NL8602085A - Bakoven voor elektrodes. - Google Patents

Description

NO 34011 1 Do/JSfe. * Γ ·#**

Bakoven voor elektrodes.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een bakoven voor het continu produceren van langwerpige koolstoflichamen met een uniforme 5 dwarsdoorsnede, waarbij deze bakoven continu of nagenoeg continu ten opzichte van een behuizing die ongebakken koolstofhoudende elektrodepasta bevat wordt bewogen met een snelheid die met een vooraf ingestelde bak-snelheid voor het koolstoflichaam overeenkomt.

Langwerpige koolstoflichamen met een hoofdzakelijk uniforme dwars-10 doorsnede zijn bijvoorbeeld koolstofelektrodes voor gebruik in een elektrische smeltoven, bekledingsblokken en anode- en cathode-elementen in elektrolytische cellen voor het produceren van aluminium. De langwerpige . koolstoflichamen kunnen een willekeurige dwarsdoorsnede hebben zoals bijvoorbeeld cirkelvormig, rechthoekig of andere vormen.

15 Er is een werkwijze voor het produceren van langwerpige koolstof lichamen bekend waarin ongebakken koolstofhoudende elektrodepasta die een koolstofmateriaal en een koolstofhoudend bindmiddel bevat continu tot een vast koolstoflichaam wordt gebakken, door de ongebakken elektrodepasta In een behuizing met een dwarsdoorsnede overeenkomend met de 20 dwarsdoorsnede van het te produceren koolstoflichaam te laden, waarbij de behuizing continu of nagenoeg continu door een bakoven naar beneden wordt bewogen, en aan de bakoven warmte-energie wordt toegevoerd. Het is verder bekend om een geperforeerde behuizing te gebruiken waardoor gassen die zich door verwarming in de elektrodepasta ontwikkelen vanaf de 25 elektrode in de bakoven stromen waar ze worden verbrand.

Ér is geconstateerd dat gassen die zich tijdens het verwarmen van de elektrodepasta ontwikkelen en door de perforaties in de behuizing in de bakoven stromen, de neiging hebben om in het bovenste gedeelte van de bakoven te condenseren daar waar de koude elektrodebehuizing die koude 30 elektrodepasta bevat de bakoven binnengaat. Dit condensaat, dat bestaat uit een groot aantal verschillende koolwaterstofdelen, zal eventueel in het bovenste gedeelte van de bakoven verkolen waardoor langzaam een harde laag van verkoold materiaal wordt opgebouwd, die na enige tijd de ringvormige ruimte tussen de bakoven en de elektrodebehuizing volledig 35 opvult. Dit heeft tot gevolg dat, nadat de oven enige weken in gebruik is, het niet meer mogelijk zal zijn om de behuizing en daardoor de elektrode ten opzichte van de bakoven te bewegen. De groei van deze laag van hard verkoold materiaal in het bovenste gedeelte van de bakoven moet daardoor meer of minder continu worden bewaakt en op een gegeven moment 40 moet het bakproces worden gestopt en moet de bakoven gedemonteerd worden 3602085

Τ’- "S

2 om de laag van verkoold materiaal te verwijderen. Tijdens het verwijderen van de laag van verkoold materiaal, koelt de bakzone in het kool-stoflichaam af, waardoor een inhomogeniteit in het langwerpige koolstof-lichaam wordt veroorzaakt.

5 Wanneer de bakoven rechtstreeks in verbinding met een elektrische smeltoven werkt, voor het produceren van een koolstofelektrode die direct in de smeltoven wordt gebruikt, moet de werking van de smeltoven gedurende het verwijderen van de laag van verkoold materiaal in de bakoven worden stilgelegd. Dit heeft produktieverlies van de smeltoven tot 10 gevolg en bovendien bestaat er een groot risico dat de elektrode breekt wanneer het gedeelte van de elektrode dat de bovengenoemde inhomogeniteit bevat de smeltoven binnengaat.

Een doelstelling van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een bakoven die het opbouwen van een harde, verkoolde laag in het 15 bovenste gedeelte van de bakoven voorkomt.

Een verdere doelstelling van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een efficiënte gasafdichting tussen de elektrodebehuizing en het bovenste gedeelte van de bakoven om het lekken van gas vanuit de bakoven naar de omgeving te verhinderen.

