DD149839A1 - ELECTRODE MASS FOR SELF-BURNING ELECTRODES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Elektrodenmassen fuer selbstbrennende, kontinuierliche Elektroden,die erst in dem Elektroofen, in dem sie Verwendung finden, durch eine kombinierte Einwirkung von Waermeenergie aus dem jeweiligen Prozesz und Joulscher Waerme gebrannt werden. Ziel ist es, die bestehende Disproportion zwischen der Geschwindigkeit des Abbrandes und der Neubildung der Elektroden aus der Elektrodenmasse zu beseitigen oder solche nicht erst auftreten zu lassen. Ihr Einsatz ist moeglich in Anlagen zur Durchfuehrung elektrothermischer oder elektrochemischer Hochtemperaturprozesse,z.B.Produktion von Calciumcarbid,Phopsor,Ferrolegierungen oder Aluminium.Insbesondere fuer Elektro-Reduktionsoefen in geschlossener Bauart geeignet.Erfindungsgem.wird das Ziel erreicht durch eine Elektrodenmasse,bei der die bisher generell verwendeten aus natuerlichen Rohstoffen hergestellten Kohlenstofftraeger,wie Anthrazit oder Steinkohlenkoks,ganz oder teilweise durch synthetisch hergestellte feste Kohlenstofftraeger im Korngroeszenbereich von 0 bis 60 mm u.einem elektrischen Widerstand von weniger als 150 Ohm my m ersetzt werden.The invention relates to electrode materials for self-firing, continuous electrodes, which are fired only in the electric furnace in which they are used by a combined action of heat energy from the respective process and Joulscher Waerme. The aim is to eliminate the existing disproportion between the rate of burnup and the new formation of the electrodes from the electrode mass or not to let such occur. Their use is possible in plants for carrying out electrothermal or electrochemical high temperature processes, eg production of calcium carbide, phosphors, ferroalloys or aluminum. Especially suitable for closed-type electro-reduction furnaces. According to the invention, the aim is achieved by an electrode composition in which the hitherto generally used Carbon carriers produced from natural raw materials, such as anthracite or coal coke, are wholly or partly replaced by synthetically produced solid carbon carriers in the grain size range of 0 to 60 mm and an electrical resistance of less than 150 ohms of my.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Elektrodenmasse für selbstbrennende ElektrodenElectrode mass for self-burning electrodes

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenmasse für selbst-"brennende, kontinuierliche Elektroden, die erst in dem Elektroofen, in dem sie Verwendung finden, durch eine kombinierte Einwirkung von Wärmeenergie aus dem jeweiligen Prozeß und Joulscher Wärme gebrannt werden. Ihr Einsatz ist möglich in Anlagen zur Durchführung elektrothermischer oder elektrochemischer Hochtemperaturprozesse, z. B. zur Produktion von Calciumcarbid, Phosphor, Ferrolegierungen oder Aluminium. Ihre Anwendung istThe invention relates to an electrode mass for self-burning, continuous electrodes which are first fired in the electric furnace in which they are used by a combined action of heat energy from the respective process and Joule heat Electro-thermal or electrochemical high temperature processes, eg for the production of calcium carbide, phosphorus, ferroalloys or aluminum

insbesondere für solche Anlagen vorteilhaft, bei denen z. B. durch die technisch-konstruktive Gestaltung bedingte Probleme hinsichtlich des Brennprozesses der Elektroden bestehen, wie bei Elektro-Reduktionsöfen in geschlossener Bauweise.especially advantageous for such systems in which z. B. caused by the technical-constructive problems related to the burning process of the electrodes, as in electric reduction ovens in a closed design.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Für den Einsatz in Elektroofen werden zwei unterschiedliche Arten von Elektroden verwendet, einmal gebrannte Stückelektroden und zum anderen selbstbrennende, kontinuierliche Elektroden.· Dabei sind bei den gebrannten ßtückelektroden lediglich deren Eigenschaften im Einsatzzustand von Bedeutung. Im Gegensatz dazu sind bei selbstbrennenden Elektroden nicht nur die Eigenschaften der fertig gebrannten Elektrode, sondern auch jene Eigenschaften der Elektrodenmasse wichtig, die den Prozeß der Elektrodenbildung, d. h. den Brennprozeß beeinflussen.For use in electric furnaces two different types of electrodes are used, once fired piece electrodes and on the other hand self-firing, continuous electrodes. In the case of the fired exit electrodes, only their properties in the condition of use are of importance. In contrast, in self-baking electrodes, not only the properties of the final fired electrode but also those properties of the electrode mass that facilitate the process of electrode formation, i. H. affect the burning process.

