgemäß bereitgestellte Behälter kann in an sich bekannter Weise aus einem ausreichend temperaturbeständigen Stahlblech gefertigt sein. Um im Arbeitsschritt e) das Entnehmen des fertigen Verkokungsprodukts aus dem Behälter zu erleichtern, kann der Behälter an seinen den Innenraum des Behälters umgrenzenden Innenflächen zumindest abschnittsweise mit einer Gleitschicht belegt sein. Hierzu kann in den Innenraum des Behälters ein dicht an der Innenfläche des Behälters anliegender, separat vorgefertigter Liner eingebracht werden oder es kann eine aus einem geeigneten Material bestehende Beschichtung direkt auf die betreffende Innenfläche aufgebracht werden. Als Material für die Gleitfläche kommt ein Leichtmetallwerkstoff, insbesondere ein Aluminiumwerkstoff, aber auch ein dünnes Stahlblech in Frage. The container provided according to the invention can be made in a manner known per se from a sufficiently temperature-resistant steel sheet. In order to facilitate the removal of the finished coking product from the container in work step e), the container can be covered at least in sections with a sliding layer on its inner surfaces surrounding the interior of the container. For this purpose, a separately prefabricated liner, tightly fitting against the inner surface of the container, can be introduced into the interior of the container or a coating consisting of a suitable material can be applied directly to the relevant inner surface. A light metal material, in particular an aluminum material, but also a thin steel sheet can be used as the material for the sliding surface.
Im Arbeitsschritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das fließfähige Kohlenstoffträgermaterial über die Einfüllöffnung des Behälters in den In step b) of the method according to the invention, the flowable carbon carrier material is introduced into the container via the filler opening
Innenraum des Behälters eingebracht. Dabei kann die Einfüllöffnung durch ein Füllrohr oder desgleichen gebildet sein, dass durch eine Abdeckung, eine Wandung oder einen Deckel des Behälters in den von ihm umgrenzten Introduced interior of the container. The filling opening can be formed by a filling tube or the like that by a cover, a wall or a lid of the container in the bounded by it
Innenraum geführt ist. Interior is guided.
Um die Fließfähigkeit der erfindungsgemäß in den Behälter gegebenen flüssigen oder aufschmelzbaren Kohlenstoffkomponente zu erhöhen, kann es zweckmäßig sein, die Kohlenstoffkomponente für sich oder das gesamte Kohlenstoffträgermaterial vor dem Einfüllen in den Innenraum des Behälters vorzuwärmen. Die Vorwärmung wird dabei vorzugsweise so ausgeführt, dass die gegebenenfalls vorhandene, der flüssigen Komponente zuzurechnende aufschmelzbare Kohlenstoffkomponente bereits verflüssigt ist, wenn sie in den Behälter gelangt. Jedoch kann auch die Erwärmung im Behälter so erfolgen, dass zunächst ein optimal flüssiger Zustand des Kohlenstoffträgermaterials hergestellt wird und dann der Verkokungsprozess einsetzt. In order to increase the flowability of the liquid or meltable carbon component added to the container according to the invention, it may be expedient to preheat the carbon component itself or the entire carbon carrier material before filling it into the interior of the container. The preheating is preferably carried out in such a way that the meltable carbon component which may be present and which is to be attributed to the liquid component is already liquefied when it reaches the container. However, the heating in the container can also take place in such a way that the carbon carrier material is first optimally liquid and then the coking process begins.
Gemäß einer ersten Variante kann die Befüllung dabei in der Art erfolgen, dass die zu verkokende Gesamtmenge an Kohlenstoffträgermaterial zunächst in den Behälter gefüllt (Arbeitsschritt b)) und erst nach dem Befüllen die Erwärmung auf die Verkokungstemperatur und das Halten bei der Verkokungstemperatur durchgeführt wird (Arbeitsschritt c)), also die Erwärmung des According to a first variant, the filling can take place in such a way that the total amount of carbon carrier material to be coked is first filled into the container (work step b)) and the heating only after filling to the coking temperature and holding at the coking temperature is carried out (step c)), that is, the heating of the
Kohlenstoffmaterials erst beginnt, nachdem das Einfüllen des Carbon material only begins after filling the
Kohlenstoffträgermaterials (Arbeitsschritt b)) abgeschlossen ist. Carbon carrier material (step b)) is completed.
Gemäß einer zweiten Variante ist es auch möglich, mit der Erwärmung eines in den Behälter gefüllten Teilvolumens der für die Erzeugung des According to a second variant, it is also possible, with the heating of a partial volume filled in the container, for the generation of the
Verkokungsproduktes benötigten Gesamtmenge an Kohlenstoffträgermaterial (Arbeitsschritt c)) bereits zu beginnen, während weiteres Coking product required total amount of carbon carrier material (step c)) to start while another
Kohlenstoffträgermaterial noch in den Innenraum eingefüllt wird (Arbeitsschritt b))- Carbon carrier material is still filled into the interior (work step b)) -
Während die erste Variante eine vereinfachte Prozessführung ermöglicht, ermöglicht die zweite Variante die Herstellung besonders dichter, qualitativ hochwertiger Verkokungsprodukte mit minimierter Porosität. While the first variant enables simplified process control, the second variant enables the production of particularly dense, high-quality coking products with minimal porosity.
Die erfindungsgemäß während des Verkokungsprozesses (Arbeitsschritt c)) eingestellten Verkokungstemperaturen liegen typischerweise bei 450 - 900 °C, wobei bei Verkokungstemperaturen von mindestens 600 °C innerhalb einer praxisgerechten Verkokungsdauer auch bei großvolumigen The coking temperatures set according to the invention during the coking process (step c)) are typically 450-900 ° C., with coking temperatures of at least 600 ° C. within a practical coking period even for large volumes
Verkokungsprodukten eine im technischen Sinne vollständige Verkokung sicher erzielt werden kann. Coking products a complete coking in the technical sense can be achieved safely.
Gleichzeitig wird durch Einstellung der Verkokungstemperatur im Bereich von 450 - 900 °C gewährleistet, dass im Prozess stets ausreichend fließfähiges Kohlenstoffträgermaterial zur Verfügung steht, um die in den jeweils in der Verkokung befindlichen Teilvolumina des Kohlenstoffträgermaterials durch die Entgasungsprozesse entstehenden Poren selbsttätig durch nachfließendes Kohlenstoffträgermaterial zu füllen. Durch das nachdrängende fließfähige Kohlenstoffträgermaterial, das die vom bei der Verkokung unvermeidbar entstehenden Gas zurückgelassenen Öffnungen und Hohlräume füllt, wird erfindungsgemäß eine optimal hohe Dichte des erhaltenen Verkokungsprodukts gewährleistet. At the same time, by setting the coking temperature in the range of 450 - 900 ° C, it is ensured that sufficient flowable carbon carrier material is always available in the process to automatically fill the pores created in the coking by the degassing processes in the partial volume of carbon carrier material . The penetrating flowable carbon carrier material, which fills the openings and cavities left behind by the gas inevitably formed during coking according to the invention ensures an optimally high density of the coking product obtained.
Dabei hat sich gezeigt, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren über die Einstellung der Verkokungstemperatur die elektrische Leitfähigkeit der erfindungsgemäß erzeugten Produkte direkt beeinflusst werden kann. So nimmt die elektrische Leitfähigkeit mit steigender Verkokungstemperatur zu. Durch Einstellung hoher Verkokungstemperaturen lassen sich daher schon am erfindungsgemäß erzeugten Verkokungsprodukt elektrische Leitfähigkeiten erzielen, welche eine direkte Graphitierung oder einen anderen unmittelbaren Einsatz dieser Produkte nach dem erfindungsgemäßen Verkokungsprozess erlauben. So können erfindungsgemäß erzeugte Produkte beispielsweise direkt als Anoden oder Kathoden, insbesondere als Anoden, bei der Erzeugung von Aluminium eingesetzt werden. It has been shown that in the method according to the invention, the electrical conductivity of the products produced according to the invention can be influenced directly by adjusting the coking temperature. The electrical conductivity increases with increasing coking temperature. By setting high coking temperatures, electrical conductivities can therefore already be achieved on the coking product produced according to the invention, which allow a direct graphitization or another direct use of these products after the coking process according to the invention. For example, products produced according to the invention can be used directly as anodes or cathodes, in particular as anodes, in the production of aluminum.
Bei einer Verkokungstemperatur von mindestens 650 °C, insbesondere mindestens 700 °C, tritt eine weitere signifikante Reduzierung des elektrischen Widerstands ein, wobei sich optimal niedrige Widerstände von 10 - 50 Ohm und eine damit einhergehend optimale elektrische Leitfähigkeit bei At a coking temperature of at least 650 ° C, in particular at least 700 ° C, there is a further significant reduction in the electrical resistance, resulting in optimally low resistances of 10-50 ohms and a concomitant optimal electrical conductivity
Verkokungstemperaturen von mindestens 800 °C ergeben. Dabei kann durch eine geeignete Einstellung der Verkokungstemperatur von üblicherweise mindestens 800 °C eine Längsgraphitierbarkeit des Verkokungsprodukts schon im Zuge des erfindungsgemäßen Prozesses erzielt werden. Coking temperatures of at least 800 ° C result. With a suitable setting of the coking temperature of usually at least 800 ° C., a longitudinal graphitability of the coking product can already be achieved in the course of the process according to the invention.
Bei einer oberhalb von einer Obergrenze von 1200 °C liegenden At a temperature above an upper limit of 1200 ° C
Verkokungstemperatur stellt sich keine Verbesserung der Leitfähigkeit mehr ein, so dass der Bereich der Verkokungstemperatur in der Praxis auf höchstens diese Obergrenze begrenzt werden kann. Coking temperature no longer improves the conductivity, so that the range of coking temperature can in practice be limited to at most this upper limit.
Um sicher zu stellen, dass so wenig Gasblasen wie möglich im Koks gefangen werden, sieht die Erfindung ein geeignetes Temperatur- und Mengenregime, insbesondere beim Durchlaufen des Temperaturbereichs von 450 - 600 °C, vor, um a) sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge an flüssigem In order to ensure that as few gas bubbles as possible are caught in the coke, the invention sees a suitable temperature and quantity regime, especially when going through the temperature range of 450 - 600 ° C, to a) ensure that a sufficient amount of liquid
Kohlenstoffträgermaterial vorhanden ist, um eine automatische Nachfüllung der entstandenen Poren zur gewährleisten, b) gleichzeitig die Menge an flüssigem Kohlenstoffträgermaterial so gering wie möglich zu halten, um Ausgasung und Abtransport der sich bildenden Gasblasen zu begünstigen, c) den Verkokungsvorgang zügig ablaufen zu lassen und d) ein spontanes Verkoken und damit einhergehend ein„Einfrieren“ von  Carbon carrier material is present in order to ensure automatic replenishment of the pores formed, b) at the same time keeping the amount of liquid carbon carrier material as low as possible in order to promote outgassing and removal of the gas bubbles which form, c) allowing the coking process to proceed quickly and d ) a spontaneous coking and associated "freezing" of
Gasblasen zu vermeiden.  Avoid gas bubbles.
Die Verkokungsdauer, über die das Kohlenstoffträgermaterial auf der jeweiligen Verkokungstemperatur gehalten wird, ist unmittelbar abhängig vom jeweils erwärmten Volumen. Jedenfalls ist die Verkokungsdauer so zu bemessen, dass das jeweils bei der Verkokungstemperatur gehaltene Kohlenstoffträgermaterial nach Ende der Verkokungsdauer im technischen Sinne vollständig verkokt ist. Die Verkokungsdauer ist vom zu verkokenden Volumen und im Fall des sukzessiven Füllens vom Fortschritt des Füllvorgangs abhängig. Typische Verkokungsdauern für großvolumigere Verkokungsprodukte, wie Elektroden, liegen hier in der Praxis bei 6 h bis 96 h. Bei der Erzeugung von The coking time over which the carbon carrier material is kept at the respective coking temperature is directly dependent on the volume heated in each case. In any case, the coking time is to be dimensioned such that the carbon carrier material held at the coking temperature is completely coked in the technical sense after the coking time has ended. The coking time depends on the volume to be coked and, in the case of successive filling, on the progress of the filling process. Typical coking times for larger-volume coking products, such as electrodes, are in practice from 6 h to 96 h. When generating
Verkokungsprodukten mit kleinerem Volumen oder kleinen Querschnitten kann die Verkokungsdauer auch weniger als eine Stunde dauern. Coking products with a smaller volume or small cross-sections can also last less than an hour.
