EA042004B1 - SELF-BAKING ELECTRODE - Google Patents

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к устройству для самоспекающегося электрода и также к способу управления этим устройством.The invention relates to a device for a self-sintering electrode and also to a method for controlling this device.

Предыдущий уровень техникиPrior Art

Технология самоспекающихся электродов, известных как электроды Содерберга, известна с начала 20 века. Термин электрод Содерберга относится к самоспекающимся или самообжигающимся электродам, имеющим следующий технический принцип: композиция электрода (в виде твердых частиц при комнатной температуре) содержащая углеродные носители, такие как антрацит, нефтяной кокс, графит и связующее вещество каменноугольного смоляного пека, плавится под действием технологического тепла при температуре 120-200°C, создаваемого при помощи электрического нагревания, и образует некарбонизированную композицию с консистенцией от жидкой до пастообразной. При 500°C и выше композиция электрода переходит в твердое, а именно в карбонизированное, состояние и ее электрическое сопротивление снижается. На наконечнике электрода, который окружен плазмой или электрической дугой, композиция электрода присутствует в графитированном состоянии при температурах более чем 2000°C. Эта электродная технология в основном применяется в электродуговой печи, например, при восстановлении железных сплавов. Электрод Содерберга для плавильно-восстановительных печей для изготовления кремния содержит цилиндрический корпус в виде наружной стенки из листового металла, со способным непрерывно удлиняться графитовым электродом, который меньше, чем, то есть имеет меньший диаметр чем, наружная стенка из листового металла, при этом он расположен внутри наружной стенки из листового металла. Наружная стенка из листового металла непрерывно наполняется композицией электрода, например, в виде брикетов. Для компенсации потери наружной стенки из листового металла в результате сгорания приваривают дополнительные наружные стенки из листового металла, и наружная стенка смещается в вертикальном направлении. Графитовый электрод, основной функцией которого является удержание композиции Содерберга, можно перемещать вверх и вниз в вертикальном направлении внутри наружной стенки из листового металла. Композиция электрода перемещается внутри наружной стенки из листового металла посредством перемещения вниз графитового электрода. Графитовый электрод непрерывно удлиняется посредством соединения вместе отдельных фрагментов графитового электрода. Каждую область, в которой фрагмент графитового электрода примыкает к последующему фрагменту графитового электрода и соединен с ним, называют зоной соединения. Замена и удлинение графитового электрода удлиняет каждую часть электрода, которая поглощается процессом восстановления (известным как сгорание электрода). Подвод энергии, который обеспечивает образование спеченного и электропроводного электрода из композиции электрода, зависит, во-первых, от технологического тепла печи и во-вторых от электрического тока, который подается в наружную стенку посредством контактных зажимов. Использование графитового электрода, который находится в сердцевине фактического электрода Содерберга, соответственно удерживающего композицию электрода и благодаря своей хорошей электропроводности также обеспечивающего передачу электрического тока, в течение многих лет является стандартной технологией при производстве металлического кремния. В этом контексте используют термин технология композитных материалов.The technology of self-sintering electrodes, known as Soederberg electrodes, has been known since the beginning of the 20th century. The term Soederberg electrode refers to self-baking or self-baking electrodes having the following technical principle: an electrode composition (in the form of solid particles at room temperature) containing carbon carriers such as anthracite, petroleum coke, graphite and coal tar pitch binder is melted by process heat at a temperature of 120-200°C, created by electrical heating, and forms a non-carbonated composition with a consistency from liquid to pasty. At 500°C and above, the electrode composition passes into a solid, namely carbonized state, and its electrical resistance decreases. At the tip of the electrode, which is surrounded by a plasma or electric arc, the electrode composition is present in a graphitized state at temperatures greater than 2000°C. This electrode technology is mainly applied in the electric arc furnace, for example, in the reduction of iron alloys. The Soderberg electrode for melting-reduction furnaces for the manufacture of silicon comprises a cylindrical body in the form of a sheet metal outer wall, with a continuously elongated graphite electrode, which is smaller than, that is, has a smaller diameter than, the sheet metal outer wall, while it is located inside the sheet metal outer wall. The sheet metal outer wall is continuously filled with the electrode composition, for example in the form of briquettes. To compensate for the loss of the sheet metal outer wall due to combustion, additional sheet metal outer walls are welded and the outer wall is displaced in the vertical direction. The graphite electrode, whose main function is to hold the Soderberg composition, can be moved up and down in the vertical direction within the sheet metal outer wall. The electrode composition is moved within the outer sheet metal wall by downward movement of the graphite electrode. The graphite electrode is continuously elongated by joining together individual fragments of the graphite electrode. Each area in which a fragment of a graphite electrode is adjacent to and connected to a subsequent fragment of a graphite electrode is called a junction zone. Replacing and lengthening the graphite electrode lengthens each part of the electrode that is consumed by the recovery process (known as electrode burning). The energy input which ensures the formation of a sintered and electrically conductive electrode from the electrode composition depends firstly on the process heat of the furnace and secondly on the electric current which is supplied to the outer wall by means of the terminals. The use of a graphite electrode, which is at the core of the actual Soederberg electrode, suitably retaining the electrode composition and, due to its good electrical conductivity, also ensuring the transmission of electric current, has been a standard technology in the production of silicon metal for many years. In this context, the term composite material technology is used.

Однако проблемой, связанной с электродом Содерберга, имеющим графитовый электрод в сердцевине, стала высокая теплопроводность графита. Теплопередача внутри графитового электрода приводит к большому температурному градиенту между поверхностью электрода и серединой электрода. Замена, а именно относительное движение композиции электрода и наружной стенки из листового металла, таким образом, иногда становится сложной. Кроме того, обеспечивается расположение графитового электрода в центре, поскольку другое неравномерное распределение электрического тока приводит к несимметричному спеканию и механическим нагрузкам, связанным с этим, что может иметь неблагоприятное влияние на свойства материалов самоспекающегося электрода в результате. В таких случаях существует высокая вероятность возникновения нежелательного разрушения электрода. Кроме того, зоны соединения представляют собой слабые места в графитовом электроде, которые также способствуют разрушению электрода.However, a problem associated with the Soderberg electrode having a graphite core electrode has been the high thermal conductivity of graphite. Heat transfer within the graphite electrode results in a large temperature gradient between the electrode surface and the middle of the electrode. Replacement, namely the relative movement of the composition of the electrode and the sheet metal outer wall, thus sometimes becomes difficult. In addition, the location of the graphite electrode in the center is ensured, since another uneven distribution of the electric current leads to asymmetric sintering and mechanical stresses associated therewith, which may have an adverse effect on the material properties of the self-sintering electrode as a result. In such cases, there is a high possibility of unwanted destruction of the electrode. In addition, bonding zones are weak points in the graphite electrode, which also contribute to the destruction of the electrode.

Описание изобретенияDescription of the invention

Целью настоящего изобретение является преодоление по меньшей мере одного недостатка известного из предыдущего уровня техники.The aim of the present invention is to overcome at least one drawback known from the prior art.