Während die Anforderungen an die Eigenschaften der gebrannten Elektrode, so wie sie im Elektroofen wirksam wird, bei den fertig gebrannten Stückelektroden und bei den selbstbrennenden, kontinuierlichen Elektroden praktisch gleich sind, bestehen hinsichtlich der Eigenschaften der ungebrannten, sogenannten grünen, Elektrodenmasse sehr unterschiedliche Anforderungen. Zur Herstellung von gebrannten Kohleelektroden wird die Elektrodenmasse vermittels höheren Druckes, z. B.. durch Pressen oder mittels kräftigen Stampfens in die jeweilige Form gebracht und sie muß daher eine solche Konsistenz haben, die eine Preß- und Stampffähigkeit gewährleistet.While the requirements for the properties of the fired electrode, as it is effective in the electric furnace, in the finished fired piece electrodes and the self-baking, continuous electrodes are practically the same, there are very different requirements with respect to the properties of the unfired, so-called green, electrode mass. For the production of fired carbon electrodes, the electrode composition by means of higher pressure, for. B .. brought by pressing or by vigorous stamping in the respective form and they must therefore have such a consistency that ensures a pressing and stamping ability.

Demgegenüber besteht das Grundprinzip von selbstbrennenden, kontinuierlichen Elektroden darin, daß eine vorge-In contrast, the basic principle of self-firing, continuous electrodes is that a predetermined

gebene Form, ζ. B. ein Mantel aus Stahlblech mit entsprechenden Versteifungen, von einer Elektrodenmasse mit genügend niedriger Viskosität bei erhöhter Temperatur allein durch den Druck der in der Elektrodensäule von z· B. 10 m Höhe befindlichen Massensäule ohne jede zusätzliche Druckeinwirkung, z. B. Stampfen, weitgehend lückenlos ausgefüllt wird und das Brennen der geformten Elektrodenmasse durch eine kombinierte Einwirkung von Wärmeenergie aus dem Elektroofen sowie Joulscher Wärme erfolgt. Im Gegensatz zu Elektrodenmassen für gebrannte Stückeleksroden müssen dieselben für die Herstellung von selbstbrennenden Elektroden bei erhöhten Temperaturen eine ausreichend niedrige Viskosität aufweisen, damit der für die Formbildung der Elektrode "notwendige Fließvorgang allein unter der Einwirkung der jeweiligen Massensäule stattfinden kann und sie müssen solche Eigenschaften aufweisen, die den Ablauf des Brennprozesses im System des Elektroofens mit der notwendigen Geschwindigkeit ermöglichen. Infolge dieser wesentlichen Unterschiede bei den erforderlichen Gebrauchseigenschaften der Elektrodenmassen kann man Rezepturen oder Herstellverfahren von Elektrodenmassen für gebrannte Stückelektroden grundsätzlich nicht für die Herstellung von Elektrodenmassen für selbstbrennende, kontinuierliche Elektroden verwenden und umgekehrt. Das gleiche gilt auch für solche Maßnahmen, mit denen die Eigenschaften der fertig gebrannten Elektrode, z. B. deren spezifischer elektrischer Widerstand, beeinflußt werden soll«given form, ζ. Example, a jacket made of steel sheet with appropriate stiffening, of an electrode mass with sufficiently low viscosity at elevated temperature solely by the pressure of the in the electrode column of z. B. 10 m height mass column without any additional pressure, z. As stamping, is completed largely completely and the burning of the shaped electrode mass by a combined action of heat energy from the electric furnace and Joule heat takes place. In contrast to electrode masses for fired piece electrolytic electrodes, they must have a sufficiently low viscosity for the production of self-baking electrodes at elevated temperatures so that the flow necessary for the formation of the electrode can take place solely under the action of the respective mass column and they must have such properties. As a result of these essential differences in the required performance properties of the electrode masses, recipes or production methods of electrode masses for fired piece electrodes can basically not be used for the production of electrode masses for self-firing, continuous electrodes and vice versa The same applies to such measures with which the properties of the finished fired electrode, eg its specific electrical Resistance to be influenced «

