專利名稱：生產(chǎn)細(xì)長條碳體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)生產(chǎn)細(xì)長條碳體的方法。確切地說，本發(fā)明涉及與使用電極的熔爐直接相連地進(jìn)行生產(chǎn)碳電極的方法，其中含有未烘焙的且由碳粒和碳質(zhì)粘合劑構(gòu)成的碳質(zhì)電極膏的金屬殼通過被下降穿過烘焙爐而被烘焙成堅硬的碳體。
上述方法可被用于連續(xù)生產(chǎn)其在烘焙爐中經(jīng)過烘焙后被切成適當(dāng)長度的細(xì)長條碳體，其可被用作熔爐襯體、用于制鋁等的電解容器中的陰極底塊，或者，該方法可被用于與使用電極的熔爐直接相連來生產(chǎn)連續(xù)的碳電極。在后一種情況下，烘焙爐如此設(shè)置在熔爐上方，即所生產(chǎn)出的電極伸入耗電極的熔爐中。所生產(chǎn)的細(xì)長條碳體可以具有任何適當(dāng)?shù)臋M截面。直接與熔爐相連地生產(chǎn)出的碳電極通常具有圓形橫截面。
在已知方法中，新的外殼段如上所述地被焊接到外殼頂面上。這是一項勞動強(qiáng)度極大的工作。另外，當(dāng)直接與消耗電極的熔爐相連來生產(chǎn)電極時，焊接工作是在灼熱且通?？諝饣鞚岬那闆r下進(jìn)行的。對于在烘焙完電極后要除去外殼的電極來說，外殼段之間的焊接意味著必須水平切割外殼以便除掉它。
在加熱時，電極膏粘性降低，電極膏由此變軟，當(dāng)進(jìn)一步被加熱到500℃-1300℃時，電極膏被烘焙成堅硬的碳體。在加熱的過程中，電極膏收縮并由此具有較小的體積。在其中使用了彼此間焊接的外殼段的已知方法中，電極膏將不會充分地向下流動來補(bǔ)償收縮，這是因為電極膏仍然粘附在外殼內(nèi)表面上。因而，烘焙出來的碳體可能有孔洞，這將在碳體被用作電極時增大電極斷裂的可能性。另外，當(dāng)粘附在外殼內(nèi)表面上的電極膏收縮時，外殼可能會局部變形。由于外殼在其于烘焙爐中被進(jìn)一步加熱時可能沿軸向膨脹，所以將進(jìn)一步增強(qiáng)上述變形，由此可能在電極膏中引起拉應(yīng)力。
從與煉鋼爐的傳統(tǒng)自烘焙電極有關(guān)的瑞典專利112236中，知道了一種使用填有未烘焙碳質(zhì)電極膏的外殼段的方法。根據(jù)該瑞典專利，每段外殼在將所述外殼段裝在電極條頂面上之前填充有電極膏。每段外殼的下部的直徑略小于外殼的其余部分。當(dāng)一段新的外殼被裝在電極條頂面上時，新外殼段的下部可伸縮地裝在位于新外殼段下面的外殼段中。為了將新外殼段與電極條連接起來，新外殼段下部與電極體上部之間的區(qū)域被加熱，在此區(qū)域內(nèi)的電極膏由此熔化或軟化，因而，在新外殼段下部中的電極膏與在電極條頂端的電極膏融合。隨后，新的外殼段被焊接到下面的外殼上。電極烘焙按照傳統(tǒng)的自烘焙電極的方式發(fā)生在電極的電源區(qū)內(nèi)。
但是，瑞典專利112236所述的填有電極膏的各固化段的連接方法沒有解決與上述根據(jù)挪威專利154860制造的電極有關(guān)的問題。因此，與挪威專利154860所述方法有關(guān)地使用瑞典專利的外殼段連接方法沒有解決電極膏在烘焙時的收縮問題或者由外殼在烘焙爐中進(jìn)行烘烤時產(chǎn)生的膨脹而帶來的問題。另外，在使用瑞典專利所述方法中，仍然需要水平切割外殼以便除掉在烘焙爐下方的外殼，因為根據(jù)瑞典專利所述，將新外殼段焊接到新外殼下面的殼體上是前提條件。
因此，本發(fā)明涉及一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)長條碳體且尤其是與耗電極的熔爐直接相連來生產(chǎn)出碳電極的方法，其中使含有未烘焙的且由固體碳粒和碳質(zhì)粘合劑構(gòu)成的電極膏的金屬殼連續(xù)或基本上連續(xù)地下降穿過一個被加熱到500℃-1200℃的烘焙爐，由此將未烘焙的電極膏烘焙成堅硬的碳體，其中通過在使外殼下降穿過烘焙爐時給外殼頂面連接上新外殼的方式來延長外殼，每段外殼的下部具有一個等于或小于每段外殼上部之內(nèi)徑的外徑，所述方法的特征在于，每段外殼被如此安裝在下面的外殼段上，即新外殼段的下部位于在新外殼段下面的外殼段上部的殼體內(nèi)，每段外殼的下殼段具有這樣的伸長量，即新外殼段在烘焙時可以相對于位于新外殼段下面的外殼段下滑這樣一段距離，即所述距離至少補(bǔ)償了外殼所含電極膏在用烘焙爐烘焙碳體時所發(fā)生的收縮。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，它使用了由一個上圓柱形部分和一個下圓柱形部分構(gòu)成的外殼部，其中下圓柱形部分的外徑等于或小于上圓柱形部分的內(nèi)徑。