Эта цель достигается посредством признаков из п.1. Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах.This goal is achieved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Устройство изобретения для самоспекающегося электрода, в котором электрод имеет по меньшей мере три зоны, а именно первую зону, содержащую некарбонизированную углеродсодержащую композицию, вторую зону, которая примыкает к первой зоне, и в которой углеродсодержащая композиция присутствует в виде от пастообразного до жидкого, и третью зону, которая примыкает ко второй зоне, и в которой углеродсодержащая композиция присутствует в карбонизированном виде, содержит трубку, которая может быть поднята и опущена в вертикальном направлении (у) и удерживающий удлиняемый элемент для поглощения усилий на растяжение. Удерживающий элемент является удлиняемым неупругим элементом, например, стержнем, или удлиняемым упругим элементом, например, тросом. Оба элеAn apparatus of the invention for a self-sintering electrode, in which the electrode has at least three zones, namely a first zone containing an uncarbonized carbonaceous composition, a second zone which is adjacent to the first zone and in which the carbonaceous composition is present in a pasty to liquid form, and a third the zone that is adjacent to the second zone, and in which the carbonaceous composition is present in carbonized form, contains a tube that can be raised and lowered in the vertical direction (y) and a retaining elongate element to absorb tensile forces. The retaining element is an extensible inelastic element, such as a rod, or an extensible elastic element, such as a cable. Both eles

- 1 042004 мента состоят по меньшей мере частично из теплостойкого материала, который является стойким до температуры по меньшей мере 1000°C. Поскольку материал, который используют, например, является сталью высокой теплостойкости или материалами на основе углеродных волокон. По меньшей мере первая и вторая зоны электрода окружены цилиндрическим корпусом. Трубка находится частично внутри цилиндрического корпуса, проходит через первую и вторую зоны и заканчивается выше третьей зоны. Удерживающий элемент проходит частично внутри трубки и частично вне трубки. Первый конец удерживающего элемента соединен с возможностью отсоединения с крепежным элементом, и второй конец удерживающего элемента проходит в третью зону и закреплен в ней.- 1 042004 menta consist at least in part of a heat-resistant material that is resistant to temperatures of at least 1000°C. Because the material that is used is, for example, high heat resistance steel or carbon fiber materials. At least the first and second zones of the electrode are surrounded by a cylindrical body. The tube is partially inside the cylindrical body, passes through the first and second zones and ends above the third zone. The holding element extends partly inside the tube and partly outside the tube. The first end of the holding element is releasably connected to the fastening element, and the second end of the holding element extends into the third zone and is fixed in it.

Трубка служит для приложения сдвигающего или сжимающего усилий к углеродсодержащей композиции. Она может быть поднята и опущена в вертикальном направлении. Таким образом, углеродсодержащая композиция может быть перемещена относительно цилиндрического корпуса. Этот процесс называют заменой. С этой целью трубка имеет подходящие средства, которые делают это вертикальное перемещение возможным. Эти средства соединены с конструктивной структурой завода, которая окружает устройство изобретения. Средства являются, например, двумя зажимными кольцами, которые, если смотреть в вертикальном направлении, расположены друг напротив друга и соединены друг с другом посредством гидравлики для замены, например, смещающих цилиндров. Первое зажимное кольцо называют верхним зажимным кольцом и второе зажимное кольцо, которое расположено, если смотреть в вертикальном направлении, ниже первого зажимного кольца, называют нижним зажимным кольцом. Трубка проходит внутри этих двух зажимных колец и зажата ими. Замена может быть описана следующим образом: нижнее кольцо из двух зажимных колец открыто, верхнее зажимное кольцо зажимает трубку в нужном положении и опускается гидравлически в направлении нижнего зажимного кольца. Нижнее зажимное кольцо закрыто и зажимает трубку в нужном положении. Верхнее зажимное кольцо открыто и перемещается гидравлически вверх в свое начальное положение.The tube serves to apply shear or compressive forces to the carbonaceous composition. It can be raised and lowered vertically. Thus, the carbonaceous composition can be moved relative to the cylindrical body. This process is called substitution. To this end, the tube has suitable means which make this vertical movement possible. These means are connected to the structural structure of the plant, which surrounds the device of the invention. The means are, for example, two clamping rings, which, when viewed in the vertical direction, are located opposite each other and are connected to each other by means of hydraulics for replacing, for example, the displacement cylinders. The first clamping ring is referred to as the upper clamping ring and the second clamping ring, which is located in the vertical direction below the first clamping ring, is referred to as the lower clamping ring. The tube passes inside these two clamping rings and is clamped by them. The replacement can be described as follows: the lower ring of the two clamping rings is open, the upper clamping ring clamps the tube in position and is lowered hydraulically towards the lower clamping ring. The lower clamping ring is closed and clamps the tube in the desired position. The upper clamping ring is open and moves hydraulically upward to its initial position.

Трубка предпочтительно имеет такие размеры, чтобы существующие средства, которые изначально использовали для графитового электрода, могли быть использованы для замены. Во время замены трубку перемещают вертикально внутри первой зоны и второй зоны, но не внутри третьей зоны, поскольку трубка здесь впечется в углеродсодержащую композицию. Трубка прижимается к третьей зоне.The tube is preferably sized such that the existing means originally used for the graphite electrode can be used for replacement. During the replacement, the tube is moved vertically within the first zone and the second zone, but not within the third zone, as the tube will be baked into the carbonaceous composition here. The tube is pressed against the third zone.

В иллюстративном варианте осуществления концевой элемент, который способствует процессу замены, предусмотрен на одном конце трубки, которая заканчивается выше третьей зоны.In an exemplary embodiment, an end member that facilitates the replacement process is provided at one end of the tube that terminates above the third zone.

В дополнительном варианте осуществления устройства изобретения несущий элемент, который прижимает электрод к первой зоне при опускании трубки, предусмотрен на каждой секции трубки, которая проходит внутри цилиндрического корпуса. Во время замены этот несущий элемент способствует перемещению углеродсодержащей композиции относительно цилиндрического корпуса. Несущий элемент выполнен таким образом, чтобы было возможным непрерывное беспрепятственное наполнение углеродсодержащей композицией в виде частиц. Иллюстративный вариант осуществления является звездообразной компоновкой отдельных несущих элементов на наружной стороне трубки. В зависимости от варианта осуществления только один несущий элемент или один концевой элемент, или и тот, и другой могут быть предусмотрены на трубке.In a further embodiment of the apparatus of the invention, a carrier that presses the electrode against the first zone when the tube is lowered is provided on each section of the tube that extends inside the cylindrical body. During replacement, this carrier element assists in the movement of the carbonaceous composition relative to the cylindrical body. The carrier element is designed in such a way that continuous unhindered filling of the particulate carbonaceous composition is possible. An exemplary embodiment is a star arrangement of individual carrier elements on the outside of the tube. Depending on the embodiment, only one carrier element or one end element, or both, may be provided on the tube.

В дополнительном варианте осуществления устройства изобретения трубка предусмотрена с отверстиями или перфорациями, например, проколами или прорезями. Таким образом композиция Содерберга может поступать во внутреннюю часть трубки. Это особенно полезно, когда трубка (предпочтительно выполненная из алюминия) проходит в зону 3 и используется для замены (прессования). В этом случае нет необходимости в несущих элементах. Тогда трубка должна иметь возможность удлиняться непрерывно, и установка несущих элементов, чтобы способствовать процессу замены, таким образом, не является необходимой.In a further embodiment of the apparatus of the invention, the tube is provided with holes or perforations, such as punctures or slots. Thus, the Soderbergh composition can enter the interior of the tube. This is especially useful when a tube (preferably made of aluminium) is passed into zone 3 and used for replacement (pressing). In this case, there is no need for load-bearing elements. The tube must then be able to elongate continuously, and the installation of carriers to facilitate the replacement process is thus not necessary.

В одном варианте осуществления устройства изобретения трубка расположена концентрически относительно цилиндрического корпуса электрода. Эта компоновка является идеальной для распределения усилий на растяжение и сжимающих усилий.In one embodiment of the apparatus of the invention, the tube is positioned concentrically with respect to the cylindrical body of the electrode. This arrangement is ideal for distributing tensile and compressive forces.