Demzufolge sind also auch alle Vorschläge für Rezepturen oder Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmasse für gebrannte Stückelektroden oder zur Erzielung bestimmter Eigenschaften der Stückelektroden nicht relevant zu Vorschlägen, die Elektrodenmassen für selbstbrennende Elektroden betreffen. Daher kann sich die DarlegungAccordingly, therefore, all proposals for formulations or processes for the production of electrode material for fired piece electrodes or to achieve certain properties of the piece electrodes are not relevant to proposals that concern electrode masses for self-burning electrodes. Therefore, the statement may

der bekannten technischen Lösunigen auf die Elektrodenmassen für selbstbrennende Elektroden beschränken.limit the known technical Lösunigen on the electrode masses for self-burning electrodes.

Alle bisher bekannt gewordenen Elektrodenmassen für eelbstbrennende Elektroden beruhen auf den Grundpatenten DRP 317 690, DRP 324 741 und DRP 443 907. An den darin angegebenen Zusammensetzungen derartiger Elektrodenmassen sowie den Verfahren zu ihrer Herstellung hat sich bis heute nichts wesentliches geändert.All previously known electrode materials for self-heating electrodes are based on the basic patents DRP 317 690, DRP 324 741 and DRP 443 907. The essential features of the compositions of such electrode compositions and the processes for their preparation have not changed to this day.

So bestanden und bestehen Elektrodenmassen für selbstbrennende Elektroden, -in der Regel aus ca. 3 bis 4 Teilen kalziniertem Anthrazit des Korngrößenbereiches 6 bis 18 mm, ca. 2 bis 4 Teilen getrocknetem, feinkörnigem Koks des Korngrößenbereiches 0 bis 6 mm, der aus einem Gemisch von Koksstaub und Koksgrus zusammengesetzt ist und ca. 2 bis 3 Teilen Bindemittel in Form von Pech und Teer.(Vgl/ Dürrer/Volfcert, Metallurgie der Ferrolegierungen, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1972, S. 259 f.)So consisted and consist electrode masses for self-burning electrodes, usually from about 3 to 4 parts of calcined anthracite grain size range 6 to 18 mm, about 2 to 4 parts of dried, fine-grained coke grain size range 0 to 6 mm, consisting of a mixture of coke dust and coke breeze and about 2 to 3 parts binder in the form of pitch and tar. (Cf. Dürrer / Volfcert, Metallurgie der FerroGierungen, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1972, p. 259 f.)

Die Vorteile einer solchen während des Erhitzens plastisch werdenden Elektrodenmasse liegen in der Herstellung einer guten Verbindung zwischen der frisch eingetragenen Masse und älterer, bereits in der Elektrodensäule befindlicher Masse sowie gebrannten Teilen der Elektrode und in der vollständigen Ausfüllung des Elektrodenmantels trotz vorhandener Rippen und Versteifungen. Die Eigenschaften solcher Elektrodenmassen für den Elektrodenbildungsprozeß sind im allgemeinen ausreichend und die daraus im Elektroofen gebrannten fertigen Elektroden besitzen annähernd gleiche Gebrauchseigenschaften, wie die gebrannten Stückelektroden. Die aus solchen Elektrodenmassen hergestellten kontinuierlichen Elektroden haben sich beim Einsatz in Elektroofen, z. B. Carbidöfen seit Jahrzehnten bewährt.The advantages of such an electrode mass which becomes plastic during heating lie in the production of a good bond between the freshly introduced mass and older mass already present in the electrode column and fired parts of the electrode and in the complete filling of the electrode jacket despite existing ribs and stiffeners. The properties of such electrode materials for the electrode formation process are generally sufficient and the finished electrodes fired therefrom in the electric furnace have approximately the same performance characteristics as the fired piece electrodes. The continuous electrodes produced from such electrode compositions have, when used in electric furnaces, for. B. Carbidöfen proven for decades.