Um den Austritt des bei der Verkokung entstehenden Gases aus dem In order to escape the gas produced during coking from the
Kohlenstoffträgermaterial zu unterstützen, kann die im Innenraum des Behälters vorhandene Atmosphäre abgesaugt werden. Dadurch entsteht im Innenraum des Behälters oberhalb des in ihn eingefüllten Kohlenstoffträgermaterials ein Unterdrück, der bis zum Vakuum reichen kann. Ein hierzu geeigneter Carbon support material can support the inside of the container existing atmosphere can be extracted. This creates a vacuum in the interior of the container above the carbon carrier material filled into it, which can reach as far as a vacuum. A suitable one for this
Absolutdruck liegt im Bereich von 1 bis 50 hPa. Absolute pressure is in the range of 1 to 50 hPa.
Die Art und Weise der Formfüllung (Arbeitsschritt b)) und der Erwärmung (Arbeitsschritt c)) kann beim erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von den Anforderungen gewählt werden, die an die Dichteverteilung des The manner of filling the mold (step b)) and heating (step c)) can be selected in the method according to the invention depending on the requirements placed on the density distribution of the
erfindungsgemäß erzeugten Verkokungsprodukts gestellt werden. Besteht beispielsweise die Anforderung, dass in den äußeren Randbereichen der Verkokungsprodukte über eine ausreichende Dicke eine maximale Dichte vorliegen soll, wogegen im zentralen Kernbereich eine gewisse Restporosität akzeptiert wird, kann es ausreichen, wenn an einem feststehenden Behälter eine stationäre, das in den Behälter gefüllte Gesamtvolumen an fließfähigem Kohlenstoffträgermaterial erfassende Heizeinrichtung angeordnet ist. In diesem Fall schreitet der Verkokungsprozess ausgehend von dem an die Innenfläche des Behälters angrenzenden Randbereich des Kohlenstoffträgermaterials, der zuerst und am intensivsten von der von der Heizeinrichtung erzeugten Wärme erfasst wird, in Richtung des Kernbereichs des Kohlenstoffträgermaterials fort. Die bei der Verkokung entstehenden Gasblasen können dabei über den über längere Zeit noch flüssigen Kernbereich des Kohlenstoffträgermaterials entweichen. Gleichzeitig drängt aus dem flüssigen Kernbereich flüssiges Kohlenstoffträgermaterial in die von den Gasblasen im jeweils schon verkokten Randbereich hinterlassenen Poren, so dass sich beim fertig hergestellten Verkokungsprodukt ein optimal dichter Randbereich beträchtlicher Dicke einstellt. Lediglich im letzten Stadium der Verkokung, nämlich dann, wenn auch der zentrale Kernbereich verkokt wird, kann es dazu kommen, dass dort Gasblasen gefangen werden. Jedoch ist der Durchmesser des von der dadurch verursachten Porosität betroffenen Kernbereichs im Vergleich zur Dicke der optimal dichten Randschicht des so erfindungsgemäß erzeugten Verkokungsprodukts so klein, dass er bei Anwendungen, wie beispielsweise Elektroden für Reduktionsöfen, vernachlässigbar ist. Coking product produced according to the invention. If, for example, there is a requirement that a maximum density over a sufficient thickness should be present in the outer edge areas of the coking products, whereas a certain residual porosity is accepted in the central core area, it may be sufficient if a stationary container has the total volume filled in the container is arranged on flowable heating element detecting carbon carrier material. In this case, the coking process proceeds in the direction of the core region of the carbon carrier material starting from the edge region of the carbon carrier material adjoining the inner surface of the container, which is first and most intensely affected by the heat generated by the heating device. The gas bubbles formed during coking can escape through the core area of the carbon carrier material, which is still liquid over a long period of time. At the same time, liquid carbon carrier material is forced out of the liquid core area into the pores left by the gas bubbles in the edge area that has already been coked, so that an optimally dense edge area of considerable thickness is obtained in the finished coking product. Only in the last stage of coking, namely when the central core area is also coked, can gas bubbles be trapped there. However, the diameter of the core area affected by the resulting porosity is in comparison to the thickness of the optimally dense surface layer of the one produced according to the invention Coking product so small that it is negligible in applications such as electrodes for reduction furnaces.
Eine über den gesamten Querschnitt des erfindungsgemäß hergestellten Verkokungsproduktes minimierte Porosität und damit einhergehend optimierte Dichte lässt sich dadurch erzielen, dass während des Arbeitsschritts c) eine längs der Längsachse der Form ausgerichtete Relativbewegung zwischen dem jeweils erwärmten Kohlenstoffträgermaterial und der von der Heizeinrichtung erzeugten Heizzone stattfindet. Diese Relativbewegung kann kontinuierlich oder schrittweise ablaufen. Bei einer kontinuierlichen Relativbewegung kann die Geschwindigkeit dieser Bewegung zudem in Abhängigkeit vom Fortschritt der Verkokung des Kohlenstoffträgermaterials variiert werden. Genauso kann bei einer schrittweise erfolgenden Relativbewegung, bei der die Heizzone oder der Behälter jeweils für eine bestimmte Verweildauer an einer Position verharrt, bis die Heizzone oder der Behälter sich zur nächsten Position bewegen, die A porosity which is minimized over the entire cross section of the coking product produced according to the invention and the associated optimized density can be achieved in that during step c) a relative movement takes place along the longitudinal axis of the mold between the respectively heated carbon carrier material and the heating zone generated by the heating device. This relative movement can take place continuously or step by step. In the case of a continuous relative movement, the speed of this movement can also be varied depending on the progress of the carbonization of the carbon carrier material. Likewise, in the case of a gradual relative movement, in which the heating zone or the container remains in one position for a certain length of time until the heating zone or the container moves to the next position, the
Einwirkdauer der Wärme auf das jeweils von der Heizzone erfasste Volumen an Kohlenstoffträgermaterial über eine Einstellung der Verweildauer gesteuert werden. The duration of action of the heat on the volume of carbon carrier material detected by the heating zone can be controlled by adjusting the dwell time.
Indem die Heizzone relativ zum Kohlenstoffträgermaterial oder das By placing the heating zone relative to the carbon support material or that
Kohlenstoffträgermaterial relativ zur Heizzone bewegt wird, lässt sich erreichen, dass der Verkokungsprozess nicht nur wie bei der voranstehend erläuterten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vom äußeren Rand zum zentralen Kernbereich des jeweils von der Wärme der Heizeinrichtung erfassten Carbon carrier material is moved relative to the heating zone, it can be achieved that the coking process not only as in the above-explained variant of the method according to the invention from the outer edge to the central core area of each of the heat of the heating device
Volumens des in den Innenraum des Behälters gefüllten Volume of the filled in the interior of the container
Kohlenstoffträgermaterials fortschreitet, sondern gleichzeitig auch in Richtung der Relativbewegung. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiges Anwachsen des jeweils verkokten Volumens des Kohlenstoffträgermaterials über den gesamten Querschnitt erreicht und damit einhergehend sichergestellt werden, dass auch im Kernbereich des erfindungsgemäß erhaltenen Verkokungsproduktes eine hohe Dichte vorliegt. Gemäß einer ersten Variante dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die von der Heizeinrichtung in der Heizzone abgegebene Wärme jeweils nur ein sich über einen bestimmten Teilabschnitt der Höhe des Innenraums des Behälters erstreckendes Teilvolumen des in den Innenraum gefüllten Kohlenstoffträgermaterials, wobei das in den Innenraum gefüllte Kohlenstoffträgermaterial während der Erwärmung (Arbeitsschritt c)) stillsteht, wogegen die von der jeweiligen Heizeinrichtung erzeugte Heizzone ausgehend von dem in Schwerkraftrichtung unten angeordneten Boden entgegen der Schwerkraftrichtung in Richtung des oberen Endes des Behälters bewegt wird. Die aus dem von der Heizeinrichtung auf Verkokungstemperatur erwärmten Teilvolumen des im Innenraum des Behälters enthaltenen Carbon carrier material progresses, but at the same time also in the direction of the relative movement. In this way, a uniform increase in the respective coked volume of the carbon carrier material can be achieved over the entire cross-section, and this can be used to ensure that a high density is also present in the core area of the coking product obtained according to the invention. According to a first variant of this embodiment of the method according to the invention, the heat given off by the heating device in the heating zone in each case only covers a partial volume of the carbon carrier material filled into the interior that extends over a specific partial section of the height of the interior of the container, the carbon carrier material filled into the interior during the heating (step c)) stops, whereas the heating zone generated by the respective heating device is moved against the direction of gravity towards the upper end of the container, starting from the bottom arranged in the direction of gravity. The part of the volume contained in the interior of the container that is heated from the heating device to coking temperature
Kohlenstoffträgermaterials austretenden Gasblasen können bei dieser Carbon carrier escaping gas bubbles can with this
Ausgestaltung durch das flüssige Kohlenstoffträgermaterial, das über dem jeweils im Verkokungsprozess (Arbeitsschritt c)) befindlichen, von der Hitze der Heizeinrichtung erfassten Teilvolumen des Kohlenstoffträgermaterials austritt, entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben entweichen, während gleichzeitig aufgrund der Schwerkraftwirkung flüssiges Kohlenstoffträgermaterial mit gravitationsbedingtem Druck in die im bereits verkokten Design through the liquid carbon carrier material, which emerges above the partial volume of the carbon carrier material that is in the coking process (work step c)) and is captured by the heat of the heating device, escape upward against the direction of gravity, while at the same time due to the force of gravity, liquid carbon carrier material with gravitational pressure into the im already coked
Kohlenstoffträgermaterial von den Gasblasen zurückgelassenen Öffnungen und Hohlräume drängt und diese füllt, so dass selbsttätig ein insgesamt dichtes, weitestgehend porenfreies Verkokungsprodukt erhalten wird. Carbon carrier material urges openings and cavities left behind by the gas bubbles and fills them, so that an overall dense, largely pore-free coking product is automatically obtained.
Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren die Befüllung des Behälters und die Erwärmung des im Behälter jeweils enthaltenen Volumens an Kohlenstoffträgermaterial zeitlich parallel erfolgen kann. Auf diese Weise lässt sich die Menge an fließfähigem It proves to be particularly advantageous here that, in the method according to the invention, the filling of the container and the heating of the volume of carbon carrier material contained in the container can take place at the same time. This way the amount of flowable
Kohlenstoffträgermaterial, das während der Verkokung des jeweils von der Hitze der Heizeinrichtung erfassten Teilvolumens über diesem Teilvolumen steht, so steuern, dass einerseits die von den Gasblasen durch das noch flüssige Kohlenstoffträgermaterial zurückgelegte Strecke optimal kurz ist, andererseits aber auch die auf dem bereits verkokten Kohlenstoffträgermaterial lastende Säule von fließfähigem Kohlenstoffträgermaterial so groß ist, dass stets eine ausreichende Menge an fließfähigem Kohlenstoffträgermaterial über dem schon verkokten Kohlenstoffträgermaterialteilvolumen vorhanden ist und optimalerweise das Nachdrängen des fließfähigen Kohlenstoffträgermaterials in die Poren des schon verkokten Kohlenstoffträgermaterials durch das Control the carbon carrier material that is above this partial volume during the coking of the partial volume captured by the heat of the heating device in such a way that on the one hand the distance covered by the gas bubbles through the still liquid carbon carrier material is optimally short, but on the other hand that on the already coked carbon carrier material load-bearing column of flowable carbon support material is so large that there is always a sufficient amount of flowable carbon support material above the already coked carbon support material partial volume and optimally the displacement of the flowable carbon support material into the pores of the already coked carbon support material by the
Eigengewicht des noch flüssigen Kohlenstoffträgermaterials unterstützt wird. Dead weight of the still liquid carbon carrier material is supported.