В иллюстративном варианте осуществления трубка выполнена из металла, например, стали. Входа в третью зону следует избегать, поскольку это приводит к нежелательному поступлению железа.In an exemplary embodiment, the tube is made of metal, such as steel. Entry into the third zone should be avoided, as this leads to an undesirable intake of iron.

В дополнительном иллюстративном варианте осуществления трубка выполнена из цветного металла, например, алюминия (и проходит в третью зону).In a further exemplary embodiment, the tube is made from a non-ferrous metal such as aluminum (and extends into the third zone).

Второй функцией трубки является защита удлиняемого удерживающего элемента, который проходит частично внутри трубки. Это применимо особенно в первой зоне, в которой углеродсодержащая композиция присутствует в некарбонизированном виде. Некарбонизированный означает, что углеродсодержащая композиция, среди прочего, присутствует в виде частиц, например, в виде брикетов, которые, что является обычным для технологии Содерберга, подаются непрерывно. Иначе в этой зоне, в частности, удерживающий элемент будет подвергнут высокой механической нагрузке. В иллюстративном варианте осуществления удерживающий элемент выполнен по меньшей мере частично из углеродных волокон. Углеродные волокна в целом чувствительны к сдвигающим и скручивающим движениям, и необходима эффективная защита против фрикционных и ударных нагрузок, которые происходят особенно в первой зоне. Трубка выполняет эту защитную функцию. Удерживающий элемент служит, во-первыхThe second function of the tube is to protect an extendable retaining element which extends partially within the tube. This applies especially in the first zone in which the carbonaceous composition is present in an uncarbonized form. Non-carbonated means that the carbonaceous composition, inter alia, is present in the form of particles, for example, in the form of briquettes, which, as is usual for the Soderberg technology, are fed continuously. Otherwise, in this area, in particular, the holding element will be subjected to high mechanical stress. In an exemplary embodiment, the retaining member is made at least in part of carbon fibers. Carbon fibers are generally sensitive to shearing and twisting movements and effective protection against frictional and impact loads, which occur especially in the first zone, is needed. The tube performs this protective function. The holding element serves, firstly,

- 2 042004 и главным образом, для удержания электрода в нужном положении. Он поддерживает вес электрода, составляющий несколько метрических тонн. Кроме того, должна быть обеспечена теплостойкость до 1000°C и более, поскольку удерживающий элемент иначе может не выполнять необходимой удерживающей функции.- 2 042004 and mainly to hold the electrode in position. It supports an electrode weight of several metric tons. In addition, heat resistance up to 1000° C. or more must be ensured, since the retaining member may otherwise not perform the required retaining function.

Помимо трубки устройство изобретения содержит вышеупомянутый удлиняемый удерживающий элемент для поглощения усилий на растяжение. Первый конец удерживающего элемента соединен с возможностью отсоединения с крепежным элементом. В предпочтительном варианте осуществления крепежный элемент выполнен в виде штыря, на котором удерживающий элемент может быть подвешен, или в виде фиксатора, в котором удерживающий элемент может быть зажат. Второй конец удерживающего элемента проходит в третью зону. Углеродсодержащая композиция здесь присутствует в карбонизированном виде, а именно в твердой форме. Каждая область удерживающего элемента, которая проходит в эту зону впекается, а именно прикрепляется, там.In addition to the tube, the device of the invention comprises the aforementioned extendable retaining element for absorbing tensile forces. The first end of the holding element is detachably connected to the fastening element. In a preferred embodiment, the fastening element is in the form of a pin, on which the holding element can be hung, or in the form of a latch, in which the holding element can be clamped. The second end of the holding element extends into the third zone. The carbonaceous composition is here present in carbonized form, namely in solid form. Each area of the retaining element that extends into this zone is baked, namely attached, there.

В одном варианте осуществления удерживающим элементом является трос в виде волокнистого композитного материала, состоящего из теплостойких волокон, например, в виде тканого материала, поперечно-вязаного трикотажного полотна, основовязаного трикотажного полотна, плетеных или с однонаправленной ориентацией волокна, или в виде их комбинации. В конкретном варианте осуществления трос является жгутом, имеющим предпочтительно неплотное плетение для возможности сведения к минимуму или устранения перекручиваний и трения в случае растягивающей нагрузки и возможности достижения максимальной прочности на растяжение.In one embodiment, the retaining element is a cable in the form of a fibrous composite material consisting of heat resistant fibers, for example, in the form of a woven material, a cross-knitted fabric, a warp-knitted fabric, woven or with a unidirectional fiber orientation, or a combination of both. In a particular embodiment, the cable is a tow having preferably a loose weave to be able to minimize or eliminate kinks and friction in the event of a tensile load and to be able to achieve maximum tensile strength.

В дополнительном варианте осуществления трос является плетением в виде оплетенной трубки, состоящим из углеродных волокон, которые уложены внахлест (например, примерно 20 см) в виде петли и сшиты посредством нити из углеродного волокна. Петлевой элемент имеет длину петли, оптимизированную для печи и пользователя (длина петли 4 м тогда соответствует удлинению подвески электрода, составляющему 2 м). В одном варианте осуществления трос содержит множество петель, соединенных друг с другом. Вторая петля проходит через первую петлю. Между первой петлей и второй петлей существует область контакта, которая разделяет вторую петлю на первую часть петли и вторую часть петли. Третья петля проходи через две части петли второй петли. Между второй петлей и третьей петлей существует область контакта, которая разделяет третью петлю на первую часть петли и вторую часть петли (и т.д.). Таким образом, трос может быть продолжен непрерывно и без ограничения.In a further embodiment, the cable is a braided tubular weave of carbon fibers that are overlapped (eg, about 20 cm) in a loop and sewn with a carbon fiber thread. The loop element has a loop length optimized for the furnace and the user (4 m loop length then corresponds to an electrode suspension extension of 2 m). In one embodiment, the cable contains a plurality of loops connected to each other. The second loop goes through the first loop. Between the first loop and the second loop there is a contact area which divides the second loop into the first part of the loop and the second part of the loop. The third loop goes through two parts of the loop of the second loop. Between the second loop and the third loop there is a contact area which divides the third loop into the first part of the loop and the second part of the loop (and so on). Thus, the rope can be continued continuously and without limitation.

В дополнительном варианте осуществления область контакта (или области контакта) покрыта между последовательными петлями синтетическим волокнистым композитным материалом (например, тканым материалом, поперечно-вязаным трикотажным полотном, основовязаным трикотажным полотном, плетеных или с однонаправленной ориентацией волокна, или их комбинацией) в виде кожуха для защиты области контакта и чтобы способствовать эластичности петельной цепи. Синтетическими волокнами являются, например, арамидные и/или параарамидные волокна, такие как Kevlar® (поли(п-фенилентерефталамид), Nomex® (арамид, полученный из м-фенилендиамина и изофталевой кислоты), Twaron®, Technora, Teijinconex, фенолформальдегидные волокна, такие как Kynol, полиамидные/полиимидные волокна, такие как Kermel, полибензимидазольные волокна или смеси этих волокон.In a further embodiment, the contact area (or areas) is covered between successive loops with a synthetic fibrous composite material (e.g., woven fabric, cross-knitted fabric, warp knitted fabric, woven or unidirectional fiber orientation, or a combination thereof) in the form of a casing for to protect the contact area and to promote the elasticity of the loop chain. Synthetic fibers are, for example, aramid and/or para-aramid fibers such as Kevlar® (poly(p-phenylene terephthalamide), Nomex® (aramid derived from m-phenylenediamine and isophthalic acid), Twaron®, Technora, Teijinconex, phenol-formaldehyde fibers, such as Kynol, polyamide/polyimide fibers such as Kermel, polybenzimidazole fibers or mixtures of these fibers.