Dabei muß jedoch für den einwandfreien Ablauf des Brennprozesses in der Elektrodensäule eine entscheidende Voraussetzung erfüllt sein, nämlich der Wärmebedarf für den Elektrodenbrennprozeß muß durch eine ausreichende Wärmezufuhr aus dem Elektroofen gedeckt werden. In dieser Hinsicht treten jedoch Probleme auf, wenn von den in Frage kommenden Wärmequellen, nämlich der durch den Etromfluß in der Elektrode erzeugten Joulschen Wärme, der Wärmeleitung aus dem Bereich der heißen Elektrodenspitze und dem Wärmeübergang aus den heißen Ofengasen, z. B. dem "Herdfeuer", auf die Elektrode die letztere in Wegfall kommt, wie dies bei Elektroöfen in geschlossener Bauart der Fall ist. Eine dadurch verursachte Disproportion zwischen dem Elektrodenverbrauch und der Elektrodenneubildung führt zu Störungen im Ofenbetrieb, z. B. durch Auftreten von zu kurzen Elektroden mit der Auswirkung, daß sowohl der Prozeßablauf gestört wird als auch thermische Überbeanspruchungen des Ofendeckels und der Ofenarmaturen auftreten. Solche durch eine ungenügende Bildungsgeschwindigkeit der Elektroden verursachten Störungen können bei Einsatz der bisher bekannt gewordenen Slektrodenmassen im Prinzip nur durch solche Maßnahmen beseitigt werden, die zu einer entsprechenden Verminderung des Abbrandes führen.However, a crucial prerequisite must be fulfilled for the flawless sequence of the firing process in the electrode column, namely the heat requirement for the electrode firing process must be covered by a sufficient heat input from the electric furnace. In this regard, however, problems arise when of the heat sources in question, namely the generated by the Etromfluß in the electrode Joule heat, the heat conduction from the region of the hot electrode tip and the heat transfer from the hot furnace gases, eg. As the "hearth fire", on the electrode, the latter comes into elimination, as is the case with electric ovens in a closed design. A resulting disproportion between the electrode consumption and the electrode formation leads to disturbances in the furnace operation, z. B. by the occurrence of too short electrodes with the effect that both the process flow is disturbed as well as thermal overloads of the furnace lid and the furnace fittings occur. Such disorders caused by an insufficient rate of formation of the electrodes can be eliminated in principle only by such measures when using the previously known Slektrodenmassen that lead to a corresponding reduction of the burnup.

Bei Vollelektroden ist dies nur durch eine entsprechende Reduzierung der Wirkleistung und damit der Produktionsleistung des Elektroofens möglich, was mit erheblichen ökonomischen Verlusten verbunden ist. Durch Anwendung .des Hohlelektrodensystems kann man zwar den Abbrand vermindern, jedoch sind derartige Systeme mit erheblichem technisch-konstruktiven Aufwand verbunden, erfordern ständige zusätzliche Wartung sowie Bedienung uhd sind räumlich, z. B. bei vorhandenen Anlagen, nicht immer unterzubringen. In der Praxis werden eine Vielzahl von Elektroofen mit massiven, selbstbrennenden Elektroden betrieben.In the case of full electrodes, this is only possible by means of a corresponding reduction of the active power and thus of the production output of the electric furnace, which is associated with considerable economic losses. By applying .The hollow electrode system can indeed reduce the burn, but such systems are associated with considerable technical and design effort, require constant additional maintenance and operation uhd are spatially, z. B. in existing systems, not always accommodate. In practice, a large number of electric furnaces are operated with massive, self-burning electrodes.

