DE2941709C2

DE2941709C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohleelektroden für Elektroöfen während des laufenden Betriebes

Info

Publication number: DE2941709C2
Application number: DE2941709A
Authority: DE
Inventors: William Vaagsbygd Bruff; David Municipio da Serra Espiritio Santo Goncalves de Oliveira; Geraldo Soares De Santana
Original assignee: Elkem ASA
Current assignee: Carboindustrial Sa Serra Espirito Sant Br Elk
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1979-10-15
Publication date: 1984-12-20
Also published as: TR20980A; AU5233279A; RO81567B; JPS5562805A; ZW21579A1; NO793220L; GB2039953A; YU41189B; NO149451C; NL7907665A; FI793168A; PL120001B1; NZ191886A; IN153882B; PT70308A; CH645926A5; YU266479A; NL177927C; FR2440418A1; SE7908978L

Description

beitsstrom für den OfenDetrieb der Elektrode zugeführt

Erfindungsgemäß werden die Vorrichtungen zum Brenncn der Elektrode und zur Zuleitung des Arbeitsstromes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung für den Ofenbetrieb vollständig voneinander getrennt, von Kohleelektroden für Elektroöfen während des lau- so daß diese völlig unabhängig voneinander arbeiten fenden Betriebes. Hierbei werden die Kohleelektroden können. Hierzu wird oberhalb der Elektrodenfassung im oberen Teil der Elektroöfen, inbegriffen Schmelz- und mit Abstand von dieser eine Ringfassung vorgeseelektrolysezellen und elektrometallurgische öfen, ge- 30 hen, innerhalb der das Erweichen und Brennender Elekbrauchsfähig fertir. gestellt. trodcnmasse erfolgt.

Das Söderberg-Verfahren zur Herstellung von Koh- Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand

leelektroden unmittelbar vor ihrem Gebrauch ist altbe- der Zeichnungen erläutert.

kannt. Im allgemeinen wird für das Soderberg-Verfah- Fi g. I zeigt schematisch im Längsschnitt das übliche

ren eine Elektrodenmasse verwendet, die hauptsächlich 35 Söderberg-Verfahren,

aus Kohle, z. B. in Form von Anthrazit, in gleichförmiger F i g. 2 zeigt in einem vergleichbaren Längsschnitt das

Mischung mit einem Kohlenwasserstoff-Bindemittel auf Verfahren der Erfindung.

Basis von Teerpech besteht. Söderberg-Elcktrodcn Bei dem üblichen Söderberg-Verfahren gemäß Fig. 1

werden in elektrothermischen öfen, aber auch als An· wird ein Blechmantel 10 verwendet, der an seinem Inoden für Aluminiumschmelzöfen verwendet. Üblicher- 40 nenumfang eine Vielzahl von Rippen 12 aufweist. Eine weise sind die Elektroden mit einem Blechmantel verse- Elektrodenfassung 14 umfaßt den Mantel 10 vollständig hen, der im Verlaufe des Absenkens der Elektrode ver- und dient zur Stromzuführung.

zehrt wird. Es gibt auch neuere Söderberg-Anoden, bei In den Mantel 10 wird die Elektrodenmasse 16, die

denen die Anode durch eine feststehende Umhüllung z. B. durch Mischen von kalziniertem Anthrazit mit gleitet. In einem bestimmten Bereich der Struktur wird 45 Teerpech hergestellt ist, eingefüllt. Sobald die Elektroder Umhüllung oder dem Mantel elektrischer Strom dcnmasse 16 die Zone A erreicht und auf etwa 8O⁰C

erwärmt ist, beginnt sie zu erweichen. Die Zone A be

zugeführt. Dieser Strom dient

a) zum Erweichen der Elektrodenmasse,

b) zum Brennen der Elektrodenmasse und

c) als Arbeitsstrom der Anode für den Ofenbetrieb.

Entsprechend der Zusammensetzung der Elektrodenmasse, wird diese Temperaturen unterworfen, die von O⁰C oder Raumtemperatur bis über 2600°C (im Falle von Lichtbogenofen) reichen. Die Elektrodenmasse erweicht bei etwa 8O⁰C und wird gebrannt im Temperaturbereich von 400 bis 600°C. Bei dieser Temperatur ist die Entgasung beendet und die Elektrode erhält ihre feste Gestalt infolge der Änderung der physikalischen Eigenschaften der Elektrodenmasse.

Das Verfahren arbeitet kontinuierlich und die mit einem Mantel umhüllte Elektrode wird fortlaufend im Maße ihres Verbrauchs in den Ofen abgesenkt. Dies erfordert komplizierte und kostspielige Aufhängungsund Absenkvorrichtungen sowie ein sehr genau arbeitendes Kühlsystem in genau begrenzten Bereichen.

Aus der DE-AS 10 52 597 ist ein Elektrodenmantel für ginnt im allgemeinen kurz über der Elektrodenfassung 14. Die erweichte Elektrodenmasse gleitet abwärts in Richtung auf das untere Ende des Mantels 10 und gelangt in die Zone S, wo sie Temperaturen von 400 bis 600° C unterworfen wird. Hierbei wird sie gebrannt und erlangt Struktur und Gestalt, so daß eine Kohleelektrode C von hoher mechanischer Festigkeit entsteht. Der Mantel 10, der eine Stütz- und Verstärkungsfunktion für die Elektrode C hat, wird mit dieser in das Innere des Ofens eingeführt, wo er verzehrt wird. Dementsprechend muß für den kontinuierlichen Betrieb ständig ein neuer Mantel oben angesetzt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß F i g. wird die Elektrodenmasse 20 von einer Ringfassung umgeben, die das Erweichen und Brennen der Elektrodenmasse veranlaßt. Das Erweichen erfolgt bei etwa 8O⁰C und das Brennen bei etwa 400 bis 600 ⁰C. Diese Temperatur erhält man mittels der separaten Ringfassung 18, deren Wärmezufuhr unabhängig ist, von der Energie bzw. dem Arbeitsstrom für den im Ofen ablaufenden Prozeß.

