WO2019233549A1 - Selbstbackende elektrode - Google Patents

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WO2019233549A1
WO2019233549A1 PCT/EP2018/064657 EP2018064657W WO2019233549A1 WO 2019233549 A1 WO2019233549 A1 WO 2019233549A1 EP 2018064657 W EP2018064657 W EP 2018064657W WO 2019233549 A1 WO2019233549 A1 WO 2019233549A1
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WO
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zone
loop
tube
holding element
electrode
Prior art date
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PCT/EP2018/064657
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Becker
Stefan Bauer
Original Assignee
Rheinfelden Carbon Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to US15/734,626 priority patent/US11606847B2/en
Priority to CA3102345A priority patent/CA3102345A1/en
Priority to EA202092994A priority patent/EA202092994A1/ru
Priority to AU2019282028A priority patent/AU2019282028A1/en
Priority to BR112020024645-0A priority patent/BR112020024645A2/pt
Priority to EP19727045.7A priority patent/EP3804464A1/de
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/109—Feeding arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B7/06—Electrodes
    • H05B7/08—Electrodes non-consumable
    • H05B7/085—Electrodes non-consumable mainly consisting of carbon
    • H05B7/09—Self-baking electrodes, e.g. Söderberg type electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/107—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes specially adapted for self-baking electrodes

Definitions

  • the invention relates to a device for a self-baking electrodes and a method for operating this device.
  • Söderbergeiektrode self-baking or self-calcining electrodes are to be understood with the following technical principle:
  • An electrode mass (particulate and solid at room temperature), comprising carbon support such as anthracite, petroleum coke, graphite and a coal tar melt which melts by electrically supplied energy and process heat at 1 20 - 200 ° C and forms a liquid to pasty, uncoked mass. Above 500 ° C and above, the electrode mass changes into the solid, ie coked, state, and its electrical resistance decreases.
  • the electrode composition is at temperatures of about 2000 ° C in egg nem graphitized state.
  • this electrode technology is used in electric arc furnaces, for example in the reduction of ferroalloys.
  • the Söderbergeiektrode for smelting reduction furnaces for the production of silicon comprises a cylindrical housing in the form of a sheet metal jacket, wherein within the sheet metal jacket, a continuously extendable graphite electrode is guided, which is correspondingly smaller, ie, has a smaller diameter than the metal jacket.
  • the sheet metal jacket is continuously filled with electrode material, for example in the form of briquettes. crowded.
  • the graphite electrode whose main function is the holding of the Söderberg mass, can be moved within the metal jacket in the vertical direction up and down. As a result of the downward movement of the graphite electrode, the electrode mass is moved within the sheet metal jacket.
  • the graphite electrode is continuously extended by joining together individual graphite electrode pieces.
  • the region in which a graphite electrode piece adjoins and is connected to a further electrode electrode piece is referred to as a nipple zone.
  • the so-called replenishment and lengthening of the graphite electrode prolongs that part of the electrode which is consumed due to the reduction process (so-called electrode burn-up).
  • the energy input from the Elekt rodenmasse the baked and electrically conductive electrode is produced results, on the one hand from the process heat of the furnace and the other from the current passage, which is introduced via contact jaws in the jacket.
  • composite technology As problematic at the Söderbergelektrode with graphite electrode in the core but has ever proven the high thermal conductivity of graphite. The heat transfer within the graphite electrode leads to a large temperature gradient between the electrode surface and the center of the electrode.
  • Object of the present invention is to solve at least one known from the prior art disadvantage.
  • the device according to the invention for a self-baking electrode wherein the Elekt has at least three zones, a first zone with unverkokter kohlenstoffhalti ger mass, a second zone which adjoins the first zone in the carbonaceous mass in a pasty to liquid form and a third Zone which adjoins the second zone, in which the carbonaceous mass is coked, comprises a vertically in the vertical direction (y) raised and lowered tube and an extendable Hal teelement for absorbing tensile forces.
  • the retaining element is a ver longer-term rigid element, such as a rod or an extendable flexible element, such as a rope.
  • Both elements are at least partially made of a temperature-resistant material with a temperature resistance of at least 1 000 ° C.
  • the material used is, for example, a high-temperature steel or materials based on carbon fiber.
  • At least the first and the second zone of the electrode are surrounded by a cylindrical housing.
  • the tube extends partially within the cylindrical housing, passes through the first and second zones and ends above the third zone.
  • the support member extends partially within the tube and partially outside the tube.
  • a first end of the retaining element is detachably connectable with a Befest Trentsele element, a second end of the retaining element opens into the third zone and is anchored there.
  • the pipe serves to exert shear or pressure forces on the carbon-containing mass from. It can be raised and lowered in the vertical direction.