В дополнительном варианте осуществления одно или более дополнительных мест удержания (как крепление в композиции Содерберга) могут быть созданы с регулярными или нерегулярными интервалами, например, от 10 до 30 см в петельной цепи. С этой целью короткие части из углеродного волокна, например, куски троса или шнуры, которые предусмотрены с узлами на концах, вплетены в петлю или продеты через петлю. В иллюстративной компоновке короткие части из углеродного волокна соединены поперечно с промежутком приблизительно 20 см. В дополнительном иллюстративном варианте осуществления части из углеродного волокна имеют длину в диапазоне от 15 до 40 см и диаметр в диапазоне от 10 до 20 мм.In a further embodiment, one or more additional retention sites (like the attachment in a Soderbergh composition) may be provided at regular or irregular intervals, eg 10 to 30 cm in the loop chain. To this end, short pieces of carbon fiber, such as pieces of rope or cords, which are provided with knots at the ends, are woven into the loop or threaded through the loop. In an exemplary arrangement, short carbon fiber portions are joined transversely with a spacing of approximately 20 cm. In a further exemplary embodiment, the carbon fiber portions have a length in the range of 15 to 40 cm and a diameter in the range of 10 to 20 mm.

Утолщение приводит к образованию области контакта, поскольку две части петли здесь соединены со следующей петлей. Это утолщение оказалось преимущественным для прикрепления удерживающего элемента в углеродсодержащей композиции, особенно в третьей зоне.The thickening leads to the formation of a contact area, since the two parts of the loop are connected here to the next loop. This thickening proved to be advantageous for attaching the retaining element to the carbonaceous composition, especially in the third zone.

В другом варианте осуществления удерживающий элемент является стержнем и содержит множество отдельных элементов стержня, которые функционально соединены друг с другом. Отдельные элементы стержня соединены на своих концах функциональными соединениями для образования стержня. Таким образом, стержень удлиняется непрерывно. Функциональное соединение следует понимать, например, как винтовое соединение или разъемное соединение.In another embodiment, the retaining element is a rod and contains a plurality of individual elements of the rod, which are functionally connected to each other. The individual elements of the rod are connected at their ends by functional connections to form the rod. Thus, the rod lengthens continuously. A functional connection is to be understood, for example, as a screw connection or a plug connection.

В способе изобретения управления устройством изобретения углеродсодержащая композиция трех зон перемещается относительно корпуса на первом этапе посредством вертикального опускания трубки. Этот этап повторяется периодически до достижения трубкой конца второй зоны. Нагрузка на удерживающий элемент затем снижается посредством уменьшения усилий на растяжение, действующих на удерживающий элемент, после чего удерживающий элемент удлиняется и удлиненный удерживающий элемент закрепляют посредством крепежного элемента. Усилие на растяжение затем применяют к удлиненному удерживающему элементу, и трубку поднимают, пока она снова не окажется внутри первойIn the inventive method of operating the device of the invention, the carbonaceous composition of the three zones is moved relative to the housing in the first step by vertically lowering the tube. This step is repeated periodically until the tube reaches the end of the second zone. The load on the retaining element is then reduced by reducing the tensile forces acting on the retaining element, after which the retaining element is elongated and the elongated retaining element is secured by a fastener. A tensile force is then applied to the elongated retainer and the tube is lifted until it is again inside the first

- 3 042004 зоны. Первый этап затем реализуют снова.- 3 042004 zones. The first step is then implemented again.

В предпочтительном варианте способа изобретения на изменение размера удерживающего элемента влияет конец удерживающего элемента, который может быть соединен с крепежным элементом, изменяющим размер посредством соединения с по меньшей мере одной дополнительной петлей или с по меньшей мере одним дополнительным элементом стержня.In a preferred embodiment of the method of the invention, the resizing of the retaining element is influenced by the end of the retaining element, which can be connected to the resizing fastener by connecting to at least one additional loop or to at least one additional shaft element.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Изобретение проиллюстрировано более подробно ниже с помощью рабочих примеров в связи с графическими материалами. На фигурах изображено следующее:The invention is illustrated in more detail below with the help of working examples in connection with the drawings. The figures show the following:

на фиг. 1 схематически показано частичный разрез (продольный разрез) самоспекающегося электрода с устройством согласно изобретению, при этом удерживающий элемент выполнен в виде троса, и трубка оснащена несущими элементами;in fig. 1 schematically shows a partial section (longitudinal section) of a self-sintering electrode with a device according to the invention, wherein the holding element is made in the form of a cable and the tube is equipped with carrier elements;

на фиг. 2а схематически показана часть удерживающего элемента и его конструкция из отдельных петель;in fig. 2a schematically shows part of the retaining element and its construction from individual loops;

на фиг. 2b схематически показана отдельная петля удерживающего элемента, которая предусмотрена с частями из углеродного волокна, продетыми через область контакта, и с кожухом в области контакта;in fig. 2b schematically shows a separate retainer loop which is provided with carbon fiber portions threaded through the contact area and with a shroud in the contact area;

на фиг. 3 схематически показан частичный разрез (продольный разрез) самоспекающегося электрода с устройством согласно изобретению, при этом удерживающий элемент выполнен в виде стержня с отдельными элементами стержня, и трубка оснащена несущими элементами;in fig. 3 schematically shows a partial section (longitudinal section) of a self-sintering electrode with a device according to the invention, wherein the holding element is made in the form of a rod with individual elements of the rod, and the tube is equipped with carrier elements;

на фиг. 4 схематически показан частичный разрез (продольный разрез) самоспекающегося электрода с устройством согласно изобретению, при этом удерживающий элемент выполнен в виде троса, и трубка (без несущих элементов) является перфорированной.in fig. 4 schematically shows a partial section (longitudinal section) of a self-sintering electrode with a device according to the invention, wherein the holding element is in the form of a cable and the tube (without supporting elements) is perforated.