Man hat daher Vorschläge gemacht, die darauf gerichtet sind, die hinsichtlich des Elektrodenbrennprozesses aufgetretenen Probleme und die sich hieraus ergebenden Mängel zu beseitigen. Diese sind generell durch technisch-konstruktive Maßnahmen gekennzeichnet, die eine Kombination von gebrannten Stückelektroden mit selbstbrennenden Elektroden darstellen. So wurden z· B. Elektroden vorgeschlagen, bestehend aus einem fertiggebrannten Kern und einem äußeren Teil aus ungebrannter Elektrodenmasse (DRP 420 801) oder Elektroden, bestehend aus einem Mantel aus gebrannten Kohleelektroden und einem Kern aus ungebrannter Elektrodenmasse (DEP 54-3 229) oder Elektroden aus ungebrannter Elektfodenmasse in einem Blechmantel mit längs der Elektrodenachse eingebauten Röhren aus gebrannten Kohleelektroden, die wiederum mit Elektrodenmasse gefüllt sind (DRP 431 000).Therefore, proposals have been made to eliminate the problems encountered with regard to the electrode burning process and the resulting shortcomings. These are generally characterized by engineering and design measures that represent a combination of fired piece electrodes with self-burning electrodes. For example, electrodes have been proposed consisting of a finished core and an outer part of unfired electrode material (DRP 420,801) or electrodes consisting of a shell of fired carbon electrodes and a core of unfired electrode material (DEP 54-3,229) or Electrodes of unfired electrode material in a metal jacket with tubes made of fired carbon electrodes installed along the electrode axis and in turn filled with electrode material (DRP 431 000).

Die Probleme, die sich aus Disproportionen zwischen Elektrodenabbrand und Elektrodenbrennprozeß ergeben, konnten jedoch auch mit diesen Vorschlägen nicht oder nur mit einem unvertretbar hohen technischen und Ökonomischen Aufwand gelöst werden, so daß sich letztlich keiner dieser Vorschläge bisher in der großtechnischen Produktion durchzusetzen vermochte. Die Beseitigung dieses grundsätzlichen Mangels der selbstbrennenden Elektroden stellt daher nach wie vor ein bisher ungelöstes technisches Problem dar.However, the problems arising from disproportions between electrode burn and electrode burning process could not be solved with these proposals or only with an unreasonably high technical and economic effort, so that ultimately none of these proposals has been successful in large-scale production. The elimination of this fundamental lack of self-burning electrodes therefore remains a hitherto unsolved technical problem.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung liegt darin, durch geeignete Maßnahmen bestehende Disproportionen zwischen den Geschwindigkeiten des Abbrandes und des Brennens, d. h. der Neubildung der Elektroden aus der Elektrodenmasse zu beseitigen oder solche nicht erst auftreten zu lassen,The object of the invention is to disproportions existing between the rates of burnup and firing by suitable means, ie. H. to remove the new formation of the electrodes from the electrode mass or not to let such occur first

am Elektro-Reduktionsöfen in geschlossener Bauweise mit höheren Leistungen betreiben zu können.to operate on the electric reduction furnace in a closed design with higher power.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- Die technische Aufgabe- The technical task

Die zu lösende technische Aufgabe liegt darin, eine Elektrodenmasse für selbstbrennende Elektroden zu entwickeln, deren Eigenschaften unter Beibehaltung der Vorzüge bisher bekannter Slektrodenmassen hinsichtlich ihrer Fließfähigkeit dahingehend verbessert sind, daß der Brennprozeß derselben wesentlich intensiver ablaufen kann und dadurch die Brenngeschwindigkeit gegenüber der Abbrenngeschwindigkeit begünstigt wird.The technical problem to be solved is to develop an electrode composition for self-firing electrodes, the properties of which while maintaining the benefits of previously known Slektrodenmassen are improved in terms of their fluidity to the effect that the burning process can take much more intense and thus the burning rate is favored over the Abbrenngeschwindigkeit.