Für die Funktion der Ringfassung 18 kann jede regulierbar arbeitende Heizmethode angewendet werden, z. B. elektrische Heizung, Induktionsheizung mittels der Elcktrodenmassc zugeführter Metallelemente, Flammbeheizung, Wärmeaustausch usw. Wenn die Elektrodcnmasse in der Zone B gebrannt ist, erhält man die gebrauchsfertige Elektrode C, die dann die erforderliche Festigkeit und Leitfähigkeit aufweist. Über die Elektrodenfassung 22 wird der Arbeitsstrom für den Ofenbetrieb aufgenommen, der durch die Elektrode C in Richtung Ofenboden fließt.

Die Ringfassung 18 kann aus einem Teil oder aus mehreren beweglichen Sektionen bestehen: sie kann auch so ausgebildet sei."«, daß sie neben der Aufgabe des Schmelzens und Brennens der Elcktrodenmasse auch als Aufhängungsvorrichiung dient. Zur Aufhängung kann auch eine weitere Fassung oder Klemmvorrichtung 24 vorgesehen sein, die dann zwischen der Ringfassung 18 und der Elektrodenfassung 22 angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der sonst beim Soderberg-Verfahren «jrforderliche Blechmantel nicht benötigt. An weiteren Vortr'en sind die folgenden zu nennen:

a) Wenn aus speziellen Gründen ein Mantel erwünscht ist, kann man die bisher erforderlichen Rippen, wie sie beispielsweise in F i g. 1 mit Bezugsziffer 12 gezeigt sind, weglassen. Dies vereinfacht und verbilligt die Herstellung des Mantels.

b) Durch NichtVerwendung von sich verzehrenden Mänteln oder Kontaktstangen wird es ermöglicht, Kohleelektroden der beschriebenen Art »in loco« herzustellen, die für Prozesse verwendbar sind, bei denen die Ofenprodukte nicht durch das Mantelbzw. Stangenmatcrial verunreinigt werden sollen. 3s

c) Das Verfahren gestattet eine bessere Regulierung der Erwärmungs-, Erweichungs- und Brennvorgänge, da diese innerhalb der unabhängigen Ringfassung 18 ablaufen.

d) Es v. ird eine bessere Regulierung des Elektroden-Stroms ermöglicht, einschließlich der Schicht der halberweichten Elektrodenmassenzonen, die den elektrischen Strom nicht leiten.

e) Es ist ermöglicht, während des Erweichcns und Brennens innerhalb der Ringfassung 18 einen In· nct.kanal in der Elektrode auszubilden, der zum Durchgang von Gasen oder anderen Materialien durch die Elektrode dient Oies ist bei der bisherigen Technik sehr schwierig wegen der Temperaturgradienten in einer sehr beschränkten Zone. so

Gegenüber der dargestellten Ausführungsforin sind Abänderungen möglich. Zum Beispiel können die Ringfassung 18 und die Fassungen 24 und 22 transversale Einschnitte aufweisen, so daß man verschiedene Vorrichtungen für jede Stufe erhält. Die Einspeisung der Elektrodenmasse kann mechanisch und gegebenenfalls automatisiert erfolgen. Die gesamte Vorrichtung kann auch horizontal oder geneigt angeordnet sein. Für die Zuführung der Elcktrodenmasse kann eine Stampfvorrichtung vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohleelektroden für Elektroöfen während des laufenden Betriebes bei dem Elektrodenmasse zugeführt, erweicht und zur gebrauchsfertigen Elektrode gebrannt wird und die so entstehende Elektrode im Maße des Abbrandes in den Ofen nachgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Elektrodenfassung (22), durch die der Arbeitsstrom für den Ofenbetrieb zugeführt wird, über eine separate Ringfassung (18) eine solche Wärmemenge zugeführt wird, daß die Elektrode fertiggebrannt ist, bevor die Elektrode die Elektrodenfassung (22) erreicht hat

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Wärmemenge über die Ringfassung (18) durch Widerstandsheizung, Induktionsheizurg. Fiammheizung oder Wärmeaustausch zu^CTefü?i?

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selbstbackende Elektroden bekannt, mit dessen Hilfe die Brennzone in einen günstigeren Bereich verschoben werden soll. Zu diesem Zweck ist der Mantel so gestaltet, daß durch Vertiefungen in der Manteloberfläche die Kontaktfläche zwischen dem Mantel und der Elektrodenfassung verkleinert wird. Die Elektrodenfassung liefert sowohl den Arbeitsstrom als auch die Energie zum Brennen der Elektroden. Hierdurch ist es nicht möglich, die für das Brennen erforderliche Wärmezufuhr op'imal zu dosieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die obigen Nachteile zu beseitigen. Es ist weiterhin Aufgabe, das Söderberg-Verfahren auch für kleine Lichtbogenöfen anwenden zu können, in denen eine Verunreinigung des Ofenproduktes durch das abschmelzende Metall des Elektrodenmantels unerwünscht bzw. schädlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgaben werden erfindungsgerr.äß bei der kontinuierlichen und während des laufenden Betriebes »in loco« stattfindenden Herstellung der Kohlcelekiroden zwei verschiedene Zonen vorgesehen. In der ersten Zone erfolgt das Erweichen und Brennen der Elektrodenmasse, in der zweiten Zone wird der Ar-