外殼段上部的長度與其下部的長度的比例最好為1∶1-1000∶1并且優(yōu)選地為3∶1-12∶1。
根據(jù)另一個實施例，它使用了其中至少每段外殼的下部成如此錐形的外殼段，即外殼段的錐形部分的外徑小于外殼頂面的直徑。
根據(jù)本發(fā)明的方法，每段外殼不是被牢固地連接到下面的外殼段上，而只是松動地位于下面的外殼段的頂面上。當(dāng)位于上段下方的殼段內(nèi)的電極膏在烘焙過程中收縮時，上殼段的重量將造成外殼段自由地向下滑入位于下面的外殼段殼體內(nèi)。因此，電極膏的收縮沒有造成外殼的局部變形。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在用烘焙爐烘焙完電極后對外殼段的去除明顯被簡化了，這是因為人們只需要垂直切割外殼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，給每個外殼段填充未烘焙的電極膏，使得從電極膏填充水平面到每段外殼頂面之間的距離小于外殼段下部的長度。可以在安裝外殼段之前或之后給所述外殼段填充未烘焙的電極膏。這樣一來，外殼段的下部將在安裝時壓靠在位于下面的外殼段中的未烘焙電極膏上。
附圖簡述

圖1表示本發(fā)明方法所用外殼段的垂直截面圖。
圖2表示將上外殼段裝上時穿過烘焙爐的電極條的垂直截面圖。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明方法所用的外殼段第二實施例的垂直截面圖。
發(fā)明詳述在圖1中畫出了一段外殼1，它由上部2和下部3構(gòu)成。外殼段的下部3具有比外殼段上部2略小的直徑。下部3的外徑等于或略小于上部2的內(nèi)徑。當(dāng)安裝一段新外殼1時，一段具有圖1所示形狀的外殼被可伸縮地放入下面的殼段中。最好給外殼段1填充未烘焙的電極膏至圖1中標(biāo)號4所示的位置，結(jié)果從水平面4到外殼段頂面5之間的距離小于外殼段下部3的長度。或者，在位于下面的外殼段中可伸縮地安裝上外殼段后，給外殼段填充上未烘焙的電極膏至水平面4。
在圖2中，示意地畫出了一個烘焙爐6，它可以通過適當(dāng)?shù)募訜嵫b置如電阻加熱器、感應(yīng)加熱器、燃?xì)鉅t、燃油爐等被加熱。使一由多個可伸縮設(shè)置的具有圖1所示形狀且填充有未烘焙電極膏的外殼段1構(gòu)成的電極外殼被連續(xù)地或基本連續(xù)地下降穿過烘焙爐6。在烘焙爐中，未烘焙的電極膏通過在烘焙爐中保持500℃-1300℃的溫度而被烘焙成堅硬的碳體。
在圖1中，用標(biāo)號7表示未烘焙的電極膏與烘焙的碳體之間的界限。
當(dāng)安裝一段新的外殼時，新殼段的下部3被安放在下面的外殼內(nèi)。新外殼段的底邊因此將壓靠在位于下面的殼段中的電極膏上。當(dāng)使含未烘焙電極膏的外殼段下降穿過烘焙爐時，電極膏將被加熱并開始軟化并且在烘焙電極膏的過程中會收縮。由于填充有電極膏的且在烘焙爐上方的外殼的重量，在烘焙爐中的軟電極膏將被擠壓并且外殼段將相對于下面的外殼向下滑動。當(dāng)兩段外殼之間的連接部已進(jìn)入烘焙爐時，將密封這兩段外殼之間的伸縮式連接部。
根據(jù)本發(fā)明的方法，外殼段沒有通過焊接或通過其它剛性連接方式被連接在一起，而是自由地壓在位于下外殼段內(nèi)的電極膏上。
由于填充有電極膏的每段外殼壓在位于下面外殼段內(nèi)的電極膏上，所以未烘焙的電極膏將總是處于壓力下，由此電極膏在膏劑軟化時將充滿任何孔洞，并且由于外殼段可以彼此相對自由移動，所以自動補(bǔ)償了電極膏體積的減小。另外，外殼的熱膨脹將不會轉(zhuǎn)移到其它外殼段，因為通過伸縮式連接部抵消了這樣的膨脹。因此，一段外殼的膨脹將不會給位于其上面或其下面的殼段產(chǎn)生任何作用力。
由于可以在安裝外殼段之前給殼段填充未烘焙的電極膏，在烘焙爐烘焙時在電極膏中放出的氣體不能透過電極體頂面逸出，這是因為電極體的頂面總是含有冷電極膏。
即使參照其中外殼段下部具有小于外殼頂面的直徑的實施例而描述了本發(fā)明的方法，但是將上部朝下地安裝外殼段也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在這種情況下，人們將在外殼段之間具有伸縮式連接部，其中如此安裝具有最大直徑的外殼段部分，即使最大的直徑位于下外殼的外面。