20 Overeenkomstig de onderhavige uitvinding wordt dit bereikt doordat de bakoven een buitenste stalen mantel en een op het inwendige van de mantel aangebrachte vuurvaste bekleding omvat, waarbij deze vuurvaste bekleding een verbrandingskamer begrenst, en een tussen het bovenste gedeelte van de vuurvaste bekleding en de behuizing aangebrachte afkoe-25 lingskamer, gasafdichtingsmiddelen aangebracht boven de afkoelingskamer en een onder de vuurvaste bekleding aangebracht uitlaatgaskanaal omvat.

Volgens de onderhavige uitvinding omvat de bakoven een van staal vervaardigde buitenste mantel en een op het inwendige van de mantel aangebrachte vuurvaste bekleding welke een verbrandingskamer begrenst rond 30 het koolstoflichaam dat wordt geproduceerd. Tussen het bovenste gedeelte van de vuurvaste bekleding en het koolstoflichaam dat wordt geproduceerd is een afkoelingskamer aangebracht, waarbij het onderste gedeelte van de afkoelingskamer tot in de verbrandingskamer uitsteekt en waarbij het bovenste gedeelte van de afkoelingskamer boven de vuurvaste bekleding van 35 de verbrandingskamer uitsteekt. In het onderste gedeelte van de verbrandingskamer is een kanaal aangebracht waardoor de uitlaatgassen uit de verbrandingskamer kunnen ontwijken.

De afkoelingskamer heeft bij voorkeur inwendige kanalen voor het laten circuleren van een koelmedium. Boven de afkoelingskamer is een ge-40 leidingsring voor het geleiden van het koolstoflichaam door de bakoven 3602085 3 aangebracht en een gasafdichting om het lekken van gas uit de verbran-dingskamer te verhinderen. De gasafdichting omvat bij voorkeur een flexibele pakking, aangebracht tussen verticaal aangebrachte onderste kragen welke aan een plaat aan de bovenzijde van de afkoelingskamer zijn 5 vastgemaakt en verticaal aangebrachte bovenste kragen die aan een andere plaat zijn vastgemaakt daar waar de afstand tussen de bovenste en onderste kragen, en daardoor de vastzetting van de pakking tegen het kool-stoflichaam, door middel van meerdere bouten kan worden ingesteld.

Verdere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen dui-10 delijk worden uit de conclusies.

De bakoven volgens de onderhavige uitvinding zal nu verder worden beschreven in saoenhang met de tekeningen die een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding tonen.

Fig. 1 toont een verticale doorsnede door een bakoven volgens de 15 onderhavige uitvinding; en

Fig. 2 toont een vergroot aanzicht van een gedeelte van fig. 1.

In fig. 1 wordt een bakoven 1 voor het produceren van langwerpige koolstoflichamen 2 getoond. De bakoven is rond een behuizing 3 voor het koolstoflichaam 2 aangebracht. De behuizing 3 heeft een dwarsdoorsnede 20 die overeenkomt met de dwarsdoorsnede van het koolstoflichaam.

Ongebakken koolstofhoudende elektrodepasta 4 die bestaat uit een koolstofmateriaal en een koolstofhoudend bindmiddel wordt in de behuizing 3 geladen. Door het verwannen van de elektrodepasta 4 in de bakoven 1, wordt de elektrodepasta tot een vast koolstoflichaam 2 gebakken. De 25 behuizing 3 is bij voorkeur geperforeerd (niet getoond) om het mogelijk te maken dat gassen die zich tijdens het verwarmen van de elektrodepasta ontwikkelen door de perforaties in de bakoven kunnen stromen.

De bakoven 1 omvat een buitenste mantel 5 en een vuurvaste bekleding 6 die een verbrandingskamer 7 begrenst. De verbrandingskamer 7 30 wordt door middel van tenminste één brander 8 voor vaste, vloeibare of gasvormige brandstof tot de benodigde baktemperatuur verwarmd. De brander of branders 8 zijn bij voorkeur tangentieel ten opzichte van de verbrandingskamer 7 aangebracht. De brander 8 heeft toevoerpijpen 9 en 10 voor brandstof en verbrandingslucht. Onder de vuurvaste bekleding 6 is 35 een kanaal 11 aangebracht voor uitlaatgassen van de bakoven 1. Het uitlaatgas wordt door het kanaal 11 via een uitlaatgaspijp 12 weggezogen.