Bei ortsfest montiertem Behälter kann eine Relativbewegung zwischen der Heizzone und dem im Behälter enthaltenen Kohlenstoffträgermaterial dadurch bewerkstelligt werden, dass die die Heizzone erzeugende Heizeinrichtung längs des Behälters bewegt wird. In the case of a stationary mounted container, a relative movement between the heating zone and the carbon carrier material contained in the container can be brought about by moving the heating device generating the heating zone along the container.
Alternativ ist es aber auch möglich, eine ortsfest montierte, sich über die gesamte Länge des in den Behälter gefüllten Volumens an Alternatively, however, it is also possible to have a stationary, over the entire length of the volume filled in the container
Kohlenstoffträgermaterial erstreckende Heizeinrichtung vorzusehen, die in Längsrichtung des Behälters in mehrere Heizsegmente unterteilt ist. Diese können dann aufeinanderfolgend aktiviert und deaktiviert werden, so dass eine kontinuierliche oder schrittweise Bewegung der von den Heizsegmenten der Heizeinrichtung erzeugten Heizzone entlang des Behälters erreicht wird. Provide carbon support material heating device which is divided into several heating segments in the longitudinal direction of the container. These can then be activated and deactivated successively, so that a continuous or step-wise movement of the heating zone generated by the heating segments of the heating device along the container is achieved.
Bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die von der Heizeinrichtung in der Heizzone abgegebene Wärme ebenfalls jeweils nur ein sich über einen bestimmten Teilabschnitt der Höhe des Innenraums des Behälters erstreckendes Teilvolumen des in den Innenraum gefüllten In another variant of the method according to the invention, the heat given off by the heating device in the heating zone likewise only captures a partial volume of the volume filled into the interior that extends over a specific section of the height of the interior of the container
Kohlenstoffträgermaterials, wobei hier jedoch die Heizeinrichtung ortsfest angeordnet ist, während das in den Behälter gefüllte Kohlenstoffträgermaterial relativ zur von der Heizeinrichtung erzeugten Heizzone bewegt wird. Carbon carrier material, but here the heating device is arranged in a stationary manner, while the carbon carrier material filled in the container is moved relative to the heating zone generated by the heating device.
Grundsätzlich kann dazu der Behälter mit dem in ihn gefüllten Basically, the container can be filled with it
Kohlenstoffträgermaterial entlang der feststehenden Heizeinrichtung bewegt werden. Bei einer besonders produktiven Ausgestaltung dieser auf einer feststehenden Heizeinrichtung beruhenden Verfahrensvariante, die zudem optimal Carbon carrier material are moved along the fixed heater. In a particularly productive embodiment of this method variant based on a fixed heating device, which is also optimal
beschaffene Verkokungsprodukte ergibt, ist jedoch der Behälter ortsfest montiert, wobei im Boden des Behälters eine Abzugsöffnung vorgesehen ist, über die das Verkokungsprodukt als aus dem jeweils verfestigten procured coking products results, however, the container is mounted in a fixed position, wherein a drain opening is provided in the bottom of the container, through which the coking product as from the respectively solidified
Kohlenstoffträgermaterial gebildeter Strang kontinuierlich aus dem Behälter entnommen wird (Arbeitsschritt e)). Bei dieser Ausgestaltung ist also der Behälter nach Art einer Gießkokille ausgebildet. Gleichzeitig ist die Carbon carrier material formed strand is continuously removed from the container (work step e)). In this embodiment, the container is designed in the manner of a casting mold. At the same time it is
Heizeinrichtung so an dem Behälter montiert und die Abzugsgeschwindigkeit, mit der das fertig verkokte Verkokungsprodukt als Strang laufend aus dem Behälter entnommen wird, so gewählt, dass das im fließfähigen Zustand in den Behälter gefüllte Kohlenstoffträgermaterial auf seinem Weg zu der Heating device mounted on the container and the withdrawal speed with which the coked coke product is continuously removed as a strand from the container, selected so that the carbon carrier material filled in the flowable state on its way to the
Abzugsöffnung im technischen Sinne vollständig verkokt und dementsprechend verfestigt ist. Neben der erhöhten Produktivität besteht auch hier der besondere Vorteil, dass das Volumen an fließfähigem Kohlenstoffträgermaterial, das jeweils über dem schon verkokten Teilvoiumen des Kohienstoffträgermateriais im Behälter steht, so eingestellt werden kann, dass einerseits der Weg, der von den aus dem im Verkokungsprozess (Arbeitsschritt c)) befindlichen Teilvolumen austretenden Gasblasen zurückgelegt werden muss, kurz ist und andererseits stets ausreichend viel flüssiges Kohlenstoffträgermaterial zur Verfügung steht, um die von den Gasblasen zurückgelassenen Poren im schon verkokten Kohlenstoffträgermaterial zu füllen. Das als Strang aus dem Behälter abgezogene Verkokungsprodukt kann optional beschleunigt abgekühlt werden, um eine zügige Weiterverarbeitung zu ermöglichen. Von dem erhaltenen Verkokungsprodukt-Strang können Verkokungsprodukte der jeweils Discharge opening in the technical sense is completely coked and solidified accordingly. In addition to the increased productivity, there is also the particular advantage that the volume of flowable carbon carrier material, which is above the already coked part of the carbon carrier material in the container, can be set in such a way that, on the one hand, the path from which in the coking process (work step c)) located partial volume of escaping gas bubbles has to be covered, is short and on the other hand there is always sufficient liquid carbon carrier material available to fill the pores left by the gas bubbles in the already coked carbon carrier material. The coking product drawn off as a strand from the container can optionally be accelerated to allow rapid further processing. From the coke product strand obtained, coke products of the respective
gewünschten Länge abgeteilt werden. desired length can be divided.
Bei den Ausführungsvarianten, bei denen eine Relativbewegung zwischen dem Kohlenstoffträgermaterial und der Heizquelle stattfindet, hängt die In the design variants in which there is a relative movement between the carbon support material and the heating source, the
Geschwindigkeit der Relativbewegung vom Durchmesser oder Querschnitt des zu erzeugenden Produkts ab. Dabei nimmt die Geschwindigkeit mit zunehmender Durchmesser- oder Querschnitsgröße wegen der zur Verkokung des jeweils von der Heizzone erfassten Volumens an Kohlenstoffträgermaterial proportional ab. Bei der Erzeugung von zylindrischen Elektroden mit für die Praxis typischen Durchmessern liegt die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Heizzone und dem im Behälter enthaltenen The speed of the relative movement depends on the diameter or cross section of the product to be produced. The speed increases increasing diameter or cross-sectional size due to the proportion of carbon carrier material used to coke the respective heating zone. When producing cylindrical electrodes with typical diameters in practice, the speed of the relative movement lies between the heating zone and that contained in the container
Kohlenstoffträgermaterial typischerweise im Bereich von 0,025 - 1 ,5 m/h, insbesondere 0,05 - 0,5 m/h. Carbon carrier material typically in the range of 0.025-1.5 m / h, in particular 0.05-0.5 m / h.
Das Entgasen (Arbeitsschritt d)) des im Verkokungsprozess (Arbeitsschritt c)) aus dem in Verkokung befindlichen Kohlenstoffträgermaterial entweichenden Gases kann dadurch unterstützt werden, dass das im Behälter enthaltene Kohlenstoffträgermaterial zumindest zeitweise in Bewegung versetzt wird. The degassing (step d)) of the gas escaping from the carbon support material in the coking process (step c)) can be supported in that the carbon support material contained in the container is at least temporarily set in motion.
Hierzu kann beispielsweise eine Vibrationseinrichtung oder desgleichen vorgesehen sein, die das im Behälter enthaltene Kohlenstoffträgermaterial insgesamt oder bereichsweise zu Schwingungen anregt, die idealerweise im Bereich von 0,5 Hz bis 50 kHz liegen.  For this purpose, for example, a vibration device or the like can be provided which excites the carbon carrier material contained in the container as a whole or in regions to vibrations, which ideally lie in the range from 0.5 Hz to 50 kHz.
Die zur Erwärmung des Kohlenstoffträgermaterials erfindungsgemäß According to the invention for heating the carbon carrier material
eingesetzte Heizeinrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie ein bestimmtes Temperaturprofil innerhalb des im Behälter enthaltenen, von der Wärme der Heizeinrichtung jeweils erfassten Kohlenstoffträgermaterials bewirkt. So kann es insbesondere bei den Verfahrensvarianten, bei denen eine Relativbewegung zwischen der von der jeweiligen Heizeinrichtung erzeugten Heizzone und dem Kohlenstoffträgermaterial stattfindet, beispielsweise zweckmäßig sein, die Heizeinrichtung so zu betreiben, dass das jeweils neu in den Wirkbereich der Heizeinrichtung gelangende Kohlenstoffträgermaterial-Teilvolumen langsam auf die jeweilige Verkokungstemperatur gebracht wird, dass also die Heizleistung, die auf das jeweilige Teilvolumen an Kohlenstoffträgermaterial wirkt, zunimmt, je weiter das jeweilige Teilvolumen in den Wirkbereich der Heizeinrichtung einfährt und je länger es der von der Heizeinrichtung abgegebenen Wärme ausgesetzt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert Verkokungsprodukte, die bereits beim Verkoken eine endabmessungsnahe Geometrie erhalten. Damit entfallen die bei der Herstellung von Elektroden herkömmlichen Arbeitsschritte The heating device used can be designed in such a way that it brings about a specific temperature profile within the carbon carrier material contained in the container and captured by the heat of the heating device. For example, in the case of the process variants in which there is a relative movement between the heating zone generated by the respective heating device and the carbon carrier material, it may be expedient, for example, to operate the heating device in such a way that the partial volume of carbon carrier material entering the effective area of the heating device slowly increases the respective coking temperature is brought up, that is to say that the heating power which acts on the respective partial volume of carbon carrier material increases the further the respective partial volume enters the effective area of the heating device and the longer it is exposed to the heat given off by the heating device. The method according to the invention provides coking products which already have a geometry close to the final dimensions during coking. This eliminates the conventional steps in the manufacture of electrodes
Koksaufbereitung, Mischen, Formgebung und Erstbrand und es eröffnet sich die Möglichkeit, auch auf ein Imprägnieren und einen Zweitbrand des Coke preparation, mixing, shaping and first firing and the possibility opens up to impregnation and a second firing of the
erfindungsgemäß erzeugten Verkokungsprodukts für die Erzeugung eines vollständig graphitisierten Endprodukts zu verzichten. So liefert das coking product produced according to the invention for the production of a fully graphitized end product. That's how it delivers
erfindungsgemäße Verfahren bereits ohne eine Imprägnierung ein method according to the invention already without impregnation
Verkokungsprodukt hoher Festigkeit und Dichte. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine mittlere Dichte von mindestens 1 ,4 g/cm3 aufweisen, wobei Dichten von mindestens 1 ,5 g/cm3 regelmäßig erreicht werden. Coking product of high strength and density. These are characterized by the fact that they have an average density of at least 1.4 g / cm 3 , densities of at least 1.5 g / cm 3 being regularly achieved.
Dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren bereits im The fact that in the inventive method already in
Verkokungsprozess eine monolithische, endabmessungsnahe Struktur realisiert wird, zeichnet sich diese durch eine hohe mechanische Festigkeit aus. Coking process is a monolithic structure close to the final dimensions, this is characterized by a high mechanical strength.
Weiterhin kann durch die gezielte Wärmebringung die räumliche Ausprägung der physikalisch-chemischen Kokseigenschaften gesteuert werden.  Furthermore, the spatial expression of the physicochemical coke properties can be controlled through the targeted application of heat.