Способы осуществления изобретенияMethods for carrying out the invention

Частичный разрез самоспекающегося электрода с устройством согласно изобретению показан схематически на фиг. 1. Электрод 1 содержит цилиндрический корпус 2 в виде наружной стенки из листового металла, который непрерывно наполняется углеродсодержащей композицией в виде частиц (брикетами). Средства 9, которые обеспечивают перемещение корпуса в вертикальном направлении, расположены на цилиндрическом корпусе 2. Это называют заменой наружной стенки. Эти средства соединены с конструктивной структурой завода, которая окружает устройство изобретения (не видимой на фиг. 1). Этими средствами являются, например, два зажимных кольца 91 и 92 наружной стенки, которые расположены друг напротив друга, если смотреть в вертикальном направлении, и соединены друг с другом посредством гидравлики для замены, например, смещающего цилиндра 93. Первое зажимное кольцо 91 наружной стенки называют верхним зажимным кольцом 91 наружной стенки, и второе зажимное кольцо 92 наружной стенки, которое, если смотреть в вертикальном направлении, расположено ниже первого зажимного кольца наружной стенки, называют нижним зажимным кольцом 92 наружной стенки. Цилиндрический корпус 2, а именно наружная стенка из листового металла, проходит внутри этих двух зажимных колец 91, 92 наружной стенки и зажат в нужном положении ими. На замену наружной стенки влияет альтернативное открытие зажимных колец 91, 92 наружной стенки и соответствующие вертикальные перемещения, инициированные гидравликой для замены, а именно смещающим цилиндром 93. Замена наружной стенки может быть описана следующим образом: самое нижнее из двух зажимных колец 92 наружной стенки открыто, верхнее зажимное кольцо 91 наружной стенки плотно захватывает цилиндрический корпус 2 и опускается гидравлически в направлении нижнего зажимного кольца 92 наружной стенки. Нижнее зажимное кольцо 92 закрыто и плотно зажимает цилиндрический корпус 2. Верхнее зажимное кольцо 91 наружной стенки открыто и перемещается гидравлически вверх в свое начальное положение. Электрическая энергия подается на электрод посредством контактных зажимов 3, подобным образом расположенных на цилиндрическом корпусе 2. Тепловая энергия, отданная материалом, который плавится, служит в качестве дополнительного источника энергии. В результате подвода энергии углеродсодержащая композиция в виде частиц, также называемая некарбонизированной композицией Содерберга, переходит из пастообразного состояния в жидкое состояние и наконец в твердое состояние. Твердое состояние также называют карбонизированной композицией Содерберга. Это показано в упрощенной форме в виде трех зон 4, 5 и 6 на фиг. 1. Первая зона 4 содержит некарбонизированную углеродсодержащую композицию. Во второй зоне 5 эта композиция присутствует в виде от пастообразного до жидкого, и в третьей зоне 6 присутствует в карбонизированном виде. Зона 6 показана только частично на фиг. 1. Эта зона является областью электрода 1, которая погружается в реакционную зону печи (не видимой на фиг. 1). В реакционной зоне печи руду (SiO₂) восстанавливают до металлического кремния посредством добавления углерода (например, древесного угля, малозольного угля и древесной стружки). Необходимая электрическая энергия (электрическая дуга или плазма) подается посредством электрода 1. Электрод 1 поглощается в процессе.A partial section of a self-sintering electrode with a device according to the invention is shown schematically in FIG. 1. The electrode 1 includes a cylindrical body 2 in the form of an outer wall of sheet metal, which is continuously filled with a carbon-containing composition in the form of particles (briquettes). The means 9 which allow the housing to be moved in the vertical direction are located on the cylindrical housing 2. This is referred to as replacing the outer wall. These means are connected to the structural structure of the plant which surrounds the device of the invention (not visible in Fig. 1). These means are, for example, two clamping rings 91 and 92 of the outer wall, which are located opposite each other when viewed in the vertical direction, and are connected to each other by means of hydraulics to replace, for example, the displacement cylinder 93. The first clamping ring 91 of the outer wall is called the upper outer wall clamp ring 91, and the second outer wall clamp ring 92, which, when viewed in the vertical direction, is located below the first outer wall clamp ring, is called the lower outer wall clamp ring 92. The cylindrical body 2, namely the sheet metal outer wall, extends inside these two outer wall clamping rings 91, 92 and is clamped in position by them. The replacement of the outer wall is affected by the alternative opening of the outer wall clamping rings 91, 92 and the corresponding vertical movements initiated by the hydraulics for the replacement, namely the displacement cylinder 93. The replacement of the outer wall can be described as follows: the lowermost of the two outer wall clamping rings 92 is open, the upper clamping ring 91 of the outer wall tightly grips the cylindrical body 2 and is lowered hydraulically towards the lower clamping ring 92 of the outer wall. The lower clamping ring 92 is closed and tightly clamps the cylindrical body 2. The upper clamping ring 91 of the outer wall is open and moves hydraulically upwards to its initial position. Electrical energy is supplied to the electrode by means of terminals 3, similarly located on the cylindrical body 2. The thermal energy given off by the material to be melted serves as an additional source of energy. As a result of the energy input, the particulate carbonaceous composition, also referred to as uncarbonized Soederberg composition, changes from a pasty state to a liquid state and finally to a solid state. The solid state is also referred to as carbonized Soderbergh composition. This is shown in simplified form as three zones 4, 5 and 6 in FIG. 1. The first zone 4 contains a non-carbonated carbonaceous composition. In the second zone 5 this composition is present in a pasty to liquid form and in the third zone 6 it is present in a carbonized form. Zone 6 is shown only partially in FIG. 1. This zone is the area of the electrode 1 that is immersed in the reaction zone of the furnace (not visible in FIG. 1). In the reaction zone of the furnace, the ore (SiO ₂ ) is reduced to silicon metal by the addition of carbon (eg charcoal, low ash coal and wood shavings). The required electrical energy (electrical arc or plasma) is supplied via electrode 1. Electrode 1 is absorbed in the process.

На фиг. 1 изображена трубка 7. Она частично расположена вне электрода (область 71) и частично внутри электрода (область 72). Секция трубки 7, которая расположена в области 72, проходит через первую и вторую зоны 4, 5. Трубка 7 не достигает третьей зоны 6, в которой углерод присутствует в карбонизированном виде и, следовательно, твердой форме. В варианте осуществления, показанном схематичеIn FIG. 1 shows tube 7. It is located partly outside the electrode (region 71) and partly inside the electrode (region 72). The section of tube 7 which is located in region 72 passes through the first and second zones 4, 5. Tube 7 does not reach the third zone 6 in which the carbon is present in carbonized form and hence in solid form. In the embodiment shown schematically

- 4 042004 ски на фиг. 1, трубка 7 расположена концентрически относительно цилиндрического корпуса 2.- 4 042004 ski in FIG. 1, the tube 7 is located concentrically with respect to the cylindrical body 2.

Как можно подобным образом видеть на фиг. 1, удерживающий элемент 100, выполненный в виде троса 10, проходит частично внутри трубки 7. Трубка 7 защищает удерживающий элемент 100, выполненный в виде троса 10, от механического повреждения, в частности, в первой зоне 4 электрода, в которой углеродсодержащая композиция присутствует в некарбонизированном виде, часто в виде материала в виде частиц с острыми кромками. В отличие от трубки 7 второй конец 102 удерживающего элемента 100, который уже не окружен трубкой 7, проходит в третью зону 6 электрода. Он закреплен там в карбонизированной углеродсодержащей композиции, а именно впечен (второй конец 102 удерживающего элемента 100 не видим полностью на фиг. 1). Первый конец 101 удерживающего элемента, который расположен напротив второго конца 102, соединен с возможностью отсоединения с крепежным элементом 11. Крепежный элемент 11 является, например, зажимными средствами или, как показано схематически на фиг. 1, штырем 110, на котором удерживающий элемент 100, выполненный в виде троса 10, подвешен и от которого удерживающий элемент 100, выполненный в виде троса 10, может быть отсоединен снова. Удерживающий элемент 100 служит во-первых и главным образом для поглощения усилий на растяжение и удержания электрода 1.As can be similarly seen in FIG. 1, the holding element 100, made in the form of a cable 10, extends partially inside the tube 7. The tube 7 protects the holding element 100, made in the form of a cable 10, from mechanical damage, in particular in the first zone 4 of the electrode, in which the carbonaceous composition is present in uncarbonized form, often in the form of particulate material with sharp edges. In contrast to the tube 7, the second end 102 of the holding element 100, which is no longer surrounded by the tube 7, extends into the third zone 6 of the electrode. It is fixed there in a carbonized carbonaceous composition, namely baked in (the second end 102 of the retaining member 100 is not fully visible in FIG. 1). The first end 101 of the holding element, which is located opposite the second end 102, is releasably connected to the fastening element 11. The fastening element 11 is, for example, clamping means or, as shown schematically in FIG. 1 by a pin 110 on which the holding member 100 made in the form of a cable 10 is suspended and from which the holding member 100 made in the form of a cable 10 can be detached again. The holding element 100 serves primarily and mainly to absorb tensile forces and to hold the electrode 1.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, удерживающий элемент 100, выполненный в виде троса 10, содержит множество сцепленных петель 13. Первый конец 101 удерживающего элемента, выполненный в виде первой петли 13, подвешен на штыре 10. Удерживающий элемент 100, выполненный в виде троса 10, является непрерывно удлиняемым посредством соединения петли 13 со второй петлей 13 и второй петли 13 с третьей петлей 13 (и т.д.). Петля 13 выполнена в виде замкнутого кольца. Отдельные петли выполнены из углеродных волокон. Предпочтительный вариант осуществления этих петель 13 и возможность соединения этих отдельных петель 13 друг с другом изображены на фиг. 2а и 2b.In the embodiment depicted in FIG. 1, the holding element 100, made in the form of a cable 10, includes a plurality of interlocking loops 13. The first end 101 of the holding element, made in the form of a first loop 13, is suspended on a pin 10. The holding element 100, made in the form of a cable 10, is continuously elongated by connecting the loop 13 with the second loop 13 and the second loop 13 with the third loop 13 (etc.). Loop 13 is made in the form of a closed ring. Individual loops are made of carbon fibers. A preferred embodiment of these loops 13 and the possibility of connecting these individual loops 13 to each other is shown in FIG. 2a and 2b.