In de uitlaatgaspijp 12 is een klep 13 voor het sturen van de hoeveelheid uitlaatgas uit de bakoven aangebracht. j i

Het kanaal 11 heeft een middenopening met een iets grotere diameter J

40 dan de diameter van het gebakken koolstoflichaam 2. Tussen het kanaal 11 j 8602085 j [ 4 en de behuizing 3 voor het koolstoflichaam 2 zal er daarom een sleuf 14 zijn. Wanneer de bakoven 1 in werking is, wordt door de sleuf 14 omgevingslucht aangezogen en deze verschaft daardoor een afdichting zodat gassen uit de verbrandingskamer 8 niet door de sleuf 14 zullen ontsnap-5 pen.

In het bovenste gedeelte 15 van de vuurvaste bekleding 6 van de bakoven 1 is een opening verschaft voor de behuizing 3. Deze opening heeft een iets grotere dwarsdoorsnede dan de dwarsdoorsnede van de behuizing 3. In de ringvormige sleuf tussen het bovenste gedeelte 15 van 10 de vuurvaste bekleding 6 en de behuizing 3 is een afkoelingskamer 16 voor het laten circuleren van een koelmedium aangebracht. De afkoelingskamer 16 heeft een toevoerpijp 17 en een afvoerpijp 18 voor het koelmedium, dat bij voorkeur water is. De afkoelingskamer 16 kan in secties zijn verdeeld en elke sectie kan van inwendige wanden zijn voorzien 15 (niet getoond) om een goede stroming van koelmedium door de afkoelingskamer 16 te garanderen.

De afkoelingskamer 16 is op een zodanige wijze aangebracht dat zijn onderste einde op ongeveer hetzelfde niveau als het onderste einde van het bovenste gedeelte 15 van de vuurvaste bekleding 6 is, zoals getoond 20 in fig. 1. De afkoelingskamer 16 steekt in hoogterichting tot een niveau tenminste boven het bovenste einde van het bovenste gedeelte 15 van de vuurvaste bekleding uit.

De afkoelingskamer 16 is via een ringvormige plaat 20 aan de buitenste mantel 5 vastgemaakt, welke plaat 20 door middel van bouten 21 25 aan de mantel 5 is bevestigd.

Wanneer de bakoven 1 voor het bakken van een koolstofelektrode in rechtstreekse verbinding met een elektrische smeltoven wordt toegepast, wordt bij voorkeur elektrische isolatie 25 tussen de mantel 5 van de bakoven 1 en de ringvormige plaat 20 aangebracht.

30 Boven de afkoelingskamer 16 is een geleidingsring 22 van staafijzer of dergelijke bevestigd. Het doel van de geleidingsring 22 is het geleiden van de behuizing ten opzichte van de bakoven. In het gebied boven de geleidingsring 22 zijn gasafdichtingsmiddelen 23 aangebracht voor het verhinderen van het lekken van gas tussen de behuizing 3 en de bakoven 35 1.

De gasafdichtingsmiddelen 23 zijn op vergrote schaal in fig. 2 getoond. De gasafdichtingsmiddelen 23 omvatten een onderste ringvormige plaat 24 die aan de afkoelingskamer 16 is bevestigd. Aan de plaat 24 zijn twee cirkelvormige verticaal lopende kragen 26 en 27 vastgemaakt. 40 Tussen de kragen 26 en 27 is een flexibele pakking 28 verschaft, gemaakt 5502085 5 van een materiaal met een hoog smeltpunt. Het bovenste einde van de pakking 28 is tussen ringvormige verticale kragen 29 en SO aangebracht die met een tweede ringvormige plaat 31 zijn verbonden. De tweede ringvormige plaat 31 is door middel van meerdere schroefbouten 32, voorzien van 5 knoppen 33, aan de kraag 26 vastgemaakt. Door het instellen van de afstand tussen de eerste plaat 24 en de tweede plaat 31, via het bedienen van de knoppen 33, wordt de flexibele pakking 28 strakker of losser gemaakt. De pakking 28 kan locaal rond de omtrek van de behuizing 3 door middel van de knoppen 33 worden ingesteld.

10 In werking wordt de bakoven 1 continu of nagenoeg continu ten op zichte van de behuizing 3 bewogen, met een snelheid die met een vooraf ingestelde baksnelheid voor het koolstoflichaam 2 overeenkomt. Wanneer de behuizing 3 met de ongebakken elektrodepasta 4 de bakoven 1 binnengaat, wordt de elektrodepasta verwarmd waardoor de elektrodepasta vloei-15 baar wordt waarna de pasta tot een vast koolstoflichaam wordt gebakken.