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß besteht die Elektrodenmasse nicht mehr aus bisher generell verwendeten auf Basis natürlicher Rohstoffe hergestellten Kohlenstoffträgerη, wie Anthrazit oder Steinkohlenkoks. Sie besteht vielmehr aus stükkigen synthetisch hergestellten festen Kohlenstoffträgern im Korngrößenbereich von 0 bis 60 mm, vornehmlich 10 bis 30 mm, die einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 150 XI/um, vorzugsweise weniger als 50-GL/ж, aufweisen. Den synthetischen Kohlenstofffasern können aus natürlichen Rohstoffen hergestellte feinkörnige Kohlenstoffträger, wie z. B. calcinierter aschearmer Petrolkoks, zugemischt werden. Weiter kommt in die Mischung organisches Bindemittel, vorzugsweise Teer und Pech.According to the invention, the electrode mass no longer consists of previously generally used based on natural raw carbon carriersη, such as anthracite or coal coke. Rather, it consists of stucco synthetically produced solid carbon carriers in the particle size range of 0 to 60 mm, especially 10 to 30 mm, which have a specific electrical resistance of less than 150 XI / μm, preferably less than 50-GL / ж. The synthetic carbon fibers can be produced from natural raw materials fine-grained carbon support such. B. calcined low ash petroleum coke. Next comes in the mixture organic binder, preferably tar and pitch.

Solche synthetischen Kohlenstoffträger werden hergestellt, indem man feste Schwarzmaterialien, die aus natürlichen Rohstoffen bestehen oder aus solchen durch mechanische oder thermische Verfahren entstanden sind, wie calcinierten Anthrazit, calcinierten Petrol- oderSuch synthetic carbon carriers are prepared by forming black solid materials consisting of or derived from natural raw materials, such as calcined anthracite, calcined petrol or the like

Pechkoks, aufbereiteten und getrockneten Steinkohlenkoks von unterschiedlichen Korngrößen mit organischen Bindemitteln, wie Teer und Pech vermischt und diese Gemische nach entsprechender Formung bei Temperaturen über 1000 K thermisch behandelt. Gegebenenfalls kann man die dabei entstehenden verkokten Produkte anschliessend weiteren thermischen Behandlungen bei höheren Temperaturen, z. B. zur Erzielung eines bestimmten Graphitgehaltes unterziehen. Dabei ist es im Prinzip gleichgültig, ob diese synthetischen Einsatzmaterialien für Elektrodenmassen für diesen Zweck z. B. in nuß- oder eiform speziell hergestellt werden oder z. B. in unregelmäßiger stückiger Form als Nebenprodukte anderer Prozesse anfallen. So kann man hierzu auch Sekundärmaterial in Form von Abfällen von gebrannten Stückelektroden verwenden, wie sie bei deren mechanischen Bearbeitung oder nach ibt? er Verwendung bei elektrothermischen oder elektrochemischen Prozessen, z. B. als Reste verbrauchter Kohle- oder Graphitelektroden anfallen, indem man dieselben, gegebenenfalls nach einem entsprechenden Aufbereitungsverfahren zur Entfernung von Verunreinigungen vermittels bekannter Verfahren auf die gewünschte Korngröße bringt.Pitch coke, processed and dried coal coke of different particle sizes mixed with organic binders such as tar and pitch and thermally treated these mixtures after appropriate shaping at temperatures above 1000 K. Optionally, the resulting coked products can then be subjected to further thermal treatments at higher temperatures, eg. B. to achieve a certain graphite content. It is in principle indifferent whether these synthetic feeds for electrode masses for this purpose z. B. in nut or egg specially made or z. B. incurred in irregular particulate form as by-products of other processes. So you can also use this secondary material in the form of waste of fired piece electrodes, as in their mechanical processing or after ibt? he use in electrothermal or electrochemical processes, eg. B. incurred as residues of spent carbon or graphite electrodes by bringing the same, optionally after a suitable treatment process for the removal of impurities by known methods to the desired particle size.