  • the tube has for this purpose corresponding tel on which allow this vertical movement.
  • These means are connected to the structural system structure surrounding the device according to the invention.
  • the means are, for example, two, seen in the vertical direction, against oppositely arranged clamping rings which are connected by a Nachsetzhydraulik example, Verstellzylinder together.
  • the first clamping ring is called the upper clamping ring and the second clamping ring, which is seen in the vertical direction, below the first clamping ring, the so-called lower clamping ring.
  • the tube runs inside these two clamping rings and is clamped by them.
  • the resetting can be described as follows: The lower of the two clamping rings is opened, the upper clamping ring clamps the tube firmly and is lowered hydraulically in the direction of the lower clamping ring. The lower clamping ring is closed and holds the tube by clamping. The upper clamping ring is opened and moved hydraulically to its original position, upwards.
  • the tube is dimensioned so that already existing means for Nachsetz, which were originally used for the graphite electrode, can be used.
  • the tube is moved vertically within the first and second zones, but not within the third zone, since the tube would bake into the carbonaceous mass here.
  • the pipe pushes against the third zone.
  • a termination element is provided which assists the Nachsetzvorgang.
  • the inventive device is at the portion of the tube which runs within the cylindrical housing a connec mer provided, which presses against the first zone of the electrode at a lowering of the tube.
  • This follower supports the movement of the carbonaceous mass relative to the cylindrical housing during readjustment.
  • the driver is designed so that the continuous filling with chunky carbonaceous mass is possible without hindrance.
  • An exemplary embodiment is a star-shaped arrangement of individual ner driver elements on the outside of the tube. Depending on the embodiment, only one driver or one end element or both can be provided on the tube.
  • the tube is arranged concentrically with the cylindrical housing of the electrode. This arrangement is ideal for the distribution of tensile and compressive forces.
  • the tube is made of metal, for example made of steel.
  • a mouth in the third zone should be avoided, as this would lead to a harmful iron entry.
  • the second function of the tube is to protect the extendable retaining element which extends partially within the tube. This is especially true in the first zone where the carbonaceous mass is uncoked Carbonaceous mass is inter alia lumpy, for example in the form of briquettes before, as usual in the Söderberg technology, continuously supplied. In particular, in this zone, the retaining element would otherwise be exposed to high mechanical stress.
  • the retaining element is at least partially made of carbon fibers. Carbon fibers are usually sensitive to shear and bending movements, it requires effective protection against rubbing de and beating stresses, which occurs especially in the first zone. The pipe assumes this protective function.
  • the retaining element serves primarily to hold the electrode. This absorbs an electrode weight of several tons. Furthermore, a temperature resistance of 1 000 ° C and more is to be ensured, since otherwise the holding element could not perform the necessary holding function.
  • the inventive device has the already mentioned verlän gerbare retaining element for receiving tensile forces.
  • a first end of the Garele element is releasably connected to a fastener.
  • the fastening element is designed as a bolt, in which the retaining element can be suspended or as a clamp in which the retaining element can be clamped.
  • the second end of the holding element opens into the third zone.
  • the carbon-containing mass is here in a coked form, that is solid form.
  • the rope comprises a plurality of interconnected loops, a second loop passes through a first loop, and there is a contact region between the first and second loops.
  • a second loop passes through the two loop portions of the second loop, and between the second and third loops there is a contact portion forming the third loop into a first loop portion and a second loop portion Loop part splits (etc.). In this way the rope can be continuously and endlessly extended.
  • the rod comprises a plurality of individual with each other operatively connected rods elements.
  • the individual rod members are connected by operatively connecting their ends to a rod. In this way, the rod is extended continuously.
  • Wirkverbinden example a screw or a connector to ver stand.
  • Vorrich is moved in a first step, by a vertical lowering movement of the tube, the koh lestoff ambience mass of the three zones relative to the housing. This step is repeated periodically until the tube has reached the end of the second zone. Subsequently, the relief of the retaining element by reduction of the holding element we kenden tensile forces, followed by the extension of the retaining element and securing the extended retaining element by means of fastening element. Then the pulling force is applied to the extended holding element and the tube is raised until it is again within the first zone. After, the first step is done again.
  • the extension of the holding element takes place in which the holding element end, which with the Connectable fastener is extended by connecting with at least one further loop or with at least one further rod member.
  • FIG. 1 schematically shows a partial sectional illustration (longitudinal section) through a self-baking electrode with a device according to the invention, wherein the holding element is designed as a cable,
  • FIG. 2 shows schematically a part of the holding element and its construction from the individual loops
  • Figure 3 shows schematically a partial sectional view (longitudinal section) through a self-baking electrode with inventive device, wherein the holding element is designed as a rod with individual rod elements.
  • FIG. 1 shows schematically a partial sectional view through the self-baking electrode with the device according to the invention.