Tijdens het bakken ontwikkelen zich in de elektrodepasta koolstof-houdende gassen. Deze gassen stromen door de perforaties in de behuizing 3 in de bakoven 1 en de meeste van deze gassen worden direct verbrand door de verbrandingslucht die aan de bakoven wordt toegevoerd.

20 Een deel van de gassen zal echter op het koeloppervlak 19 aan het onderste verticale gedeelte van de afkoelingskamer 16 condenseren daar waar de temperatuur door het in de afkoelingskamer circulerende koelmedium beneden 400°C wordt gehouden. Wanneer de temperatuur in de bakkamer in het interval tussen 700 en 1300°C ligt, zal het gedeelte van de gas-25 sen dat in contact met het koeloppervlak 19 komt condenseren. De temperatuur in het gebied van de koelkamer 16 is echter zo laag dat de gecondenseerde gassen niet zullen verkolen. De gecondenseerde gassen zullen daardoor in de verbrandingskamer druppelen waar zij onmiddellijk worden verbrand, De afkoelingskamer verschaft verder dat de gassen in de ring-30 vormige ruimte tussen de behuizing 3 en de afkoelingskamer op een lagere temperatuur worden gehouden. De pakking 28 wordt daardoor beschermd tegen blootstelling aan hoge temperaturen. De levensduur van de pakking 28 wordt daardoor verlengd.

Door de onderhavige uitvinding wordt een bakoven verschaft die ge-35 durende zeer lange periode kan werken zonder werkingsproblemen als gevolg van het opbouwen van lagen van verkoold materiaal. Voorts wordt een zeer goede gasafdichting tussen het koolstoflichaam en de bakoven verkregen, waardoor de kans op lekkage van gevaarlijke gassen vanuit de bakoven naar de omgeving wordt geminimaliseerd.

40 860 2Q8 5

Claims (8)

1. Bakoven voor het continu produceren van langwerpige koolstof-lichamen met een uniforme dwarsdoorsnede, waarbij deze bakoven continu 5 of nagenoeg continu ten opzichte van een behuizing die ongebakken kool-stofhoudende elektrodepasta bevat wordt bewogen met een snelheid die met een vooraf ingestelde baksnelheid voor het koolstoflichaam overeenkomt, met het kenmerk, dat de bakoven (1) een buitenste stalen mantel (5) en een op het inwendige van de mantel (5) aangebrachte vuurvaste bekleding 10 (6) omvat waarbij deze vuurvaste bekleding (6) een verbrandingskamer (7) begrenst, en een tussen het bovenste gedeelte (15) van de vuurvaste bekleding (6) en de behuizing (3) aangebrachte afkoelingskamer (16), gasafdichting smiddelen (23) aangebracht boven de afkoelingskamer (16) en een onder de vuurvaste bekleding (6) aangebracht uitlaatgaskanaal (11) 15 omvat.

2. Bakoven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het onderste einde (19) van de afkoelingskamer (16) hoofdzakelijk op hetzelfde verticale niveau als het onderste einde van het bovenste gedeelte (15) van de vuurvaste bekleding (6) is geplaatst.

3. Bakoven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een gelei- dingsring (22) voor het geleiden van de behuizing (3) boven de afkoelingskamer (16) is aangebracht.

4. Bakoven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gasafdich-tingsmiddelen (23) een flexibele pakking (28) omvatten die tussen aan 25 een plaat (24) bevestigde, verticale onderste kragen (26, 27) en aan een plaat (31) bevestigde, verticale bovenste kragen (29, 30) is aangebracht waarbij de afstand tussen de onderste kragen (26, 27) en de bovenste kragen (29, 30) kan worden ingesteld.

5. Bakoven volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de afstand 30 tussen de onderste kragen (26, 27) en de bovenste kragen (29, 30) door middel van meerdere bouten (32) kan worden ingesteld.

6. Bakoven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bakoven tenminste één brander (8) voor vaste, vloeibare of gasvormige brandstof heeft.

7. Bakoven volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de brander (8) tangentieel ten opzichte van de verbrandingskamer (7) is aangebracht.

8. Bakoven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bakoven (1) met tenminste één pijp (10) voor het toevoeren van verbrandingslucht aan de verbrandingskamer (7) is uitgerust. 40 16 0 2 0 8 5