Die Elektrodenmasse besteht aus mindestens 10 %, vorzugsweise 40 % bis 60 % des synthetisch hergestellten festen Kohlenstoffträgers und aus 15 % bis 25 %, vorzugsweise 21 % bis 23 % des organischen Bindemittels, während sich die Bestmengen bis 100 % aus Schwarzmaterial bekannter Art in Form von Grob- und Feingut zusammensetzt. Die Elektrodenmasse wird bei Temperaturen zwischen 390 und 450 K in bekannter Weise gemischt.The electrode mass consists of at least 10%, preferably 40 % to 60 % of the synthetically produced solid carbon support and from 15 % to 25 %, preferably 21 % to 23 % of the organic binder, while the best amounts to 100 % of black material known type in shape of coarse and fine material. The electrode mass is mixed at temperatures between 390 and 450 K in a known manner.

Eine Elektrodenmasse nach bekannter Rezeptur mit 40 % oalciniertem Anthrazit, 40 % Steinkohlenkoks-Feingut und 20 % Teer-Pech-Gemisch hat im ungebrannten Zustand einen spezifischen elektrischen Widerstand von ca.An electrode composition according to a known formulation with 40% calcined anthracite, 40% hard coal coke fines and 20 % tar pitch mixture has a specific electrical resistance of approx.

200 000-/1./Um. Ersetzt man bei dieser Elektrodenmasse erfindungsgemäß einen Teil des verwendeten Schwarzmaterials durch synthetischer Schwarzmaterial der beschrie benen Art, so ergibt sich mit steigendem Anteil desselben eine zunehmende Verminderung des spezifischen elektrischen Widerstandes in etwa folgender Weise:200 000- / 1. / Um. Substituting in this electrode mass according to the invention, a portion of the black material used by synthetic black material of the described enclosed type, it follows with increasing proportion thereof, an increasing reduction of the specific electrical resistance in approximately the following manner:

Anteil synthetischen spezifischer Schwarzmaterial elektrischer WiderstandProportion of synthetic specific black material electrical resistance

10 175 00010,175,000

20 14-5 00020 14-5 000

30 115 00030,115,000

40 85 00040 85 000

50 50 00050 50 000

60 36 00060 36 000

Analog der Verminderung des spezifischen elektrischen Widerstandes erhöht sich gleichzeitig die Wärmeleitfähigkeit der Elektrodenmasse. Eine gleichartige Veränderung dieser Werte erfolgt auch bei höheren Temperaturen, im beilgebrannten Zustand. Entsprechend dieser Erhöhung der elektrischen und Wärmeleitfähigkeit wird der Brennproaeß der Elektroden beschleunigt, indem eine erhöhte Joulsche Wärme erzeugt wird sowie eine vergrößerte Wärmezufuhr aus Bereichen mit höherer Temperatur erfolgt.Analogous to the reduction of the specific electrical resistance, the thermal conductivity of the electrode mass increases at the same time. A similar change of these values also occurs at higher temperatures, in the enclosed state. Corresponding to this increase in the electrical and thermal conductivity of the Brennproaeß the electrodes is accelerated by an increased Joulsche heat is generated and an increased heat supply from areas with higher temperature occurs.