Insbesondere lassen sich damit eine hohe elektrische Leitfähigkeit in In particular, a high electrical conductivity can be achieved in this way
Längsrichtung sowie ein geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient einstellen. Set the longitudinal direction and a low coefficient of thermal expansion.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: The invention is explained in more detail below on the basis of a drawing illustrating an exemplary embodiment. Each shows schematically:
Figuren 1a - 1d eine erste Vorrichtung zur Herstellung eines Figures 1a - 1d a first device for producing a
Verkokungsprodukts zu vier zeitlich in gleichen Abständen beabstandeten Betriebszeitpunkten jeweils in einem Schnitt längs der Längsachse der Vorrichtung; Figuren 2a - 2d eine zweite Vorrichtung zur Herstellung eines Coking product at four operating times spaced at equal intervals, each in a section along the longitudinal axis of the device; Figures 2a - 2d a second device for producing a
Verkokungsprodukts zu vier zeitlich in gleichen Abständen beabstandeten Betriebszeitpunkten jeweils in einem Schnitt längs der Längsachse der Vorrichtung;  Coking product at four operating times spaced at equal intervals, each in a section along the longitudinal axis of the device;
Fig. 3 eine dritte Vorrichtung zur Herstellung eines Fig. 3 shows a third device for producing a
Verkokungsprodukts in einem Schnitt längs der Längsachse der Vorrichtung;  Coking product in a section along the longitudinal axis of the device;
Fig. 4a eine vierte Vorrichtung zur Herstellung eines Fig. 4a shows a fourth device for producing a
Verkokungsprodukts in einem Schnitt längs der Längsachse der Vorrichtung;  Coking product in a section along the longitudinal axis of the device;
Fig. 4b ein in der in Fig. 4a dargestellten Vorrichtung erzeugtes Fig. 4b a generated in the device shown in Fig. 4a
Verkokungsprodukt in einem Längsschnitt.  Coking product in a longitudinal section.
Die in den Figuren 1a - 1d gezeigte Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Verkokungsproduktes VK umfasst einen mit seiner Längsachse L vertikal ausgerichteten, nach Art eines Zylinderrohres geformten Behälter 2, der aus einem wärmebeständigen Material, wie einem zu diesem Zweck marktüblichen Stahl, gefertigt ist. Der Behälter 2 umgrenzt einen Innenraum 3, der sich in einem oberen Abschnitt 4 in Richtung des oberen Rands des Behälters 2 trichterförmig erweitert. The device 1 for producing a coking product VK shown in FIGS. 1a-1d comprises a container 2, which is vertically aligned with its longitudinal axis L and is shaped like a cylinder tube and is made of a heat-resistant material, such as a steel customary for this purpose. The container 2 delimits an interior space 3 which widens in a funnel shape in an upper section 4 in the direction of the upper edge of the container 2.
Die schlanke, zylindrische Form des Innenraums 3 ist so gewählt, dass das in der Vorrichtung 1 erzeugte Verkokungsprodukt VK am Ende des in der Vorrichtung 1 absolvierten Verkokungsprozesses eine ebenso schlanke zylindrische Form aufweist, die optimal angenähert ist an die Form, die das Verkokungsprodukt VK oder ein daraus erzeugtes Graphitprodukt aufweisen soll. Dabei können die Abmessungen des Verkokungsprodukts VK ein The slim, cylindrical shape of the interior 3 is selected such that the coking product VK produced in the device 1 has an equally slim cylindrical shape at the end of the coking process carried out in the device 1, which is optimally approximated to the shape that the coking product VK or should have a graphite product produced from it. The dimensions of the coking product VK can be used
Bearbeitungsaufmaß umfassen, welches für eine abschließende Bearbeitung benötigt wird, um dem Verkokungsprodukt VK oder einem daraus erzeugten Graphitprodukt seine vorgeschriebene Maßhaltigkeit oder Include machining allowance, which is required for a final processing to the coking product VK or a product thereof Graphite product its prescribed dimensional accuracy or
Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen. So entspricht hier die durch den Innenraum 3 des Behälters 2 abgebildete Zylinderform in ihrer Gestalt und in ihren Abmessungen der Form, die Graphitelektroden aufweisen müssen, um in Lichtbogenöfen von Stahlwerken eingesetzt werden zu können. Genauso können durch die Form des Innenraums 3 andere Formen von To give surface texture. Thus, the shape and dimensions of the cylindrical shape shown by the interior 3 of the container 2 correspond to the shape that graphite electrodes must have in order to be able to be used in arc furnaces in steelworks. In the same way, the shape of the interior allows 3 other shapes of
Verkokungsprodukten, wie beispielsweise aus verkoktem Coking products, such as coking
Kohlenstoffträgermaterialien gebildete Blöcke oder desgleichen, abgebildet werden. Deren Form kann dann beispielsweise optimal an die Gegebenheiten in Anlagen zur Erzeugung von Aluminium angepasst sein, erforderlichenfalls ebenfalls jeweils einschließlich des benötigten Bearbeitungsaufmaßes. Blocks formed of carbon support materials or the like can be imaged. Their shape can then, for example, be optimally adapted to the conditions in plants for producing aluminum, if necessary also including the required machining allowance.
Die den Innenraum 3 umgrenzenden Innenflächen des Behälters 2 können als Trennschicht mindestens abschnittsweise mit einer dünnen, beispielsweise aus einem Aluminiumwerkstoff bestehenden Gleitschicht 5 belegt sein, die in Form eines vorgefertigten und in den Innenraum 3 eingesetzten Liners oder durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren in an sich bekannter Weise direkt auf die betreffenden Abschnitte der innenflächen aufgebracht ist. The inner surfaces of the container 2 bordering the interior 3 can be covered at least in sections as a separating layer with a thin sliding layer 5, for example made of an aluminum material, in the form of a prefabricated liner inserted into the interior 3 or by a suitable coating method in a manner known per se is applied directly to the relevant sections of the inner surfaces.
Die an der Oberseite des Behälters 2 vorhandene Öffnung ist durch einen abnehmbaren Deckel 6 verschlossen. The opening at the top of the container 2 is closed by a removable cover 6.
Durch den Deckel 6 ist ein Füllrohr 7 zum Füllen des Innenraums 3 des Through the cover 6 is a filling tube 7 for filling the interior 3 of the
Behälters 2 mit einem fließfähigen Kohlenstoffträgermaterial K geführt. Container 2 performed with a flowable carbon carrier material K.
Zusätzlich ist durch den Deckel 6 ein Absaugrohr 8 geleitet, das an eine hier nicht gezeigte Evakuierungseinrichtung angeschlossen ist, über die im In addition, a suction pipe 8 is passed through the lid 6, which is connected to an evacuation device, not shown here, via which in the
Innenraum 3 ein Unterdrück zum Absaugen von im Innenraum 3 vorhandenen Gasen erzeugt werden kann. Interior 3 a suppressor for suction of gases present in the interior 3 can be generated.
Mit seiner Unterseite steht der Behälter 2 auf einem Bodenelement 9, das den Behälter 2 an dessen Unterseite verschließt. Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine elektrisch betriebene, regelbare Heizeinrichtung 10, die mit ihren Heizwendeln 11 ringförmig und mit Spiel um die Außenfläche 12 des Behälters 2 gelegt ist. Die Höhe H10 der With its underside, the container 2 stands on a base element 9 which closes the container 2 on its underside. The device 1 further comprises an electrically operated, controllable heating device 10, which is placed with its heating coils 11 in a ring shape and with play around the outer surface 12 of the container 2. The height H10 of the
Heizeinrichtung 10 entspricht einem kleinen Bruchteil der Höhe H3 des Heating device 10 corresponds to a small fraction of the height H3 of
Innenraums 3 des Behälters 2. Beispielsweise kann die Höhe H3 bis zu 15 m betragen, wogegen die Höhe H10 typischerweise nur 1 m beträgt. Interior 3 of the container 2. For example, the height H3 can be up to 15 m, whereas the height H10 is typically only 1 m.
Die Heizeinrichtung 10 ist von einer Stelleinrichtung 13 getragen, die in an sich bekannter Weise dazu eingerichtet ist, die Heizeinrichtung 10 in vertikaler Richtung V längs des Behälters 2 zu bewegen. Hierzu kann die Stelleinrichtung 13 eine achsparallel zur Längsachse L ausgerichtete Linearführung 14 aufweisen, entlang der die Heizeinrichtung 10 mittels eines Linearantriebs 15 der Stelleinrichtung 13 verfahrbar ist. The heating device 10 is carried by an actuating device 13, which is set up in a manner known per se to move the heating device 10 in the vertical direction V along the container 2. For this purpose, the adjusting device 13 can have a linear guide 14 aligned axially parallel to the longitudinal axis L, along which the heating device 10 can be moved by means of a linear drive 15 of the adjusting device 13.
Die Vorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine Einrichtung 16, die dazu vorgesehen ist, das in den Innenraum 3 des Behälters 2 gefüllte flüssige Kohlenstoffträgermaterial K mit Vibrationen im Bereich von 0,5 Hz bis 50 kHz zu beaufschlagen. Um eine möglichst intensive Wirkung auf das jeweils noch flüssige, unverkokte Volumen des Kohlenstoffträgermaterials K zu erzielen, kann die Vibrationseinrichtung 16 ebenfalls von der Stelleinrichtung 13 getragen und während des Verkokungsprozesses mit der Heizeinrichtung 10 entlang des Behälters 2 bewegt werden. Dabei sitzt die Vibrationseinrichtung 16 The device 1 also comprises a device 16 which is provided to apply vibrations in the range from 0.5 Hz to 50 kHz to the liquid carbon carrier material K filled in the interior 3 of the container 2. In order to achieve the most intensive possible effect on the still liquid, uncoked volume of the carbon carrier material K, the vibrating device 16 can also be carried by the actuating device 13 and moved along the container 2 during the coking process with the heating device 10. The vibration device 16 is seated here
vorzugsweise oberhalb der Heizeinrichtung 10, um eine möglichst optimale Wirkung der durch sie ausgelösten Bewegung des noch fließfähigen preferably above the heating device 10, in order to achieve the best possible effect of the movement of the fluid that is still triggered by it
Kohlenstoffträgermaterials K zu bewirken. Carbon carrier material K to effect.
Zur Herstellung eines säulenartigen Verkokungsproduktes VK wird der To produce a columnar coking product VK
Innenraum 3 des Behälters 2 über das Füllrohr 7 mit fließfähigem Interior 3 of the container 2 via the fill pipe 7 with flowable
Kohlenstoffträgermaterial K befüllt, bis der Spiegel SK des in dem Innenraum 3 enthaltenen Kohlenstoffträgermaterials K sich etwa im Bereich des Übergangs zwischen dem trichterförmigen oberen Abschnitt 4 und dem darunter liegenden zylindrischen Teil des Innenraums 3 befindet. Die Heizeinrichtung 10 ist während des Füllvorgangs in einer Ausgangsposition am unteren Ende des Behälters nahe dem Bodenelement 9 positioniert. Filled carbon carrier material K until the mirror SK of the carbon carrier material K contained in the interior 3 is located approximately in the region of the transition between the funnel-shaped upper section 4 and the cylindrical part of the interior 3 lying underneath. The heating device 10 is positioned during the filling process in an initial position at the lower end of the container near the bottom element 9.