  • the electrode 1 comprises a cylindrical housing 2 in the form of a metal jacket which is continuously filled with lumped carbonaceous material (briquettes).
  • On the cylindrical housing 2 means 9 are arranged, with which the housing can be moved in the vertical direction.
  • These means are connected to the structural system structure which surrounds the device according to the invention (not visible in FIG. bar).
  • the means are, for example, two, in the vertical direction hen hen, oppositely disposed Mantelklemmringe 91 and 92, which are connected by a Nachsetzhydraulik, for example Versetzzylinder 93 together.
  • the first jacket clamping ring 91 is referred to from the upper jacket clamping ring 91 and the second jacket clamping ring 92, which is seen in the vertical direction, below the first Mantelklemmrings, so-called lower Mantelklemmring 92.
  • the cylindrical housing 2, that is, the metal jacket runs inside these two jacket rings 91, 92 and is held by these clamping.
  • the mantle resetting is carried out by mutual opening of the jacket clamping rings 91, 92 and corresponding vertical movements triggered by the Nachsetzhydraulik, ie the Versetzzylinder 93.
  • the Mantel-Nach can be described as follows: The lower of the two Mantelklemmringe 92 is opened, the upper Mantelklemmring 91 holds the cylindrical housing 2 clamped firmly and is hydraulically lowered in the direction of the lower jacket clamping rings 92. The lower clamping ring 92 is closed and holds the cylindrical housing 2 by clamping. The upper jacket clamping ring 91 is geöff net and hydraulically moved to its original position upwards. About so-called contact jaws 3, also arranged on the cylindrical housing 2, the electrode 1 is supplied electrical energy. Another energy source is the thermal energy emitted by the melt.
  • the lumpy carbonaceous mass also referred to as uncoked Söderberg mass
  • a coked Söderberg mass When solid state one speaks of a coked Söderberg mass.
  • the first zone 4 comprises uncoked carbonaceous mass.
  • this mass In the second zone 5, this mass is pasty to liquid and in the third zone 6 in a coked form.
  • Zone 6 is shown only partially in FIG. This zone is that region of the electrode 1 which dips into the reaction zone of the furnace (not visible in FIG. 1).
  • ore Si0 2
  • carbon addition eg charcoal, low-ash coal and wood chips
  • the necessary electrical energy is supplied by electrode 1.
  • the electrode 1 consumes itself.
  • FIG. 1 Shown in FIG. 1 is a tube 7. This is partially arranged outside the electrode (region 71) and partly within the electrode (region 72). A section of the
  • the pipe 7 does not reach the third zone 6, in which the carbon is more coked and thus in solid form.
  • the tube 7 is arranged concentrically to the cylindrical housing 2.
  • a holding element 1 00 is formed as a cable 10.
  • the tube 7 protects the holding element 100 formed as a cable 10 from mechanical damage, in particular in the first zone 4 of the electrode which the carbonaceous mass is unconsolidated, often in the form of sharp kanti gem Glaigem material.
  • a second end 1 02 of the holding element 1 00 which is no longer surrounded by the tube 7, opens in the third zone 6 of the electrode.
  • a first end 101 of the holding element, which lies opposite the second end 1 02, is provided with a
  • the fastening element 11 is, for example, clamping means or, as shown schematically in FIG. 1, a bolt 1100 in which the retaining element 100 formed as a cable 10 is suspended and of which the retaining element 1 00 can be loosened again as a cable 110.
  • the retaining element 100 serves primarily to absorb tensile forces and to hold the electrode 1.
  • the holding element 1 00 In the embodiment shown in Figure 1, the holding element 1 00 alsobil det as a rope 1 0 more interlocking loops 1 3.
  • the first holding element end 01 01 formed as a first loop 1 3 is mounted in the bolt 1 0.
  • the holding element 1 00 designed as a rope 1 0 is continuously extendable in which a loop 1 3 with a second loop 1 3 and the second loop 1 3 with a third loop 1 3 (etc.) is connected.
  • a loop 1 3 is formed as a closed ring.
  • the individual loops are made of carbon fiber. A preferred way these single nen loops 1 3 to connect with each other is shown in Figure 2.
  • Such means 8 are, for example, two clamping rings 81, 82 which are arranged opposite one another in the vertical direction and which are connected to one another by a displacement cylinder 83.
  • the first clamping ring 81 is referred to the upper clamping ring and the second clamping ring, which is seen in the vertical direction, below the ERS th clamping ring, the so-called lower clamping ring 82.
  • the tube extends inner half of these two clamping rings 81, 82 and is held by these clamping ,
  • the repositioning can be described as follows: The lower of the two clamping rings 82 is opened, the upper clamping ring 81 clamps the tube firmly and is lowered hydraulically in the direction of the lower clamping ring 82.