A usfuhr uh ffsb e i spi e1Exe ction uh ffsb e i spi e1

Aus Zellen zur Chloralkalielektrolyse ausgebaute, verbrauchte plattenförmige und stabförmige Graphitelektroden mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1OiX/um werden durch einen geeigneten Backenbrecher in Bruchstücke unter 100 mm gebrochen, und in einer Brech-Siebanlage auf einen Korngrößenbereich von 1 bis 10 mm gebracht sowie anschließend einer thermischen Behandlung bei Temperaturen über 400 K zur Entfernung desConsumed plate-shaped and rod-shaped graphite electrodes with a specific electrical resistance of 1OiX / μm removed from cells for chloralkali electrolysis are broken down into fragments of less than 100 mm by a suitable jaw crusher and brought to a particle size range of 1 to 10 mm in a crushing sieve system and then one thermal treatment at temperatures above 400 K to remove the

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Wassergehaltes unterworfen. 4 Teile dieses Sekundärmaterials aus gebrannten, verbrauchten Graphitelektroden werden mit 4- Teilen eines calcinierten, gemahlenen Petrolkokses des Korngrößenbereiches 0 bis 1 mm und 2 Teilen eines jeweils zur Hälfte aus Steinkohlenpech und -Teer bestehenden Bindemittels innig vermischt. Hierzu werden beheizte Knetapparate mit Z-förmig gebogenen Knetarmen verwendet. Nach einer Knetzeit von 1,5 Stunden bei 425 K wird die homogene Masse auf ein Kühlband gegossen und nach entsprechender Abkühlung vermittels einer Formmuldenwalzenpresse zu eiförmigen Stücken mit einer Einzelmasse von '150 g verformt.Subjected to water content. 4 parts of this secondary material from burned, spent graphite electrodes are intimately mixed with 4 parts of a calcined, ground petroleum coke of the particle size range 0 to 1 mm and 2 parts of a binder consisting in each case of coal pitch and tar. Heated kneading devices with Z-shaped kneading arms are used for this purpose. After a kneading time of 1.5 hours at 425 K, the homogeneous mass is poured onto a cooling belt and deformed after appropriate cooling by means of a Formmuldenwalzenpresse to egg-shaped pieces with a single mass of '150 g.

Der spezifische elektrische Widerstand einer solchen Elektrodenmasse liegt im ungebrannten Zustand bei 60 000 SL/ш und damit bei weniger als 30 % des elektrischen Widerstandes von Elektrodenmassen, die unter Einsatz von calciniertem Anthrazit hergestellt wurden.The specific electrical resistance of such an electrode composition in the unfired state is 60 000 SL / ш and thus less than 30% of the electrical resistance of electrode compositions produced using calcined anthracite.

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Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim Elektrodenmasse für selbstbrennende Elektroden von Elektroofen, die im ungebrannten und teilgebrannten Zustand eine gegenüber den bisher bekannten Massen höhere spezifische elektrische und V/armeleitfähigkeit besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß diese aus stükkigen synthetisch hergestellten festen Kohlenstoffträgern im Korngrößenbereich von 0 bis 60 mm, vornehmlich 10 bis 30 mm, mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 150 -TL /ла, vorzugsweise weniger als 50 Jl₇Um, allein oder gemischt mit aus natürlichen Eohstoffen hergestellten grob- und feinkörnigen Kohlenstoff trägem, wie z. B. einem calcinierten aschearmen Petrolkoks, und organischem Bindemittel, vorzugsweise Teer und Pech, besteht, wobei der Anteil des synthetisch hergestellten festen Kohlenstoffträgers mindestens 10 %, vorzugsweise 40 % bis 60 % und der Anteil des organischen Bindemittels 15 % bis 25 %, vorzugsweise 21 % bis 23 % der Mischung beträgt.Electrode mass for self-firing electrodes of electric furnace, which has a higher specific electrical and V / poor conductivity in the unfired and partially fired state, characterized in that it consists of stükkigen synthetically produced solid carbon carriers in the grain size range of 0 to 60 mm, especially 10 bis 30 mm, with a specific electrical resistance of less than 150 Tl / ла, preferably less than 50 Jl ₇ Um, alone or mixed with coarse and fine-grained carbon carriers produced from natural raw materials, such. As a calcined low ash petroleum coke, and organic binder, preferably tar and pitch, wherein the proportion of the synthetically produced solid carbon support at least 10%, preferably 40 % to 60 % and the proportion of organic binder 15% to 25%, preferably 21 % to 23% of the mixture is.