В каждой области 71 трубки 7, которая проходит вне электрода, предусмотрены средства 8 для перемещения трубки 7 вертикально. Эти средства соединены с конструктивной структурой завода, которая окружает устройство изобретения (не видимой на фиг. 1).In each region 71 of tube 7 which extends outside the electrode, means 8 are provided for moving tube 7 vertically. These means are connected to the structural structure of the plant which surrounds the device of the invention (not visible in Fig. 1).

Такие средства 8 являются, например, двумя зажимными кольцами 81, 82, которые расположены друг напротив друга в вертикальном направлении и соединены друг с другом посредством смещающего цилиндра 83. Первое зажимное кольцо 81 называют верхним зажимным кольцом, и второе зажимное кольцо, которое, если смотреть в вертикальном направлении, расположено ниже первого зажимного кольца называют нижним зажимным кольцом 82. Трубка проходит внутри этих двух зажимных колец 81, 82 и зажата в нужном положении ими. Замена может быть описана следующим образом: самое нижнее из двух зажимных колец 82 открыто, верхнее зажимное кольцо 81 плотно зажимает трубку и опускается гидравлически в направлении нижнего зажимного кольца 82. Нижнее зажимное кольцо 82 закрыто и плотно зажимает трубку 7. Верхнее зажимное кольцо 81 открыто и перемещается вверх гидравлически в свое начальное положение.Such means 8 are, for example, two clamping rings 81, 82, which are located opposite each other in the vertical direction and are connected to each other by means of a displacement cylinder 83. The first clamping ring 81 is called the upper clamping ring, and the second clamping ring, which, when viewed in the vertical direction, located below the first clamping ring is called the lower clamping ring 82. The tube passes inside these two clamping rings 81, 82 and is clamped in position by them. The replacement can be described as follows: the lowermost of the two clamping rings 82 is open, the upper clamping ring 81 tightly clamps the tube and lowers hydraulically towards the lower clamping ring 82. The lower clamping ring 82 is closed and tightly clamps the tube 7. The upper clamping ring 81 is open and moves up hydraulically to its initial position.

При активации средств 8 трубка 7 перемещается внутри некарбонизированной углеродсодержащей композиции первой зоны 4 и композиции в виде от пастообразного до жидкого второй зоны 5 и прилагает соответствующие сдвигающие и/или сжимающие усилия к третьей зоне 6. В процессе восстановления карбонизированная углеродсодержащая композиция из третьей зоны 6 поглощается. Это же также применимо к удерживающему элементу 100, в частности, к каждой области удерживающего элемента, которая проходит в третьей зоне 6. В результате замены карбонизированная углеродсодержащая композиция непрерывно подается и непрерывно поглощается посредством непрерывного выгорания электрода. Чтобы способствовать процессу замены, несущий элемент 12, который при вертикальном перемещении трубки 6 прижимается к некарбонизированной углеродсодержащей композиции первой зоны 4, необязательно предусмотрен на наружной стороне трубки 7. Удерживающий элемент 100 является непрерывно удлиняемым. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, петлю 13, которая образует первый конец 101 удерживающего элемента 100, отсоединяют от штыря 110 и соединяют с дополнительной петлей 13, которую затем подвешивают на штырь 110 снова. Таким образом, удерживающий элемент 100 удлиняется непрерывно при необходимости.Upon activation of the means 8, the tube 7 moves within the uncarbonized carbonaceous composition of the first zone 4 and the pasty to liquid composition of the second zone 5 and applies appropriate shearing and/or compressive forces to the third zone 6. During the recovery process, the carbonated carbonaceous composition from the third zone 6 is absorbed . The same also applies to the retaining member 100, in particular, to each area of the retaining member that extends into the third zone 6. As a result of the replacement, the carbonized carbonaceous composition is continuously supplied and continuously absorbed by continuous electrode burnout. In order to facilitate the replacement process, the carrier 12, which is pressed against the non-carbonated carbonaceous composition of the first zone 4 by the vertical movement of the tube 6, is optionally provided on the outside of the tube 7. The retainer 100 is continuously extendable. In the embodiment shown in FIG. 1, the loop 13 which forms the first end 101 of the retaining member 100 is detached from the pin 110 and connected to an additional loop 13 which is then suspended from the pin 110 again. Thus, the retaining member 100 is extended continuously as needed.

На фиг. 2а изображены части удерживающего элемента 100, выполненные из отдельных петель 13, соединенные друг с другом для образования троса 10. Каждая из петель 13 является, в варианте осуществления, показанном на фиг. 2, выполненной в виде замкнутого кольца. Иллюстративный материал для петель 13 является тканым материалом, состоящим из углеродных волокон. Третья зона 6, состоящая из карбонизированной твердой композиции Содерберга, показана схематически. В этой третьей зоне второй конец 102 удерживающего элемента закреплен, а именно впечен. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, второй конец 102 удерживающего элемента содержит две петли 13А и 13В. Две петли 13А и 13В соединены друг с другом посредством третьей петли 13С. Третья петля 13С проходит через две петли 13А и 13В. В результате образуется область 130 контакта между двумя петлями 13А и 13В и третьей петлей 13С. Как показано на фиг. 2, петля 13С тогда содержит первую часть 13С петли и вторую часть 13С'' петли. Следующая петля 13D проходит через эти две части петли. В результате область 131 контакта тогда образуется между первой частью 13С петли, второй частью 13С'' петли и петлей 13D. Петля 13D содержит первую часть 13D' петли и вторую часть 13D'' петли. Следующая петля 13Е (укаIn FIG. 2a shows portions of the retaining element 100 made of separate loops 13 connected to each other to form a cable 10. Each of the loops 13 is, in the embodiment shown in FIG. 2, made in the form of a closed ring. The exemplary hinge material 13 is a woven fabric composed of carbon fibers. The third zone 6, consisting of a carbonized solid Soderberg composition, is shown schematically. In this third zone, the second end 102 of the holding element is fixed, that is to say baked. In the embodiment shown in FIG. 2, the second end 102 of the retainer includes two loops 13A and 13B. The two loops 13A and 13B are connected to each other by a third loop 13C. The third loop 13C passes through two loops 13A and 13B. As a result, a contact area 130 is formed between the two loops 13A and 13B and the third loop 13C. As shown in FIG. 2, the loop 13C then contains the first loop part 13C and the second loop part 13C''. The next loop 13D goes through these two parts of the loop. As a result, a contact area 131 is then formed between the first loop part 13C, the second loop part 13C'' and the loop 13D. The loop 13D comprises a first loop part 13D' and a second loop part 13D''. Next loop 13E (uk