  • the lower clamping ring 82 is closed and holds the tube 7 by clamping.
  • the upper clamping ring 81 is ge opens and hydraulically moved to its original position, upwards.
  • the tube 7 moves within the uncoked carbon-containing mass of the first zone 4 and the pasty to liquid mass of the second zone 5, thereby exerting corresponding thrust and / or pressure forces on the third zone 6.
  • the coked carbonaceous mass from the third zone 6 is consumed.
  • the holding element 1 00 in particular for that region of the holding element which extends in the third zone 6.
  • a driver 1 2 is optionally provided on the outside of the tube 7, which presses against the uncoked carbon-containing mass of the first zone 4 in the vertical movement of the tube 6.
  • the holding element 1 00 is continuously ver longer.
  • FIG 2 parts of the holding element 1 00, formed from individual ver each other connected loops 1 3 of a rope 1 0 are shown.
  • Each of the loops 1 3 is formed in the embodiment shown in Figure 2, as a closed ring.
  • An exemplary material for the loops 1 3 is a fabric of carbon fiber.
  • Schematically represented is the third zone 6 consisting of verkokter solid Söderberg mass.
  • the second holding element end 10 2 comprises two loops 1 3A and 1 3B
  • the two loops 1 3A and 1 3B are connected by a third loop
  • the third loop 1 3C passes through the two loops 1 3A and 1 3 B.
  • the result is a contact region 1 30 between the two loops 1 3A and 1 3B and the third loop 1 3C 2 comprises the loop 1 3C then a first loop portion 1 3C and a second loop portion
  • the next loop 1 3 D passes through these two loop parts, and between the first loop part 1 3C, the second loop part 1 3C "and the loop 1 3 D a contact region 1 3 1 results.
  • the loop 1 3 D comprises a first loop part 1 3D 'and a second loop part 1 3D.
  • a next following loop 1 3E (indicated as a dashed arrow in FIG. 2) passes through the first loop part 1 3D' and the second loop part 1 3D" , The result is a contact area 1 32 between the two loop parts 1 3D 'and 1 3D ".
  • the loop 1 3E comprises a first loop part 1 3 E 'and a second loop part 1 3E ", which are penetrated by the next loop 1 3F (not visible any more in Figure 2.)
  • the holding element comprises 1 00
  • the second holding-element end 1 02 is provided by two loops It is conceivable that instead of the two loops 1 3A and 1 3B another Veran k réelleselement, for example, a kind of hook is used with the help of the second holding element end of the first 1 and 3 3B 02 is anchored in the coarse Söderberg mass.
  • the second holder end 10 2 (not visible in FIG.
  • the first end of the holding element 1 01 comprises a fastening means 1 1, which is formed in the embodiment of Figure 3, for example, as a terminal in which one end of the rod member (21) can be clamped (terminal not visible in Figure 3).

Abstract

Die erfindungsgemässe Vorrichtung für eine selbstbackende Elektrode umfasst eine Elektrode (1) aufweisend mindestens drei Zonen, eine erste Zone (4) mit unverkokter kohlenstoffhaltiger Masse, eine zweite Zone (5) welche an die erste Zone (4) anschliesst in der die kohlenstoffhaltige Masse in einer pastösen bis flüssigen Form vorliegt, eine dritte Zone (6) welche an die zweite Zone (5) anschliesst, in welcher die kohlenstoffhaltige Masse verkokt vorliegt und ein zylindrischen Gehäuse (2), welches mindestens die erste und die zweite Zone (4), (5) ummantelt. Ferner umfasst die Vorrichtung ein in vertikaler Richtung (y) heb-, und senkbares Rohr (7), welches teilweise innerhalb des zylindrischen Gehäuses (2) verläuft, die ersten beiden Zonen (4), (5) passiert und oberhalb der dritten Zone (6) endet und ein verlängerbares Halteelement (100) zur Aufnahme von Zugkräften, welches teilweise innerhalb des Rohrs (7) und teilweise ausserhalb des Rohrs (7) verläuft, wobei ein erstes Ende des Halteelements (101) mit einem Befestigungselement (11) lösbar verbindbar ist, ein zweites Ende des Halteelements (102) in die dritten Zone (6) mündet und dort verankert ist.