Nachdem der Behälter 2 mit dem fließfähigen Kohlenstoffträgermaterial K gefüllt ist, wird die Heizeinrichtung 10 mit beispielsweise elektrischer Energie beaufschlagt, so dass das jeweils im Wirkbereich der von der Heizeinrichtung 10 erzeugten Heizzone liegende Teilvolumen des Kohlenstoffträgermaterials K schrittweise auf eine Verkokungstemperatur von 450 - 900 °C, insbesondere 650 - 850 °C, erwärmt wird. In Folge der Erwärmung setzen im so beheizten Teilvolumen Zersetzungsprozesse ein, durch die im noch fließfähigen After the container 2 is filled with the flowable carbon carrier material K, the heating device 10 is charged with, for example, electrical energy, so that the partial volume of the carbon carrier material K lying in the effective range of the heating zone generated by the heating device 10 gradually increases to a coking temperature of 450-900 ° C , in particular 650 - 850 ° C, is heated. As a result of the heating, decomposition processes begin in the partial volume that is heated in this way, as a result of which it is still fluid
Kohlenstoffträgermaterial K Gase freigesetzt werden, die in Form von Carbon carrier material K gases are released in the form of
Gasblasen G entgegen der Wirkrichtung SR der Schwerkraft in dem Gas bubbles G against the direction of action SR of gravity in the
Kohlenstoffträgermaterial K aufsteigen. Der durch die Zersetzungsprozesse im Kohlenstoffträgermaterial K frei werdende Raum wird durch in Folge der Ascend carbon carrier material K. The space freed up by the decomposition processes in the carbon carrier material K is
Schwerkraftwirkung selbsttätig nachdrängendes fließfähiges Gravity effect automatically pushing flowable
Kohlenstoffträgermaterial K der im Innenraum 3 des Behälters 2 vorhandenen Kohlenstoffträgermaterial-Säule ersetzt. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis das von der Heizeinrichtung 10 in der von ihr erzeugten Heizzone jeweils erwärmte Teilvolumen im technischen Sinne vollständig verkokt und eine feste Form angenommen hat. Da sämtliche durch die Gasbildung frei gewordene Carbon carrier material K of the carbon carrier material column present in the interior 3 of the container 2 is replaced. This process continues until the partial volume heated in each case by the heating device 10 in the heating zone it produces has coked completely in the technical sense and has assumed a solid form. Since all that have been released by gas formation
Hohlräume jeweils unmittelbar durch nachdrängendes fließfähiges Cavities in each case directly by pressing flowable
Kohlenstoffträgermaterial K gefüllt worden sind, beträgt die Dichte des so verkokten Teilvolumens des Kohlenstoffträgermaterials K mindestens 1 ,4 g/cm3. Carbon carrier material K have been filled, the density of the part of the carbon carrier material K so coked is at least 1.4 g / cm 3 .
Das Herauslösen der Gasblasen G aus dem Kohlenstoffträgermaterial K wird zum einen mechanisch unterstützt durch die Vibrationen, die über die The detachment of the gas bubbles G from the carbon carrier material K is supported mechanically on the one hand by the vibrations that occur via the
Einrichtung 16 in das Kohlenstoffträgermaterial K induziert werden. Zum anderen wird der Abzug der Gasblasen G aus dem Kohlenstoffträgermaterial K dadurch gefördert, dass über das Absaugrohr 8 im Innenraum 3 des Behälters 2 ein Unterdrück aufrechterhalten wird, der bis zum Vakuum reichen kann. Da die Verkokung durch symmetrische Erwärmung von den Seiten des Device 16 can be induced in the carbon carrier material K. On the other hand, the removal of the gas bubbles G from the carbon carrier material K is promoted in that a vacuum is maintained via the suction pipe 8 in the interior 3 of the container 2, which can reach a vacuum. Since the coking by symmetrical heating from the sides of the
Innenraums her ausgeht, läuft die Verkokung von außen nach innen ab. Bei der Verkokung der äußeren Schicht ist sowohl im Kernbereich, als auch in der darüber befindlichen Lage flüssiges, zunächst niederviskoses Coking runs from the outside inwards. When the outer layer is coked, liquid is initially viscous, both in the core area and in the layer above it
Kohlenstoffträgermaterial K vorhanden, über welches die Gasblasen G entweichen können und so mögliche Poren geschlossen werden. Dies ermöglicht eine hohe Dichte des erhaltenen Verkokungsprodukts. Bei der Verkokung des Kernbereichs kann Kohlenstoffträgermaterial K aus in der darüber befindlichen Lage nachfließen. Auch hier werden so die Poren geschlossen. Carbon carrier material K is present, through which the gas bubbles G can escape and possible pores are closed. This enables a high density of the coking product obtained. When the core area is coked, carbon carrier material K can flow in from the layer above it. Here, too, the pores are closed.
Sollten dennoch kleinere Gasbläschen im Kernbereich KB des Should smaller gas bubbles in the core area KB of the
Verkokungsprodukts VK gefangen sein, so hat dies nur eine geringe Coking product VK be trapped, so this has little
Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften, da die neutrale Achse der jeweils säulenförmigen Verkokungsprodukte VK entlang des betreffenden Kernbereichs verläuft und dieser Bereich somit im Einsatz nicht mit erhöhten Zug- oder Druckspannungen belastet ist. Effect on the mechanical properties, since the neutral axis of the columnar coking products VK runs along the relevant core area and this area is therefore not exposed to increased tensile or compressive stresses in use.
Nachdem das an das Bodenelement 9 angrenzende Teilvolumen des After the partial volume of the
Kohlenstoffträgermaterials K verkokt ist, werden die nach wie vor im Heizbetrieb gehaltene Heizeinrichtung 10 und mit ihr die ebenfalls weiterhin aktive Carbon carrier material K is coked, the heating device 10, which is still held in the heating mode, and with it the likewise still active one
Vibrations-Einrichtung 16 mittels der Stelleinrichtung 13 entgegen der Vibration device 16 by means of the actuator 13 against the
Wirkrichtung SR der Schwerkraft mittels des Linearantriebs 15 in einer kontinuierlichen Bewegung entlang der Linearführung 14 in Richtung des oberen Endes des Behälters 2 verschoben. Direction of action SR of gravity shifted by means of the linear drive 15 in a continuous movement along the linear guide 14 in the direction of the upper end of the container 2.
Die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung der Heizeinrichtung 10 und der mit ihr verkoppelten Vibrations-Einrichtung 16 ist dabei so bemessen, dass das jeweils im Wirkbereich der von der Heizeinrichtung 10 erzeugten Heizzone sich befindende Teilvolumen des Kohlenstoffträgermaterials K schrittweise erwärmt und anschließend über eine Verkokungsdauer auf der jeweiligen The speed of the upward movement of the heating device 10 and the vibrating device 16 coupled to it is dimensioned such that the partial volume of the carbon carrier material K located in the effective range of the heating zone generated by the heating device 10 gradually heats up and then over a coking period on the respective one
Verkokungstemperatur gehalten wird, die für eine im technischen Sinne vollständige Verkokung und damit einhergehende vollständige Verfestigung ausreicht. In der Praxis sind hierfür Fördergeschwindigkeiten der Coking temperature is kept for one in a technical sense complete coking and associated complete solidification is sufficient. In practice, conveyor speeds for this are
Heizeinrichtung 10 typischerweise im Bereich von 0,025 - 1 ,5 m/h, Heating device 10 typically in the range of 0.025-1.5 m / h,
insbesondere 0,05 - 0,5 m/h, vorgesehen. in particular 0.05 - 0.5 m / h.
Die Bewegung der Heizeinrichtung 10 wird fortgesetzt, bis auch der obere, an den Spiegel SK des Kohlenstoffträgermaterials K angrenzende Abschnitt des Kohlenstoffträgermaterials K verkokt ist. Der Spiegel SK des The movement of the heating device 10 continues until the upper section of the carbon carrier material K adjacent to the mirror SK of the carbon carrier material K is also coked. The mirror SK of the
Kohlenstoffträgermaterials K ist dabei aufgrund des aus dem Carbon carrier material K is due to the from
Kohlenstoffträgermaterials K entwichenen Gases und des damit Carbon carrier material K escaped gas and thus
einhergehenden Volumenverlustes gegenüber dem Zustand bei Neubefüllung des Innenraums 3 des Behälters 2 abgesunken. accompanying volume loss compared to the state when the interior 3 of the container 2 is refilled.
Nachdem auch der obere, an den Spiegel SK angrenzende Bereich BP des Kohlenstoffträgermaterials K verkokt ist und eine feste Form angenommen hat, wird der Behälter 2 geöffnet und das in dessen Innenraum 3 gebildete After the upper area BP of the carbon carrier material K adjoining the mirror SK is coked and has assumed a solid shape, the container 2 is opened and the one formed in its interior 3
Verkokungsprodukt VK aus dem Innenraum 3 entnommen. Die auf den Coking product VK taken from the interior 3. The on the
Innenraum 3 begrenzenden Innenflächen des Behälters 2 vorhandene Liner- oder Gleitschicht 5 erleichtert dabei das Entnehmen des Verkokungsprodukts VK. Interior 3 bounding inner surfaces of the container 2 existing liner or sliding layer 5 facilitates the removal of the coking product VK.
Stellt sich heraus, dass im oberen Bereich BP des Verkokungsprodukts VK die geforderte Dichte von mindestens 1 ,4 g/cm3 nicht erreicht worden ist, weil dort während der Verkokung nicht mehr ausreichend fließfähiges It turns out that in the upper area BP of the coking product VK the required density of at least 1.4 g / cm 3 has not been reached because there is no longer sufficient flowability there during the coking
Kohlenstoffträgermaterial K zur Verfügung stand, um die von den sich bildenden Gasblasen G zurückgelassenen Hohlräume zu füllen, wird der betreffende Bereich BP abgetrennt. Er kann einer Wiederverwendung zugeführt werden, indem er zu feinen Partikeln zermahlen wird, die als feste Carbon carrier material K was available to fill the voids left by the gas bubbles G being formed, the area BP in question is separated. It can be reused by grinding it into fine particles, which are solid
Kohlenstoffkomponenten dem Kohlenstoffträgermaterial K zugegeben werden können, die für die Herstellung weiterer Verkokungsprodukte VK in der Carbon components can be added to the carbon carrier material K, which are used for the production of further coking products VK in the
Vorrichtung 1 bereitgestellt werden. Das so erhaltene Verkokungsprodukt VK wird zur Herstellung einer Device 1 can be provided. The coking product VK thus obtained is used to produce a
Graphitelektrode, wie sie in einem Elektrostahlwerk benötigt wird, einem üblichen Graphitierungsprozess unterzogen, um ihm eine graphitische Struktur zu verleihen. Aufgrund der mit der Vorrichtung 1 in der voranstehend Graphite electrode, as is required in an electrical steel plant, is subjected to a customary graphitization process in order to give it a graphitic structure. Because of the device 1 in the above
beschriebenen Weise nach dem ersten Verkoken bereits erhaltenen described manner already obtained after the first coking
monolithischen, endabmessungsnahen Geometrie, sind die beim monolithic, near-net-shape geometry, are the case with
konventionellen Verfahren üblichen Mahl-, Misch- und Formgebungsprozesse ebenso hinfällig wie der zugehörige Erstbrand. Je nach erreichter Dichte des Produktes kann auch der Imprägnierschritt entfallen. Stellt sich heraus, dass die Dichte des erhaltenen Verkokungsprodukts VK nicht ausreicht, kann vor der Weiterverarbeitung des Verkokungsprodukts VK zu dem Graphitprodukt, d.h. zu der Graphitelektrode, auch in konventioneller Weise eine Imprägnierung zur Erhöhung der Dichte durchgeführt werden. conventional processes, grinding, mixing and shaping processes are just as obsolete as the associated first firing. Depending on the density of the product, the impregnation step can also be omitted. If it turns out that the density of the coking product VK obtained is not sufficient, before further processing of the coking product VK into the graphite product, i.e. to the graphite electrode, an impregnation to increase the density can also be carried out in a conventional manner.
Die in den Figuren 2a - 2d gezeigte Vorrichtung 101 zur Herstellung eines Verkokungsproduktes VK entspricht in ihrem Aufbau der in den Figuren 1a - 1d dargestellten Vorrichtung 1 mit dem Unterschied, dass bei der Vorrichtung 101 an Stelle des bei der Vorrichtung 1 vorgesehenen fest montierten Fülirohrs 7 ein lanzenartig in den Innenraum 3 des Behälters 2 der Vorrichtung 101 einführbares und herausziehbares Füllrohr 107 vorgesehen ist. Die maximale Einführlänge des Füllrohrs 107 ist dabei so bemessen, dass das Füllrohr 107 im voll in den Innenraum 3 eingeführten Zustand knapp oberhalb der Höhe H10 endet, über die sich die von der Heizeinrichtung 10 erzeugte Heizzone in der Ausgangsposition der Heizeinrichtung 10 erstreckt (Fig. 2a). Auf diese Weise werden negative Auswirkungen von Spritzern vermieden, die während des Verkokungsprozesses ausgelöst werden können. The structure of the device 101 shown in FIGS. 2a-2d for producing a coking product VK corresponds to that of the device 1 shown in FIGS. 1a-1d, with the difference that in the device 101 instead of the fixedly mounted filling pipe 7 provided in the device 1 a filling tube 107 which can be inserted and pulled out in the manner of a lance into the interior 3 of the container 2 of the device 101 is provided. The maximum insertion length of the filling pipe 107 is dimensioned such that the filling pipe 107, when fully inserted into the interior 3, ends just above the height H10 over which the heating zone generated by the heating device 10 extends in the starting position of the heating device 10 (FIG. 2a). This avoids the negative effects of splashes that can be triggered during the coking process.