- 5 042004 занная в виде стрелки с пунктирной линией на фиг. 2) проходит через первую часть 13D' петли и вторую часть 13D'' петли. В результате образуется область 132 контакта между двумя частями 13D' и 13D'' петли. Петля 13Е содержит первую часть 13Е' петли и вторую часть 13Е'' петли, через которые проходит следующая петля 13F (уже не видимая на фиг. 2а). В зависимости от желаемой длины удерживающий элемент 100 содержит конкретное количество петель, которые соединены друг с другом описанным выше образом. В варианте осуществления удерживающего элемента 100, показанном на фиг. 2а, как используется в устройстве изобретения, второй конец 102 удерживающего элемента образован двумя петлями 13А и 13В, которые соединены третьей петлей 13С. Возможно использовать другой закрепляющий элемент, например, в виде крюка, посредством которого второй конец 102 удерживающего элемента закрепляется в карбонизированной композиции Содерберга вместо двух петель 13А и 13В. Второй конец 102 удерживающего элемента (не видимый на фиг. 2), в предпочтительном варианте осуществления, выполнен таким же образом как, например, петля 13D, изображенная на фиг. 2а. Две части 13D' и 13D'' петли подвешены на штыре 10 (по сравнению с фиг. 1) и образуют конец удерживающего элемента 100. В качестве альтернативы, дополнительный дальнейший закрепляющий элемент, например, подобный крюку, который соединяет две части петли со штырем, может быть предусмотрен между частями петли и штырем 10.- 5 042004 shown as an arrow with a dotted line in FIG. 2) passes through the first loop part 13D' and the second loop part 13D''. As a result, a contact area 132 is formed between the two loop parts 13D' and 13D''. The loop 13E comprises a first loop part 13E' and a second loop part 13E'' through which the next loop 13F (no longer visible in Fig. 2a) passes. Depending on the desired length, the holding element 100 contains a specific number of loops, which are connected to each other in the manner described above. In the embodiment of the retaining member 100 shown in FIG. 2a, as used in the device of the invention, the second end 102 of the retaining element is formed by two loops 13A and 13B, which are connected by a third loop 13C. It is possible to use another anchoring element, for example in the form of a hook, whereby the second end 102 of the retaining element is anchored in the carbonized Soederberg composition instead of the two loops 13A and 13B. The second end 102 of the retaining element (not visible in FIG. 2) is in the preferred embodiment in the same manner as, for example, loop 13D shown in FIG. 2a. The two hinge parts 13D' and 13D'' are suspended from the pin 10 (compared to FIG. 1) and form the end of the holding element 100. Alternatively, an additional further fixing element, for example like a hook, which connects the two hinge parts to the pin, can be provided between the loop parts and pin 10.

На фиг. 2b показан увеличенный вид петли 13D (в соответствии с фиг. 2а) с частями 13D' и 13D'' петли и ее областями 131 и 132 контакта с петлями 13С или 13Е. Область 131 контакта предусмотрена с покрытием или кожухом 134, состоящим из волокнистого композитного материала. Петля 13D предусмотрена с дополнительными местами 133 удержания в виде частей из углеродного волокна, имеющих узлы на концах.In FIG. 2b shows an enlarged view of the loop 13D (according to FIG. 2a) with the loop parts 13D' and 13D'' and its areas 131 and 132 of contact with the loops 13C or 13E. The contact area 131 is provided with a cover or casing 134 consisting of a fibrous composite material. The loop 13D is provided with additional holding places 133 in the form of carbon fiber pieces having knots at the ends.

На фиг. 3 показано изображение фиг. 1 с той разницей, что удерживающий элемент 100 выполнен в виде стержня 20, изготовленного из отдельных элементов 21 стержня. Стержень (20) может быть удлинен при необходимости посредством совмещения элементов (21) стержня. Элементы (21) стержня функционально соединены на их концах, например, посредством разъемного или винтового соединения.In FIG. 3 shows an image of FIG. 1, with the difference that the retaining element 100 is in the form of a rod 20 made from individual rod elements 21. The rod (20) can be extended, if necessary, by aligning the elements (21) of the rod. The elements (21) of the rod are functionally connected at their ends, for example, by means of a detachable or screw connection.

Первый конец удерживающего элемента 101 содержит крепежные средства 11, которые в варианте осуществления, изображенном на фиг. 3, выполнены в качестве примера в виде фиксатора, в котором конец элемента (21) стержня может быть зажат (фиксатор не видим на фиг. 3).The first end of the retaining element 101 comprises fastening means 11 which, in the embodiment shown in FIG. 3 are made as an example in the form of a latch in which the end of the element (21) of the rod can be clamped (the latch is not visible in Fig. 3).

На фиг. 4 показано изображение фиг. 1 с той разницей, что трубка 7а перфорирована, и несущие элементы не предусмотрены на наружной стороне трубки 7а. Также можно видеть, что трубка 7а проходит в третью зону 6. Перфорации 7b делают возможным попадание некарбонизированной углеродсодержащей композиции во внутреннюю часть трубки 7а, что делает использование несущих элементов (12), как на фиг. 1, для оказания давления на некарбонизированную углеродсодержащую композицию первой зоны 4 избыточным.In FIG. 4 shows an image of FIG. 1 with the difference that the tube 7a is perforated and no support elements are provided on the outside of the tube 7a. It can also be seen that the tube 7a extends into the third zone 6. The perforations 7b allow the non-carbonized carbonaceous composition to enter the interior of the tube 7a, which makes the use of carriers (12) as in FIG. 1 to pressurize the non-carbonated carbonaceous composition of the first zone 4 excessively.

Список ссылочных позиций:List of reference items:

- электрод;- electrode;

- цилиндрический корпус;- cylindrical body;

- контактные зажимы;- contact clamps;

- первая зона (некарбонизированная композиция Содерберга);- the first zone (non-carbonated Soderberg composition);

- вторая зона (композиция Содерберга в виде от пастообразного до жидкого);- the second zone (Soderberg's composition in the form of pasty to liquid);

- третья зона (карбонизированная твердая композиция Содерберга);- the third zone (carbonized solid composition of Soderbergh);

- трубка;- a tube;

а - трубка (перфорированная);a - tube (perforated);

b - перфорации;b - perforations;

- область трубки вне электрода;- area of the tube outside the electrode;

- область трубки внутри электрода;- area of the tube inside the electrode;

- средства для вертикального перемещения трубки;- means for vertical movement of the tube;

- средства для вертикального перемещения цилиндрического корпуса;- means for vertical movement of the cylindrical body;

- трос;- rope;

100 - удерживающий элемент;100 - holding element;

101 - первый конец удерживающего элемента;101 - the first end of the holding element;

102 - второй конец удерживающего элемента;102 - the second end of the holding element;

- крепежный элемент;- fastener;

- несущий элемент;- bearing element;

- А, В, С, D, Е петли;- A, B, C, D, E loops;

- С, С'', D', D'' части петли;- C, C'', D', D'' parts of the loop;

130 , 131, 132 - область контакта;130, 131, 132 - contact area;

133 - места удержания;133 - places of detention;

134 - кожух.134 - casing.