在圖3中，畫出了可以結(jié)合本發(fā)明方法而使用的外殼段的另一個實施例。在圖3中對應(yīng)于圖1所示部分的部分具有相同的標(biāo)記。圖3所示的外殼段具有一個上圓柱形部分2和一個下錐形部分8，其中下錐形部分8的外徑小于上圓柱形部分2的內(nèi)徑。當(dāng)安裝一段新的外殼時，如此安放外殼段，即使錐形下部8被插入下面的殼段內(nèi)。
本發(fā)明所用的外殼可以是帶孔的，以便允許在烘焙時散發(fā)出的氣體流入烘焙爐。
由于根據(jù)本發(fā)明方法的外殼段沒有通過焊接等方式被牢固地連接在一起，所以很容易在烘焙完電極后去掉外殼，只需要進(jìn)行垂直切割就行了。
本發(fā)明的方法在明顯改善了工作人員的工作環(huán)境的同時極大簡化了安裝新外殼段所需的工作。另外，實現(xiàn)了所生產(chǎn)碳體的質(zhì)量的提高，這是因為有效消除了孔洞存在于烘焙碳體中的可能性。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)長條碳體且尤其是與耗電極的熔爐直接相連地生產(chǎn)出碳電極的方法，其中使含有未烘焙的且由固體碳粒和碳質(zhì)粘合劑構(gòu)成的電極膏的金屬殼連續(xù)或基本上連續(xù)地下降穿過一個被加熱到500℃-1200℃的烘焙爐，由此將未烘焙的電極膏烘焙成堅硬的碳體，其中通過在使外殼下降穿過烘焙爐時給外殼頂部連接上新外殼的方式來延長外殼，每段外殼的下部具有一個等于或小于每段外殼上部之內(nèi)徑的外徑，其特征在于，每段外殼被如此安裝在下面的外殼段上，即新外殼段的下部位于在新外殼段下面的外殼段的上部殼體內(nèi)，每段外殼的下殼段具有這樣的伸長量，即新外殼段在烘焙時可以相對于位于新外殼段下面的外殼段自由下滑這樣一段距離，即所述距離至少補(bǔ)償了外殼所含電極膏在用烘焙爐烘焙碳體時所發(fā)生的收縮。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，給安裝前的每個外殼段填充未烘焙的電極膏，使得從電極膏填充水平面到每段外殼頂面之間的距離小于外殼段下部的長度，外殼段下部由此在安裝時將壓靠在位于其下面的外殼段中的未烘焙電極膏上。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，給安裝后的每段外殼填充未烘焙電極膏，使得從電極膏填充水平面到每段外殼頂面之間的距離小于外殼段下部的長度，外殼段下部由此在安裝時將壓靠在位于其下面的外殼段中的未烘焙電極膏上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它使用了由一個上圓柱形部分和一個下圓柱形部分構(gòu)成的外殼部，其中下圓柱形部分的外徑等于或小于上圓柱形部分的內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它使用了其中至少每段外殼的下部成如此錐形的外殼段，即外殼段的錐形部分的外徑小于外殼頂部的直徑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，外殼段上部的長度與其下部的長度的比例為1∶1-1000∶1。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，外殼段上部的長度與其下部的長度之間的比例為3∶1-12∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)長條碳體且尤其是與耗電極的熔爐直接相連地生產(chǎn)碳電極的方法,其中使含有未烘焙的且由固體碳粒和碳質(zhì)粘合劑構(gòu)成的電極膏的金屬殼連續(xù)或基本上連續(xù)地下降穿過一個被加熱到500℃－1200℃的烘焙爐,由此將未烘焙的電極膏烘焙成堅硬的碳體,其中通過在使外殼下降穿過烘焙爐時給外殼頂部連接上新外殼的方式來延長外殼,每段外殼的下部具有一個等于或小于每段外殼上部之內(nèi)徑的外徑,其中每段外殼被如此安裝在下面的外殼段上,即新外殼段的下部位于在新外殼段下面的外殼段上部的殼體內(nèi),每段外殼的下殼段具有這樣的伸長量,即新外殼段在烘焙時可以相對位于新外殼段下面的外殼段自由下滑這樣一段距離,即所述距離至少補(bǔ)償了外殼所含電極膏在用烘焙爐烘焙碳體時所發(fā)生的收縮。
文檔編號H05B7/00GK1332949SQ99805442
公開日2002年1月23日 申請日期1999年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者A·瓦特蘭德, O·T·維格 申請人:埃以凱姆公司