Description

Selbstbackende Elektrode
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine selbstbackende Elektroden sowie ein Ver- fahren zum Betrieb dieser Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Die Technologie der selbstbackenden Elektroden, sogenannte Söderbergelektroden, geht auf den Beginn des 20 Jahrhunderts zurück. Unter dem Begriff Söderbergeiektrode sind selbstbackende bzw. selbstkalzinierende Elektroden mit folgendem technischen Prinzip zu verstehen: Eine Elektrodenmasse (stückig und fest bei Raumtemperatur), umfassend Kohlenstoffträger wie Anthrazit, Petrolkoks, Graphit und einem Steinkohleteerpechbin der schmilzt durch elektrisch zugeführte Energie und Prozesswärme bei 1 20 - 200°C auf und bildet eine flüssige bis pastöse, unverkokte Masse. Über 500°C und darüber geht die Elektrodenmasse in den festen, sprich verkokten Zustand über und ihr elektrischer Wider- standswert nimmt ab. An der Elektrodenspitze, welche von einem Plasma oder Lichtbo gen umgeben wird, liegt die Elektrodenmasse bei Temperaturen von über 2000°C in ei nem graphitierten Zustand vor. Primär kommt diese Elektrodentechnologie im Elekt- rolichtbogenofen, beispielsweise bei der Reduktion von Ferrolegierungen zum Einsatz. Die Söderbergeiektrode für Schmelz-Reduktionsöfen zur Produktion von Silizium umfasst ein zylindrisches Gehäuse in Form eines Blechmantels, wobei innerhalb des Blechmantels eine kontinuierlich verlängerbare Graphitelektrode geführt wird, welche entsprechend kleiner ist d.h. einen geringeren Durchmesser aufweist als der Blechmantel. Der Blech mantel wird fortwährend mit Elektrodenmasse, beispielsweise in Form von Briketts, be- füllt. Um den Verlust des Blechmantels durch Abbrand auszugleichen, werden weitere Blechmäntel angeschweisst und der Mantel in vertikaler Richtung versetzt. Die Graphit elektrode, deren Hauptfunktion das Halten der Söderbergmasse ist, kann innerhalb des Blechmantels in vertikaler Richtung auf und ab bewegt werden. Durch die Abwärtsbewe- gung der Graphitelektrode wird die Elektrodenmasse innerhalb des Blechmantels bewegt. Die Graphitelektrode wird durch aneinanderfügen einzelner Graphitelektrodestücke ste tig verlängert. Jener Bereich in welchem ein Graphitelektrodenstück an ein weiteres Gra phitelektrodenstück angrenzt und mit diesem verbunden ist, wird als Nippelzone be zeichnet. Durch das sogenannte Nachsetzen und das Verlängern der Graphitelektrode wird jener Teil der Elektrode, welcher sich aufgrund des Reduktionsprozesses verbraucht (sogenannter Elektrodenabbrand), verlängert. Der Energieeintrag welcher aus der Elekt rodenmasse die gebackene und elektrisch leitfähige Elektrode entstehen lässt, resultiert zum einen aus der Prozesswärme des Ofens und zum anderen aus dem Stromdurchgang, welcher über Kontaktbacken in den Mantel eingeleitet wird. Der Einsatz einer Graphit- elektrode welche im Kern der eigentlichen Söderbergelektrode verläuft, die Elektroden masse entsprechend hält und aufgrund von guter elektrische Leitfähigkeit auch zum Stromtransport beiträgt, hat sich seit Jahren als gängige Technologie bei der Herstellung von Silizium-Metallen durchgesetzt. Man spricht in diesem Zusammenhang von der Composite Technologie. Als problematisch an der Söderbergelektrode mit Graphitelektrode im Kern hat sich je doch die hohe Wärmeleitfähigkeit des Graphits erwiesen. Der Wärmetransport innerhalb der Graphitelektrode führt zu einem großen Temperaturgradienten zwischen Elektroden oberfläche und Elektrodenmitte. Das Nachsetzen, sprich die relative Bewegung der Elekt rodenmasse zum Blechmantel wird dadurch mitunter erschwert. Ferner ist darauf zu ach- ten, dass die Graphitelektrode im Zentrum angeordnet ist, da ansonsten eine ungleich- mässige Stromverteilung zu einem unsymmetrischen Backen führt und damit einherge- hende mechanische Spannungen resultieren, welche die Materialeigenschaften der selbstbackenden Elektrode negativ beeinflussen. In solchen Fällen kommt es vermehrt zu unerwünschten Elektrodenbrüchen. Ferner stellen die Nippelzonen Schwachstellen in der Graphitelektrode dar, welche einen Elektrodenbruch ebenfalls begünstigen. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausfüh rungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die erfindungsgemässe Vorrichtung für eine selbstbackende Elektrode, wobei die Elekt rode mindestens drei Zonen aufweist, eine erste Zone mit unverkokter kohlenstoffhalti ger Masse, eine zweite Zone welche an die erste Zone anschliesst in der die kohlenstoff haltige Masse in einer pastösen bis flüssigen Form und eine dritte Zone welche an die zweite Zone anschliesst, in welcher die kohlenstoffhaltige Masse verkokt vorliegt, um- fasst ein in vertikaler Richtung (y) heb-, und senkbares Rohr und ein verlängerbares Hal teelement zur Aufnahme von Zugkräften. Beim Halteelement handelt es sich um ein ver längerbares starres Element, beispielsweise eine Stange oder ein verlängerbares flexibles Element, beispielsweise ein Seil. Beide Elemente bestehen zu mindestens teilweise aus einem temperaturfesten Material mit einer Temperaturbeständigkeit von mindestens 1 000°C. Als Material kommt z.B. ein hochwarmfester Stahl oder Materialien basierend auf Carbon Faser zum Einsatz. Mindestens die erste und die zweite Zone der Elektrode werden von einem zylindrischen Gehäuse umgeben. Das Rohr verläuft teilweise innerhalb des zylindrischen Gehäuses, passiert die erste und die zweite Zone und endet oberhalb der dritten Zone. Das Halteelement verläuft teilweise innerhalb des Rohrs und teilweise ausserhalb des Rohrs. Ein erstes Ende des Halteelements ist mit einem Befestigungsele ment lösbar verbindbar, ein zweites Ende des Halteelements mündet in die dritte Zone und ist dort verankert. Das Rohr dient dazu Schub- oder Druckkräfte auf die kohlestoffhaltige Masse aus zu üben. Es kann in vertikaler Richtung angehoben und gesenkt werden. Auf diese Weise kann die kohlenstoffhaltige Masse relativ zum zylindrischen Gehäuse bewegt werden. Bei diesem Vorgang spricht man vom Nachsetzen. Das Rohr weist hierzu entsprechende Mit tel auf die diese vertikale Bewegung ermöglichen. Diese Mittel sind mit der baulichen An- lagenstruktur, welche die erfindungsgemässe Vorrichtung umgibt verbunden. Bei den Mitteln handelt es sich beispielsweise um zwei, in vertikaler Richtung gesehen, gegen überliegend angeordnete Klemmringe, welche durch eine Nachsetzhydraulik, beispiels weise Versetzzylinder miteinander verbunden sind. Beim ersten Klemmring spricht man vom oberen Klemmring und beim zweiten Klemmring, welcher in vertikaler Richtung ge- sehen, unterhalb des ersten Klemmrings liegt, vom sogenannten unteren Klemmring. Das Rohr verläuft innerhalb dieser beiden Klemmringe und wird von diesen klemmend gehal ten. Das Nachsetzen kann folgendermaßen beschrieben werden: Der untere der beiden Klemmringe wird geöffnet, der obere Klemmring hält das Rohr klemmend fest und wird hydraulisch in Richtung des unteren Klemmrings abgesenkt. Der untere Klemmring wird geschlossen und hält das Rohr klemmend fest. Der obere Klemmring wird geöffnet und hydraulisch in seine Ausgangsposition, nach oben bewegt.
Bevorzugt ist das Rohr so dimensioniert, dass bereits vorhandene Mittel zum Nachsetzen, welche ursprünglich für die Graphitelektrode eingesetzt wurden, verwendbar sind. Beim Nachsetzen wird das Rohr innerhalb der ersten und der zweiten Zone vertikal bewegt, jedoch nicht innerhalb der dritten Zone, da das Rohr hier in die kohlestoffhaltige Masse einbacken würde. Das Rohr drückt gegen die dritte Zone.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist an einem Ende des Rohrs, welches oberhalb der dritten Zone endet, ein Abschlusselement vorgesehen welches den Nachsetzvorgang unterstützt.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist an jenem Abschnitt des Rohrs welcher innerhalb des zylindrischen Gehäuses verläuft ein Mitneh mer vorgesehen, welcher bei einem Senken des Rohrs gegen die erste Zone der Elektrode drückt. Dieser Mitnehmer unterstützt beim Nachsetzen die Bewegung der kohlenstoff- haltigen Masse relativ zum zylindrischen Gehäuse. Der Mitnehmer ist so ausgestaltet, dass das kontinuierliche Befüllen mit stückiger kohlenstoffhaltiger Masse ungehindert möglich ist. Eine beispielhafte Ausführungsform ist eine sternförmige Anordnung einzel ner Mitnehmerelemente an der Aussenseite des Rohrs. Je nach Ausführungsform kann nur ein Mitnehmer oder ein Abschlusselement oder beides am Rohr vorgesehen sein In einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das Rohr konzentrisch zum zylindrischen Gehäuse der Elektrode angeordnet. Diese Anordnung ist ideal für die Verteilung der Zug- und Druckkräfte.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Rohr aus Metall, beispielsweise aus Stahl gefertigt. Ein Münden in die dritte Zone ist zu vermeiden, da dies zu einem schädlichen Eiseneintrag führen würde.