Zur Herstellung eines säulenartigen Verkokungsproduktes VK wird bei der Vorrichtung 101 der Innenraum 3 des Behälters 2 über das Füllrohr 107 mit einem Teilvolumen von fließfähigem Kohlenstoffträgermaterial K befüllt, bis der Spiegel SK des in dem Innenraum 3 enthaltenen Kohlenstoffträgermaterials K oberhalb der Höhe H10 endet, über die sich die von der Heizeinrichtung 10 in ihrer Ausgangsposition erzeugte Heizzone erstreckt (Fig. 2a). In order to produce a column-like coking product VK, the interior 3 of the container 2 is filled with a partial volume of flowable carbon carrier material K in the device 101 via the filling pipe 107 until the mirror SK of the carbon carrier material K contained in the interior 3 ends above the height H10 over which the heating zone generated by the heating device 10 in its starting position extends (FIG. 2a).
Anschließend wird dieses den unteren Abschnitt des herzustellenden Then this becomes the lower section of the one to be manufactured
Verkokungsprodukts VK bildende Teilvolumen des Kohlenstoffträgermaterials K in der für die Vorrichtung 1 schrittweise und gesteuert auf Partial volume of the carbon carrier material K forming the coking product VK in the stepwise and controlled manner for the device 1
Verkokungstemperatur gebracht. Coking temperature brought.
Mit dem Einsetzen der Verkokung wird über das um einen entsprechenden Höhenbetrag angehobene Füllrohr 107 quasi-kontinuierlich weiteres With the onset of coking, filling tube 107, raised by a corresponding amount of height, becomes quasi-continuous
fließfähiges, erforderlichenfalls zur Verflüssigung vorgewärmtes flowable, if necessary preheated to liquefy
Kohlenstoffträgermaterial K zugeführt und die Heizeinrichtung 10 mit der mit ihr verkoppelten Vibrations-Einrichtung 16 mittels der Stelleinrichtung 13 in der für die Vorrichtung 1 bereits beschriebenen Weise entlang des Behälters 2 bewegt. Die Bewegung des über eine hier nicht gezeigte Stelleinrichtung Carbon carrier material K supplied and the heating device 10 with the vibrating device 16 coupled to it is moved along the container 2 by means of the actuating device 13 in the manner already described for the device 1. The movement of the via an actuator, not shown here
höhenverstellbaren Füllrohrs 107 und der Heizeinrichtung 10 sind dabei so miteinander koordiniert, dass der vertikale Abstand zwischen der Height-adjustable filling pipe 107 and the heating device 10 are coordinated with one another in such a way that the vertical distance between the
Heizeinrichtung 10 und dem freien, in das Kohlenstoffträgermaterial K ragenden Ende des Füllrohrs 107 konstant bleibt. Dabei bleibt das freie Ende des Heating device 10 and the free end of the filling tube 107 projecting into the carbon carrier material K remains constant. The free end of the
Füllrohrs 107 stets nahe des Spiegels SK des in den Behälter gefüllten Filling tube 107 always near the level SK of the filled in the container
Kohlenstoffträgermaterials K, bis der maximale Füllpegel im Behälter 2 erreicht ist. Carbon carrier material K until the maximum fill level in container 2 is reached.
Die Höhe des Spiegels SK des Kohlenstoffträgermaterials K wird dabei so gehalten, dass oberhalb des in der Verkokung befindlichen Teilvolumens des Kohlenstoffträgermaterials K stets eine ausreichende Menge an fließfähigem Kohlenstoffträgermaterial K zur Verfügung steht, um die Hohlräume zu füllen, die von den Gasblasen G hinterlassen werden, die aus dem auf die The height of the mirror SK of the carbon carrier material K is kept such that above the partial volume of the carbon carrier material K in the coking there is always a sufficient amount of flowable carbon carrier material K available to fill the cavities left by the gas bubbles G, the from the to the
Verkokungstemperatur erwärmten und bei der Verkokungstemperatur gehaltenen Teilvolumen des Kohlenstoffträgermaterials K austreten. Der Weg, den die Gasblasen G dabei durch das flüssige Kohlenstoffträgermaterial K zurücklegen müssen, ist kürzer als bei der Vorrichtung 1 , so dass eine noch weiter optimierte Dichte des Verkokungsprodukts VK erzielt werden kann. Warm coking temperature and exit at the coking temperature held partial volume of the carbon support material K. The path that the gas bubbles G through the liquid carbon carrier material K must be covered is shorter than in device 1, so that an even more optimized density of the coking product VK can be achieved.
In Figur 3 ist eine Vorrichtung 201 zur Herstellung eines Verkokungsprodukts VK gezeigt, bei der im Gegensatz zu den Vorrichtungen 1 und 101 eine an der Vorrichtung 201 vorgesehene Heizeinrichtung 210 ortsfest montiert ist, also während des Betriebs stillsteht, wogegen das zu verkokende FIG. 3 shows a device 201 for producing a coking product VK, in which, in contrast to the devices 1 and 101, a heating device 210 provided on the device 201 is mounted in a stationary manner, that is to say it stands still during operation, whereas the one to be coked
Kohlenstoffträgermaterial K entlang der Heizeinrichtung 210 bewegt und auf diesem Weg entlang der Heizeinrichtung 210 zu einem festen Carbon carrier material K moves along the heater 210 and in this way along the heater 210 to a solid
Verkokungsprodukt VK verkokt wird, das nach Art eines kontinuierlichen Coking product VK is coked in the manner of a continuous
Stranggussprozesses kontinuierlich aus der Vorrichtung 201 abgezogen wird. Continuous casting process is continuously withdrawn from the device 201.
Die Vorrichtung 201 weist dazu einen Behälter 202 auf, der einen Innenraum 3 umgrenzt, der sich, wie die Innenräume 3 der Vorrichtungen 1 ,101 , in einem oberen Bereich trichterförmig erweitert und von einem Deckel 206 For this purpose, the device 201 has a container 202 which delimits an interior space 3 which, like the interior spaces 3 of the devices 1, 101, widens in a funnel shape in an upper region and by a cover 206
abgeschlossen ist. Durch den Deckel 206 sind hier, wie bei den Deckeln 6 der Vorrichtungen 1 ,101 , ein Absaugrohr 208 und ein nach Art des Füllrohrs 7 der Vorrichtung 1 angeordnetes Füllrohr 207 geführt. is completed. A suction pipe 208 and a filling pipe 207 arranged in the manner of the filling pipe 7 of the device 1 are passed through the cover 206 here, as in the case of the covers 6 of the devices 1, 101.
Der unter dem trichterförmigen oberen Bereich angeordnete zylindrische Bereich 217 des Innenraums 203 ist nach Art einer Kokille nach unten offen ausgebildet und wesentlich kürzer als bei den Vorrichtungen 1 , 101. Der den Bereich 217 umgrenzende Abschnitt des Behälters 202 sitzt dabei in der ringförmigen Heizeinrichtung 210, die sich über einen wesentlichen Teil der Höhe des Bereichs 217 erstreckt. Dabei sind die Heizwendel 211 der The cylindrical region 217 of the interior 203 arranged under the funnel-shaped upper region is designed to be open at the bottom in the manner of a mold and is considerably shorter than in the devices 1, 101. The section of the container 202 surrounding the region 217 is seated in the ring-shaped heating device 210, which extends over a substantial part of the height of the area 217. The heating coil 211 are the
Heizeinrichtung 210 segmentweise regelbar, um ein optimales Temperaturprofil in dem jeweils im Wirkbereich der von der Heizeinrichtung 10 erzeugten Heating device 210 can be regulated in segments in order to achieve an optimal temperature profile in the effective range of that generated by heating device 10
Heizzone befindlichen Teilvolumens des Kohlenstoffträgermaterials K zu ermöglichen. To allow heating zone located partial volume of the carbon support material K.
Zum Herstellen eines Verkokungsproduktes VK wird die untere Austrittsöffnung des kokillenartigen Bereichs 217 des Innenraums 203 zunächst mit einem Stopfen verschlossen und über das Füllrohr 207 ein erstes Teilvolumen an Kohlenstoffträgermaterial K in den Innenraum 203 des Behälters 202 gefüllt. To produce a coking product VK, the lower outlet opening of the mold-like region 217 of the interior 203 is first covered with a Plug closed and filled a first partial volume of carbon carrier material K into the interior 203 of the container 202 via the fill tube 207.
Mittels der stationären Heizeinrichtung 210 wird das im Wirkbereich der von der Heizeinrichtung 210 erzeugten Heizzone befindliche Kohlenstoffträgermaterial K schrittweise gesteuert, auf die Verkokungstemperatur erwärmt und dort so lange gehalten, bis es im technischen Sinne vollständig verkokt ist und eine feste Form angenommen hat. By means of the stationary heating device 210, the carbon carrier material K located in the effective area of the heating zone generated by the heating device 210 is controlled step by step, heated to the coking temperature and held there until it is completely coked in the technical sense and has assumed a solid form.
Im Verlauf des Verkokungsprozesses wird das so verkokte In the course of the coking process, this becomes coked
Kohlenstoffträgermaterial K als Strang mittels des Stopfens über dessen untere Öffnung kontinuierlich aus dem kokillenartigen Bereich 217 des Innenraums 203 des Behälters 202 gezogen. Gleichzeitig wird ebenso kontinuierlich neues, ggf. vorgewärmtes Kohlenstoffträgermaterial K über das Füllrohr 207 in den Behälter 202 gefüllt. Der untere Öffnungsbereich 218 des Bereichs 217 kann sich dabei in Schwerkraft richtung SR trichterförmig erweitern, um das Carbon carrier material K as a strand is pulled continuously from the mold-like region 217 of the interior 203 of the container 202 by means of the stopper via its lower opening. At the same time, new, possibly preheated, carbon carrier material K is also continuously filled into the container 202 via the filling pipe 207. The lower opening region 218 of the region 217 can widen in a funnel shape in the direction of gravity SR in order to
Ausziehen des strangförmigen Verkokungsprodukts VK zu erleichtern. Die Auszugskräfte sind dabei so bemessen, dass das Verkokungsprodukt trotz des im Behälter 202 über dem in ihn eingefüllten Kohlenstoffträgermaterials anstehenden UnterdrucksA/akuums kontinuierlich aus dem Behälter 202 abgezogen wird. To facilitate pulling out the stranded coking product VK. The pull-out forces are dimensioned such that the coking product is continuously withdrawn from the container 202 despite the underpressure A / akuums present in the container 202 above the carbon carrier material filled into it.
Der Prozess des Abziehens und des Nachfüllens erfolgt dabei synchron zueinander so langsam, dass die Verweildauer, über die das die The process of pulling off and refilling takes place synchronously with one another so slowly that the length of time over which the
Heizeinrichtung 210 passierende Kohlenstoffträgermaterial K bei der Heating device 210 passing carbon carrier material K at the
Verkokungstemperatur gehalten wird, der Verkokungsdauer entspricht, die für seine im technischen Sinne vollständige Verkokung erforderlich ist. Coking temperature is maintained which corresponds to the coking time required for its complete coking in the technical sense.