--

Claims (19)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для самоспекающегося электрода (1), при этом электрод (1) содержит по меньшей мере три зоны: первую зону (4), содержащую некарбонизированную углеродсодержащую композицию, вторую зону (5), которая примыкает к первой зоне (4), и в которой углеродсодержащая композиция присутствует в виде от пастообразного до жидкого, третью зону (6), которая примыкает ко второй зоне (5), и в которой углеродсодержащая композиция присутствует в карбонизированном виде; цилиндрический корпус (2), который охватывает по меньшей мере первую и вторую зоны (4), (5), отличающееся тем, что трубка (7), (7а), которая может быть поднята и опущена в вертикальном направлении (у) и которая идет частично внутри цилиндрического корпуса (2), проходит через первые две зоны (4), (5) и заканчивается над третьей зоной (6), удлиняемый удерживающий элемент (100) для поглощения усилий на растяжение, который проходит частично внутри трубки (7), (7а) и частично вне трубки (7), (7а), при этом первый конец удерживающего элемента (101) можно соединять с возможность отсоединения с крепежным элементом (11), и второй конец удерживающего элемента (102) проходит в третью зону (6) и закреплен в ней.1. A device for a self-sintering electrode (1), wherein the electrode (1) contains at least three zones: a first zone (4) containing a non-carbonized carbon-containing composition, a second zone (5) that is adjacent to the first zone (4), and in which the carbonaceous composition is present in pasty to liquid form, a third zone (6) which is adjacent to the second zone (5) and in which the carbonaceous composition is present in carbonized form; a cylindrical body (2) which encloses at least the first and second zones (4), (5), characterized in that the tube (7), (7a), which can be raised and lowered in the vertical direction (y) and which extends partially inside the cylindrical body (2), passes through the first two zones (4), (5) and ends above the third zone (6), an extendable retaining element (100) to absorb tensile forces, which extends partially inside the tube (7) , (7a) and partially outside the tube (7), (7a), while the first end of the holding element (101) can be connected with the possibility of detachment with the fastening element (11), and the second end of the holding element (102) extends into the third zone ( 6) and fixed in it. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что удлиняемый удерживающий элемент (100) является удлиняемым неупругим элементом или удлиняемым упругим элементом.2. Device according to claim 1, characterized in that the expandable retaining element (100) is an expandable inelastic element or an expandable elastic element. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что удлиняемый неупругий элемент является стержнем (20), который состоит по меньшей мере частично из теплостойкого материала, который является стабильным вплоть до температуры по меньшей мере 1000°C.3. Device according to claim 2, characterized in that the non-elastic element to be extended is a rod (20) which consists at least in part of a heat-resistant material which is stable up to a temperature of at least 1000°C. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что удлиняемый упругий элемент является тросом (10), который состоит по меньшей мере частично из теплостойкого материала, который является стабильным вплоть до температуры по меньшей мере 1000°C.4. Device according to claim 2, characterized in that the elastic element to be extended is a cable (10) which consists at least in part of a heat-resistant material which is stable up to a temperature of at least 1000°C. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что трос (10) содержит множество петель (13) и образует области (130), (131), (132) контакта между двумя последовательными петлями (13).5. Device according to claim 4, characterized in that the cable (10) comprises a plurality of loops (13) and forms areas (130), (131), (132) of contact between two successive loops (13). 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что отдельные петли (13) выполнены по меньшей мере частично из углеродных волокон.6. Device according to claim 5, characterized in that the individual loops (13) are made at least in part of carbon fibres. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что области (130), (131), (132) контакта предусмотрены с кожухом (134).7. The device according to claim 5, characterized in that the areas (130), (131), (132) of contact are provided with a casing (134). 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что отдельные петли (13) предусмотрены с дополнительными местами (133) удержания.8. Device according to claim 5, characterized in that the individual loops (13) are provided with additional holding points (133). 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что дополнительные места (133) удержания созданы в петлях (13) посредством вплетания или продевания коротких частей из углеродного волокна, которые предусмотрены с узлами на концах.9. The device according to claim 8, characterized in that the additional holding places (133) are created in the loops (13) by weaving or threading short pieces of carbon fiber, which are provided with knots at the ends. 10. Устройство по п.3, отличающееся тем, что стержень (20) содержит множество отдельных элементов (21) стержня, которые функционально соединены друг с другом.10. Device according to claim 3, characterized in that the shaft (20) comprises a plurality of individual elements (21) of the shaft, which are operatively connected to each other. 11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере первый конец удерживающего элемента (101) выполнен в виде петли (13) или в виде элемента (21) стержня, при этом петлю (13) или элемент (21) стержня можно соединять с возможностью отсоединения с крепежным элементом (11).11. The device according to any of the preceding paragraphs, characterized in that at least the first end of the holding element (101) is made in the form of a loop (13) or in the form of a rod element (21), while the loop (13) or element (21) the rod can be connected with the possibility of detachment with the fastening element (11). 12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что удерживающий элемент (100) может быть непрерывно удлинен от его первого конца (101) посредством соединения множества отдельных петель (13) или множества отдельных элементов (21) стержня.12. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the retaining element (100) can be continuously extended from its first end (101) by connecting a plurality of individual loops (13) or a plurality of individual rod elements (21). 13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что удерживающий элемент (100), содержащий множество петель (13), соединенных друг с другом, имеет первую петлю (13А), вторую петлю (13В), которая проходит через первую петлю (13А), при этом область контакта образована между первой и второй петлями (13А, 13В), и вторая петля (13В) имеет первую часть (13В') петли и вторую часть (13В'') петли, и третью петлю (13С), которая проходит через две части (13В', 13В'') петли второй петли (13В).13. The device according to any of the preceding claims, characterized in that the holding element (100), containing a plurality of loops (13) connected to each other, has a first loop (13A), a second loop (13B), which passes through the first loop ( 13A), wherein the contact area is formed between the first and second loops (13A, 13B), and the second loop (13B) has a first loop part (13B') and a second loop part (13B''), and a third loop (13C), which passes through the two parts (13B', 13B'') of the loop of the second loop (13B). 14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что трубка (7) является неперфорированной и трубка (7а) является перфорированной.14. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube (7) is non-perforated and the tube (7a) is perforated. 15. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что трубка (7), (7а) расположена концентрически относительно цилиндрического корпуса (2) электрода (1).15. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube (7), (7a) is arranged concentrically with respect to the cylindrical body (2) of the electrode (1). 16. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что трубка (7) выполнена из металла, предпочтительно стали.16. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube (7) is made of metal, preferably steel. 17. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что трубка (7а) выполнена из цветного металла или сплава, предпочтительно алюминия.17. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube (7a) is made of a non-ferrous metal or alloy, preferably aluminium. 18. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что концевой элемент, который прижимается к третьей зоне (6), когда трубка (7) опущена, предусмотрен на конце трубки (7), которая заканчивается над третьей зоной (6).18. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that an end piece which is pressed against the third zone (6) when the tube (7) is lowered is provided at the end of the tube (7) which ends above the third zone (6). 19. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что несущий элемент (12), который прижимается к первой зоне (4) электрода (1), когда трубка (7) опущена, предусмотрен на каждой секции трубки (7), которая проходит внутри цилиндрического корпуса (2).19. The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier element (12), which is pressed against the first zone (4) of the electrode (1) when the tube (7) is lowered, is provided on each section of the tube (7) that passes inside the cylindrical body (2). --