Die zweite Funktion des Rohrs ist, das verlängerbare Halteelement welches teilweise in nerhalb des Rohrs verläuft zu schützen. Dies trifft insbesondere in der ersten Zone zu in der die kohlenstoffhaltige Masse in unverkokter Form vorliegt.„Unverkokt" bedeutet die kohlenstoffhaltige Masse liegt u.a. stückig, beispielsweise in Form von Briketts vor die, wie bei der Söderbergtechnologie üblich, kontinuierlich zugeführt werden. Insbesondere in dieser Zone wäre das Halteelement ansonsten einer hohen mechanischer Beanspru chung ausgesetzt. In einer beispielshaften Ausführungsform ist das Halteelement zumin- dest teilweise aus Carbon Fasern gefertigt. Carbon Fasern sind in der Regel empfindlich gegen Scher- und Knickbewegungen, es bedarf eines wirksamen Schutzes gegen reiben de und schlagende Beanspruchungen, welche insbesondere in der ersten Zone auftritt. Das Rohr übernimmt diese Schutzfunktion. Das Halteelement dient in erster Linie dazu die Elektrode zu halten. Dieses nimmt ein Elektrodengewicht von mehreren Tonnen auf. Fer- ner ist eine Temperaturbeständigkeit von 1 000°C und mehr zu gewährleisten, da das Halteelement ansonsten die notwendige Haltefunktion nicht ausüben könnte.
Neben dem Rohr weist die erfindungsgemässe Vorrichtung das bereits erwähnte verlän gerbare Halteelement zur Aufnahme von Zugkräften auf. Ein erstes Ende des Halteele ments ist mit einem Befestigungselement lösbar verbunden. In einer bevorzugten Aus- führungsform ist das Befestigungselement als ein Bolzen ausgebildet, in welchen das Halteelement einhängbar ist oder als eine Klemme in welche das Halteelement ein- klemmbar ist. Das zweite Ende des Halteelements mündet in die dritte Zone. Die kohlen stoffhaltige Masse liegt hier in verkokter Form, sprich fester Form vor. Jener Bereich des Halteelements, welcher in dieser Zone verläuft, ist dort„eingebacken", sprich verankert. In einer Ausführungsform umfasst das Seil eine Mehrzahl an miteinander verbundenen Schlaufen. Eine zweite Schlaufe durchgreift eine erste Schlaufe. Zwischen erster und zweiter Schlaufe ist ein Kontaktbereich, der die zweite Schlaufe in einen ersten Schlaufen teil und einen zweiten Schlaufenteil teilt. Eine dritte Schlaufe durchgreift die beiden Schlaufenteile der zweiten Schlaufe. Zwischen der zweiten und der dritten Schlaufe ist ein Kontaktbereich, der die dritte Schlaufe in einen ersten Schlaufenteil und einen zweiten Schlaufenteil teilt (usw.). Auf diese Weise kann das Seil kontinuierlich und endlos verlän gert werden.
In einem Kontaktbereich resultiert eine Verdickung, da hier zwei Schlaufenteile mit einer weiteren Schlaufe in Verbindung stehen. Diese Verdickung hat sich als vorteilhaft für die Verankerung des Halteelements in der kohlenstoffhaltigen Masse insbesondere für jene in der dritten Zone erwiesen.
Die Stange umfasst eine Mehrzahl an einzelner mit einander wirkverbundene Stangen elemente. Die einzelnen Stangenelemente werden durch Wirkverbinden ihrer Enden zu einer Stange verbunden. Auf diese Weise wird die Stange kontinuierlich verlängert. Un- ter Wirkverbinden ist beispielsweise ein Verschrauben oder eine Steckverbindung zu ver stehen.
Beim erfindungsgemässen Verfahren für den Betrieb der erfindungsgemässen Vorrich tung wird in einem ersten Schritt, durch eine vertikale Senkbewegung des Rohrs die koh lestoffhaltige Masse der drei Zonen relativ zum Gehäuse bewegt. Dieser Schritt wird peri- odisch wiederholt, bis das Rohr das Ende der zweiten Zone erreicht hat. Anschliessend erfolgt die Entlastung des Halteelements durch Reduktion der auf das Halteelement wir kenden Zugkräfte, gefolgt von der Verlängerung des Halteelements und Sicherung des verlängerten Halteelements mittels Befestigungselement. Dann wird die Zugkraft auf das verlängerte Halteelement aufgebracht und das Rohr angehoben bis es sich wieder inner- halb der ersten Zone befindet. Nach erfolgt wieder der erste Schritt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Verlängerung des Halteelements in dem das Halteelementende, welches mit dem Befestigungselement verbindbar ist durch Verbinden mit mindestens einer weiteren Schlaufe oder mit mindestens einem weiteren Stangenelement verlängert wird.