Wie bei der Vorrichtung 101 wird dabei die Höhe des Spiegels SK des fließfähigen Kohlenstoffträgermaterials K über dem schon in Folge der As with the device 101, the height of the level SK of the flowable carbon carrier material K is above that already as a result of the
Verkokung verfestigten Kohlenstoffträgermaterial K so eingestellt, dass einerseits die Gasblasen G, die aus dem sich in der Verkokung befindenden Kohlenstoffträgermaterial K austreten, nur einen kurzen Weg durch das fließfähige Kohlenstoffträgermaterial K zurücklegen müssen, bis sie nach Austritt aus dem Kohlenstoffträgermaterial K über das Absaugrohr 208 abgesaugt werden, andererseits aber auch eine stets ausreichende Menge an flüssigem Kohlenstoffträgermaterial K zur Verfügung steht, um durch in das sich verfestigende Kohlenstoffträgermaterial K nachdrängende flüssige Coking hardened carbon carrier material K adjusted so that on the one hand the gas bubbles G that are in the coking Carbon carrier material K emerge, only have to travel a short way through the flowable carbon carrier material K until they are sucked out via the suction pipe 208 after exiting the carbon carrier material K, but on the other hand there is always a sufficient amount of liquid carbon carrier material K available to pass through into the solidifying carbon carrier material K pressing liquid
Kohlenstoffträgermaterial K die von den Gasblasen G zurückgelassenen Poren zu füllen. Auch mit einer Vorrichtung der in Fig. 3 dargestellten Art lassen sich somit optimal dichte Verkokungsprodukte mit optimal homogener Carbon carrier material K to fill the pores left by the gas bubbles G. Even with a device of the type shown in FIG. 3, optimally dense coking products with optimally homogeneous can thus be obtained
Eigenschaftsverteilung erzeugen. Generate property distribution.
Das Ausgasen der Gasblasen G kann durch eine Vibrations-Einrichtung 216 unterstützt werden, die, wie bei den Vorrichtungen 1 ,101 , oberhalb der The outgassing of the gas bubbles G can be supported by a vibration device 216, which, as in the case of the devices 1, 101, is above the
Heizeinrichtung 210 angeordnet ist, jedoch hier, entsprechend der festen Anordnung der Heizeinrichtung 210, stationär montiert ist. Wie schon erwähnt, kann dabei auch der nach Art einer Kokille funktionierende Behälter 202 im Bereich oberhalb des in ihn eingefüllten Kohlenstoffträgermaterials K mit einem Unterdruck/Vakuum beaufschlagt werden, um das Ausgasen der sich im Heating device 210 is arranged, but here, according to the fixed arrangement of the heating device 210, is stationary. As already mentioned, a vacuum / vacuum can also be applied to the container 202, which functions in the manner of a mold, in the region above the carbon carrier material K filled into it, in order to outgass the gas
Verkokungsprozess bildenden Gase G aus dem Kohlenstoffträgermaterial K im Behälter 202 zu unterstützen. To support coking process-forming gases G from the carbon carrier material K in the container 202.
Das als Strang kontinuierlich aus der Vorrichtung 201 abgezogene That continuously withdrawn as a strand from the device 201
Verkokungsprodukt VK durchläuft nach Austritt aus dem Behälter 202 eine Kühlstrecke 219, in der es beschleunigt auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Anschließend werden in einer Ablängeinrichtung 220 von dem Strang Coking product VK passes through a cooling section 219 after it emerges from the container 202, in which it is accelerated to room temperature. The strand is then cut off in a cutting device 220
Verkokungsprodukte VK mit der jeweils gewünschten Länge in an sich bekannter Weise abgeteilt. Coking products VK with the desired length divided in a manner known per se.
Wie beim Strangguss von Metallschmelzen können an einen hier nicht gezeigten zentralen Verteiler, der die kokillenartigen Behälterbereiche 217 mit Kohlenstoffträgermaterial K speist, zwei oder mehr solcher kokillenartigen Behälterbereiche 217 mit jeweils einer daran angeordneten Heizeinrichtung 210 und einer ebenso daran montierten Vibrations-Einrichtung 216 vorgesehen sein, um eine maximale Produktivität zu erzielen. As in the continuous casting of metal melts, two or more such mold-like container regions 217, each with a heating device 210 arranged thereon, can be connected to a central distributor (not shown here) which feeds the mold-like container regions 217 with carbon carrier material K. and a vibrator 216 also mounted thereon for maximum productivity.
Figur 4a zeigt eine Vorrichtung 301 zur Herstellung eines Verkokungsproduktes VK, die einen aus einem geeigneten Stahlmaterial gefertigten, topfförmigen Behälter 302 umfasst, der durch einen Deckel 306 verschlossen ist. Durch den Deckel 306 ist ein Absaugrohr 308 geführt, das zum Evakuieren des von dem Behälter 302 umgebenen Innenraum 303 an eine hier nicht gezeigte FIG. 4a shows a device 301 for producing a coking product VK, which comprises a pot-shaped container 302 made of a suitable steel material, which is closed by a lid 306. A suction pipe 308 is guided through the cover 306 and is used to evacuate the interior 303 surrounded by the container 302 to one not shown here
Absaugeinrichtung angeschlossen ist. Der Behälter 302 sitzt in einer Suction device is connected. The container 302 sits in one
Heizeinrichtung 310, deren stationär angeordnete, ringförmige Heizwendel 311 sich über die gesamte Höhe des Behälters 302 erstrecken, so dass von der Heizeinrichtung 310 eine entsprechend sich über die gesamte Höhe des Behälters 302 erstreckende Heizzone erzeugt werden kann. Heating device 310, the stationary, annular heating spiral 311 of which extends over the entire height of the container 302, so that the heating device 310 can generate a heating zone correspondingly extending over the entire height of the container 302.
Zur Herstellung eines blockförmigen Verkokungsproduktes VK (Figur 4b) wird der Deckel 306 von dem Behälter 302 abgenommen und fließfähiges To produce a block-shaped coking product VK (FIG. 4b), the lid 306 is removed from the container 302 and becomes flowable
Kohlenstoffträgermaterial K in den Innenraum 303 des Behälters 302 gefüllt. Anschließend wird der Behälter 302 durch Aufsetzen des Deckels 306 geschlossen und das in dem Behälter 302 enthaltene Kohlenstoffträgermaterial K auf eine Verkokungstemperatur von 450 - 900 °C gebracht. Mit Erreichen der Verkokungstemperatur beginnt von den seitlichen Innenflächen des Innenraums 303 her die Verkokung und Verfestigung des Kohlenstoffträgermaterials K. Dabei bleibt der Kernbereich KB des Kohlenstoffträgermaterials K über eine lange Zeitdauer hoch fließfähig, so dass dorthin gelangende Gasblasen G, wie die aus den sich in der Verkokung befindlichen Teilvolumina des Carbon carrier material K filled in the interior 303 of the container 302. The container 302 is then closed by putting the lid 306 on and the carbon carrier material K contained in the container 302 is brought to a coking temperature of 450-900 ° C. When the coking temperature is reached, the coking and solidification of the carbon carrier material K begins from the lateral inner surfaces of the interior 303. The core region KB of the carbon carrier material K remains highly fluid over a long period of time, so that gas bubbles G reaching there, like those resulting from the Coking partial volumes of the
Kohlenstoffträgermaterials K austretende Gasblasen G, sich noch lange entgegen der Schwerkraft in Richtung des Spiegels SK des im Behälter enthaltenen Kohlenstoffträgermaterials K bewegen. Carbon carrier material K emerging gas bubbles G, move for a long time against gravity in the direction of the mirror SK of the carbon carrier material K contained in the container.
Ist der Verkokungsprozess so weit vorgeschritten, dass auch der Kernbereich KB verkokt, so kann es dazu kommen, dass im inneren Kernbereich KB kleinere Gasblasen G gefangen werden. Die in Folge dessen dort vorhandene Porosität ist jedoch unschädlich, da Verkokungsprodukte der in der Vorrichtung 301 hergestellten Art üblicherweise für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen insbesondere im Bereich der äußeren Randabschnitte des If the coking process has progressed so far that the core area KB also cokes, it can happen that smaller gas bubbles G are trapped in the inner core area KB. As a result of this there Porosity is harmless, however, since coking products of the type produced in the device 301 are usually used for applications in which, in particular, in the region of the outer edge sections of the
Verkokungsproduktes VK höchste Anforderungen an die Leitfähigkeit und Stabilität gestellt werden, während die Qualität des Kernbereichs KB nur eine untergeordnete Rolle spielt. Derartige Anforderungsprofile ergeben sich beispielsweise in Anlagen für die Erzeugung von Aluminium, wenn dort The coking product VK places the highest demands on conductivity and stability, while the quality of the core area KB only plays a subordinate role. Such requirement profiles arise, for example, in plants for the production of aluminum, if there
Verkokungsprodukte VK der erfindungsgemäß erzeugten Art als Anoden oder Kathoden, insbesondere als Anoden, eingesetzt werden sollen. Coking products VK of the type produced according to the invention are to be used as anodes or cathodes, in particular as anodes.
Das in den Vorrichtungen 1 , 101 , 201 , 301 zur Herstellung des jeweiligen Verkokungsproduktes VK eingesetzte fließfähige Kohlenstoffträgermaterial K besteht jeweils aus bei der Destillierung von Erdölprodukten und der The flowable carbon carrier material K used in the devices 1, 101, 201, 301 for producing the respective coking product VK consists in each case of the distillation of petroleum products and the
Verwertung von Kohle anfallenden Produkten, wie beispielsweise Teere und deren Derivate, Pech, fließfähiges Bitumen, Harze sowie Produkte aus der Verarbeitung von Biomasse, wie Zelluloseprodukte, Zucker und Stärke oder anderen Produkten, die verkokbar sind. Dieses Kohlenstoffträgermaterial K ist optional mit körnigem Koks oder Graphit mit einer Korngröße von maximal 10 mm sowie gegebenenfalls einem oder mehreren Additiven, wie Eisenoxid zur Verminderung des Puffing-Effektes, einer Bor-Quelle, wie Borkarbid, zur Verminderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten oder zur Verbesserung der erzeugten Kristallstruktur, oder Kohlenstoff- oder Graphitfasern, die zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und ebenfalls zur Reduzierung des Wärmeausdehnungskoeffizienten beitragen, vermischt. Dabei ist das jeweils eingesetzte Kohlenstoffträgermaterial K bei Prozesstemperatur derart flüssig beschaffen, dass es unter Wirkung der Schwerkraft in den vom Behälter 2, 102, 202, 302 jeweils umgrenzten Innenraum 3, 103, 203, 303 fließt. BEZUGSZEICHEN Recovery of coal-based products, such as tars and their derivatives, pitch, flowable bitumen, resins and products from the processing of biomass, such as cellulose products, sugar and starch or other products that can be coked. This carbon carrier material K is optionally with granular coke or graphite with a grain size of at most 10 mm and optionally one or more additives, such as iron oxide to reduce the puffing effect, a boron source, such as boron carbide, to reduce the coefficient of thermal expansion or to improve the generated Crystal structure, or carbon or graphite fibers, which improve the mechanical properties and also reduce the coefficient of thermal expansion, mixed. The carbon carrier material K used in each case is liquid at the process temperature in such a way that it flows under the action of gravity into the interior 3, 103, 203, 303 bounded by the container 2, 102, 202, 302. REFERENCES
Figuren 1 , 2 Figures 1, 2
1 Vorrichtung 1 device
2 Behälter der Vorrichtung 1  2 device 1 containers
3 Innenraum des Behälters 2  3 interior of the container 2
4 oberer Abschnitt des Innenraums 3  4 upper section of the interior 3
5 Gleitschicht  5 sliding layer
6 Deckel des Behälters 2  6 Lid of the container 2
7 Füllrohr (Einfüllöffnung)  7 filling pipe (filling opening)
8 Absaugrohr  8 suction pipe
9 Bodenelement  9 floor element
10 Heizeinrichtung  10 heating device
11 Heizwendel der Heizeinrichtung 10  11 heating coil of the heating device 10
12 Außenfläche des Behälters 2  12 outer surface of the container 2
13 Stelleinrichtung  13 adjusting device
14 Linearführung der Stelleinrichtung 13  14 Linear guide of the actuating device 13
15 Linearantrieb Stelleinrichtung 13  15 linear actuator actuator 13
16 Vibrations-Einrichtung  16 vibration device
101 Vorrichtung zur Herstellung eines Verkokungsproduktes 101 Device for producing a coking product
107 Füllrohr 107 filling pipe
BP an den Spiegel SK angrenzender Bereich des Kohlenstoffträgermaterials K H10 Höhe der Heizeinrichtung 10 BP region of the carbon carrier material K H10 adjacent to the mirror SK Height of the heating device 10
H3 Höhe des Innenraums 3  H3 interior height 3
Figur 3 Figure 3
201 Vorrichtung zur Herstellung eines Verkokungsprodukts 201 Device for producing a coking product
202 nach Art einer Kokille ausgebildeter Behälter  202 containers designed in the manner of a mold
203 Innenraum des nach Art einer Kokille ausgebildeten Behälters 202  203 interior of the container 202 designed in the manner of a mold
206 Deckel  206 lid
207 Füllrohr (Einfüllöffnung)  207 filling pipe (filling opening)
208 Absaugrohr  208 suction pipe
210 Heizeinrichtung  210 heating device
211 Heizwendel der Heizeinrichtung 210  211 heating coil of the heating device 210
216 Vibrations-Einrichtung  216 vibration device
217 unterer nach unten offener zylindrischer Bereich des Innenraums 203 des Behälters 202  217 lower cylindrical region of the interior 203 of the container 202 which is open at the bottom
218 unterer trichterförmig erweiterter Öffnungsbereich des Bereichs 217 218 lower funnel-shaped opening area of area 217
219 Kühlstrecke 219 cooling section
220 Ablängeinrichtung Figuren 4a, 4b 220 cutting device Figures 4a, 4b
301 Vorrichtung zur Herstellung eines Verkokungsproduktes VK301 Device for producing a coking product VK
302 Behälter 302 containers
303 Innenraum des Behälters 302  303 interior of container 302
306 Deckel 306 lid
308 Absaugrohr  308 suction pipe
310 Heizeinrichtung  310 heating device
311 Heizwendel der Heizeinrichtung 310  311 heating coil of the heating device 310
KB Kernbereich des Kohlenstoffträgermaterials K  KB core area of the carbon carrier material K
Allgemein G Gasblasen General G gas bubbles
K fließfähiges Kohlenstoffträgermaterial  K flowable carbon carrier material
L Längsachse der Vorrichtung 1  L longitudinal axis of device 1
SR Wirkrichtung der Schwerkraft  SR direction of action of gravity
SK Spiegel des im Innenraum 3 des Behälters 2, 202, 302 jeweils enthaltenen Kohlenstoffträgermaterials K  SK mirror of the carbon carrier material K contained in the interior 3 of the container 2, 202, 302
V vertikale Richtung V vertical direction
VK Verkokungsprodukt  VK coking product

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Herstellung eines Verkokungsprodukts (VK), umfassend folgende Arbeitsschritte: 1. A process for producing a coking product (VK), comprising the following steps:
a) Bereitstellen eines Behälters (2,202,302), der  a) Providing a container (2,202,302), the
- einen Innenraum (3) umgrenzt  - An interior (3) bounded
und  and
- eine Einfüllöffnung zum Einfüllen eines fließfähigen  - A fill opening for filling a flowable
Kohlenstoffträgermaterials (K) in den Innenraum (3)  Carbon carrier material (K) in the interior (3)
sowie  such as
- eine Heizeinrichtung (10,210,310) zum Erwärmen des in den  - A heater (10,210,310) for heating the in the
Innenraum (3) des Behälters (2,202,302) gefüllten  Interior (3) of the container (2,202,302) filled
Kohlenstoffträgermaterials (K)  Carbon carrier material (K)
umfasst;  includes;
b) Einbringen des fließ- oder schüttfähigen Kohlenstoffträgermaterials (K) über die Einfüllöffnung in den Innenraum (3) des Behälters (2,202,302), wobei das Kohlenstoffträgermaterial (K) mindestens eine flüssige oder aufschmelzbare, verkokbare  b) introducing the flowable or pourable carbon carrier material (K) via the filling opening into the interior (3) of the container (2,202,302), the carbon carrier material (K) at least one liquid or meltable, coking agent
Kohlenstoffkomponente sowie optional mindestens eine feste verkokbare Kohlenstoffkomponente und ebenso optional mindestens ein Additiv umfasst, welches zur Einstellung der Eigenschaften des Kohlenstoffträgermaterials (K) dient; c) Erwärmen des in den Innenraum (3) des Behälters (2,202,302) gefüllten Kohlenstoffträgermaterials (K) mittels der Heizeinrichtung (10,210,310) auf eine Verkokungstemperatur, wobei das auf die jeweilige Verkokungstemperatur erwärmte Kohlenstoffträgermaterial (K) jeweils so lange bei der Verkokungstemperatur gehalten wird, bis das auf der Verkokungstemperatur gehaltene Carbon component and optionally at least one solid carbonizable carbon component and also optionally includes at least one additive, which serves to adjust the properties of the carbon carrier material (K); c) heating the carbon carrier material (K) filled into the interior (3) of the container (2,202,302) to a coking temperature by means of the heating device (10,210,310), the carbon carrier material (K) heated to the respective coking temperature being kept at the coking temperature for as long as until that held at the coking temperature
Kohlenstoffträgermaterial (K) durch Verkokung zu dem  Carbon carrier material (K) by coking to the
Verkokungsprodukt (VK) verfestigt ist und  Coking product (VK) is solidified and
d) wobei Gas, welches während des Erwärmens und Haltens  d) being gas, which during heating and holding
(Arbeitsschritt c)) aus dem Kohlenstoffträgermaterial (K) entweicht, aus dem Behälter (2,202,302) abgeleitet wird;  (Work step c)) escapes from the carbon carrier material (K), from which the container (2,202,302) is derived;
e) Entnehmen des Verkokungsprodukts (VK) aus dem Behälter  e) removing the coking product (VK) from the container
(2,202,302).  (2,202,302).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige oder aufschmelzbare Kohlenstoffkomponente des Kohlenstoffträgermaterials (K) aus mindestens einer Komponente der folgenden Gruppe besteht:„Rückstände aus der Destillation von Erdöl, bei der Verwertung von Kohle anfallende Produkte, Teere und deren Derivate, Pech, fließfähiges Bitumen, Harze sowie Produkte aus der Verarbeitung von Biomasse, Zelluloseprodukte, Zucker und Stärke". 2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid or meltable carbon component of the carbon carrier material (K) consists of at least one component from the following group: "Residues from the distillation of petroleum, products obtained from the recycling of coal, tars and their derivatives "Pitch, flowable bitumen, resins and products from the processing of biomass, cellulose products, sugar and starch".
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffträgermaterial (K) eine feste Kohlenstoffkomponente enthält, die aus mindestens einer 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon carrier material (K) contains a solid carbon component consisting of at least one
Komponente der folgenden Gruppe besteht:„in körniger Form  Component of the following group consists: “in granular form
vorliegender Koks, Kohle, Bitumen in fester Form, Ligniten,  existing coke, coal, bitumen in solid form, lignites,
Anthrazitkohle, Graphit, Produkte aus dem Recycling von  Anthracite coal, graphite, products from the recycling of
Kohlenstofffasern“. Carbon fibers ”.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffträgermaterial (K) ein Additiv aus folgender Gruppe enthält:„Eisenoxid, Titanoxid, Bor und Borverbindungen“. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon carrier material (K) contains an additive from the following group: "iron oxide, titanium oxide, boron and boron compounds".
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating of the
Kohlenstoffträgermaterials (K) (Arbeitsschritt c)) erst beginnt, nachdem das Einfüllen des Kohlenstoffträgermaterials (K) (Arbeitsschritt b)) abgeschlossen ist.  Carbon carrier material (K) (step c)) only begins after the filling of the carbon carrier material (K) (step b)) has been completed.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch 6. The method according to any one of claims 1 -4, characterized
gekennzeichnet, dass die Erwärmung des  characterized that the warming of the
Kohlenstoffträgermaterials (K) (Arbeitsschritt c)) beginnt, während das Kohlenstoffträgermaterial (K) (Arbeitsschritt b)) in den Innenraum (3) eingefüllt wird.  Carbon carrier material (K) (step c)) begins while the carbon carrier material (K) (step b)) is filled into the interior (3).
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkokungstemperatur im 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the coking temperature in
Arbeitsschritt c) 450 - 900 °C beträgt.  Step c) is 450 - 900 ° C.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkokungsdauer im Arbeitsschritt c) bis zu 96 h beträgt. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the coking time in step c) is up to 96 h.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Innenraum (3) des Behälters (2,202,302) vorhandene Atmosphäre abgesaugt wird, um das aus dem auf die Verkokungstemperatur erwärmten Kohlenstoffträgermaterial (K) entweichende Gas aus dem Behälter (2,202,302) forciert abzuleiten (Arbeitsschritt d)). 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the atmosphere present in the interior (3) of the container (2,202,302) is sucked off in order to remove from the escaping gas escaping to the carbonization temperature heated carbon carrier material (K) from the container (2,202,302) forced (step d)).
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Arbeitsschritts c) eine längs der Längsachse des Behälters (2,202,302) ausgerichtete 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that during step c) one aligned along the longitudinal axis of the container (2,202,302)
Relativbewegung zwischen dem jeweils erwärmten  Relative movement between the respectively warmed
Kohlenstoffträgermaterial (K) und der Heizeinrichtung (10,210,310) stattfindet.  Carbon carrier material (K) and the heating device (10,210,310) takes place.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, 11. The method according to claim 10, characterized in
dass die von der Heizeinrichtung (10,210,310) abgegebene Wärme jeweils nur ein sich über einen bestimmten Teilabschnitt der Höhe des Innenraums (3) des Behälters (2,202,302) erstreckendes Teilvolumen des in den Innenraum (3) gefüllten Kohlenstoffträgermaterials (K) erfasst, dass das in den Innenraum (3) gefüllte Kohlenstoffträgermaterial (K) während des Arbeitsschritts c) stillsteht und dass die Heizzone  that the heat given off by the heating device (10, 210, 310) only covers a partial volume of the carbon carrier material (K) filled in the interior (3) that extends over a certain section of the height of the interior (3) of the container (2), Interior (3) filled carbon carrier material (K) stands still during work step c) and that the heating zone
(10,210,310) ausgehend von dem in Schwerkraftrichtung unten angeordneten Boden entgegen der Schwerkraftrichtung in Richtung des oberen Endes des Behälters (2,202,302) bewegt wird.  (10,210,310) is moved from the bottom arranged in the direction of gravity against the direction of gravity in the direction of the upper end of the container (2,202,302).
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Heizeinrichtung (10,210,310) abgegebene Wärme jeweils nur ein sich über einen bestimmten Teilabschnitt der Höhe des Innenraums (3) des Behälters (2,202,302) erstreckendes Teilvolumen des in den Innenraum (3) gefüllten Kohlenstoffträgermaterials (K) erfasst, dass die Heizeinrichtung (10,210,310) ortsfest angeordnet ist und dass das in den Behälter (2,202,302) gefüllte Kohlenstoffträgermaterial (K) relativ zur Heizeinrichtung (10,210,310) bewegt wird. 12. The method according to claim 10, characterized in that the heat given off by the heating device (10, 210, 310) only in each case extends over a certain partial section of the height of the interior (3) of the container (2, 202, 302) of the partial volume of the interior (3) Carbon carrier material (K) detects that the heating device (10,210,310) is arranged in a fixed position and that the filled in the container (2,202,302) Carbon carrier material (K) is moved relative to the heating device (10,210,310).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Behälters (2,202,302) eine Abzugsöffnung vorgesehen ist, über die das Verkokungsprodukt (VK) als aus dem jeweils verfestigten Kohlenstoffträgermaterial (K) gebildeter Strang kontinuierlich aus dem Behälter (2,202,302) entnommen wird 13. The method according to claim 12, characterized in that a discharge opening is provided in the bottom of the container (2,202,302), through which the coking product (VK) as the strand formed from the respectively solidified carbon carrier material (K) is continuously removed from the container (2,202,302)
(Arbeitsschritt e)).  (Step e)).
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlenstoffträgermaterial (K) innerhalb des Behälters (2,202,302) zumindest zeitweise in Bewegung versetzt wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon carrier material (K) within the container (2,202,302) is at least temporarily set in motion.
15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des aus dem Behälter (2,202,302) entnommenen Verkokungsprodukts (VK) mindestens15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the density of the coking product (VK) removed from the container (2,202,302) at least
1 ,4 g/cm3 beträgt. 1.4 g / cm 3 .
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