KURZE ERLÄUTERUNG ZU DEN FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 zeigt schematisch eine teilweise Schnittdarstellung (Längsschnitt) durch eine selbstbackende Elektrode mit erfindungsgemässer Vorrichtung, wobei das Halteelement als Seil ausgebildet ist,
Figur 2 zeigt schematisch einen Teil des Halteelements und seinen Aufbau aus den einzelnen Schlaufen,
Figur 3 zeigt schematisch eine teilweise Schnittdarstellung (Längsschnitt) durch eine selbstbackende Elektrode mit erfindungsgemässer Vorrichtung, wobei das Halteelement als Stange mit einzelnen Stangenelementen ausgebildet ist.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG In Figur 1 wird schematisch eine teilweise Schnittdarstellung durch die selbstbackende Elektrode mit der erfindungsgemässen Vorrichtung gezeigt. Die Elektrode 1 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 2 in Form eines Blechmantel welches kontinuierlich mit stückiger kohlenstoffhaltiger Masse (Briketts) befüllt wird. Am zylindrischen Gehäuse 2 sind Mittel 9 angeordnet, mit welchen das Gehäuse in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Man spricht vom Mantel-Nachsetzen. Diese Mittel sind mit der baulichen Anlagenstruk tur, welche die erfindungsgemässe Vorrichtung umgibt verbunden (in Figur 1 nicht sicht- bar). Bei den Mitteln handelt es sich beispielsweise um zwei, in vertikaler Richtung gese hen, gegenüberliegend angeordnete Mantelklemmringe 91 und 92, welche durch eine Nachsetzhydraulik, beispielsweise Versetzzylinder 93 miteinander verbunden sind. Beim ersten Mantelklemmring 91 spricht man vom oberen Mantelklemmring 91 und beim zweiten Mantelklemmring 92, welcher in vertikaler Richtung gesehen, unterhalb des ersten Mantelklemmrings liegt, vom sogenannten unteren Mantelklemmring 92. Das zylindrische Gehäuse 2, sprich der Blechmantel verläuft innerhalb dieser beiden Mantel klemmringe 91 , 92 und wird von diesen klemmend gehalten. Das Mantel-Nachsetzen erfolgt durch wechselseitiges Öffnen der Mantelklemmringe 91 , 92 und entsprechende vertikale Bewegungen ausgelöst durch die Nachsetzhydraulik, sprich der Versetzzylinder 93. Das Mantel-Nachsetzen kann folgendermaßen beschrieben werden: Der untere der beiden Mantelklemmringe 92 wird geöffnet, der obere Mantelklemmring 91 hält das zylindrische Gehäuse 2 klemmend fest und wird hydraulisch in Richtung des unteren Mantelklemmringe 92 abgesenkt. Der untere Klemmring 92 wird geschlossen und hält das zylindrische Gehäuse 2 klemmend fest. Der obere Mantelklemmring 91 wird geöff net und hydraulisch in seine Ausgangsposition nach oben bewegt. Über sogenannte Kontaktbacken 3, ebenfalls angeordnet am zylindrischen Gehäuse 2, wird der Elektrode 1 elektrische Energie zugeführt. Als eine weitere Energiequelle dient die vom Schmelzgut abgegebene thermische Energie. Durch den Energieeintrag, geht die stückige kohlen- stoffhaltige Masse, auch als unverkokte Söderbergmasse bezeichnet, in einen pastösen bis flüssigen und anschliessend in einen festen Zustand über. Beim festen Zustand spricht man auch von einer verkokten Söderbergmasse. In Figur 1 ist dies vereinfacht als drei Zonen 4, 5 und 6 dargestellt. Die erste Zone 4 umfasst unverkokte kohlenstoffhaltige Masse. In der zweiten Zone 5 liegt diese Masse in pastöser bis flüssiger und in der dritten Zone 6 in verkokter Form vor. Zone 6 ist in Figur 1 nur teilweise dargestellt. Bei dieser Zone handelt es sich um jenen Bereich der Elektrode 1 welcher in die Reaktionszone des Ofens eintaucht (in Figur 1 nicht sichtbar). In der Reaktionszone des Ofens wird Erz (Si02) durch Kohlenstoffzugabe (z.B. Holzkohle, aschearme Kohle und Holzschnitzel) zu metal lischem Silizium reduziert. Die notwendige elektrische Energie (Lichtbogen oder Plasma) wird durch Elektrode 1 zugeführt. Die Elektrode 1 verbraucht sich dabei.
In Figur 1 dargestellt ist ein Rohr 7. Dieses ist teilweise ausserhalb der Elektrode ( Bereich 71 ) und teilweise innerhalb der Elektrode (Bereich 72 ) angeordnet. Ein Abschnitt des
Rohrs 7, welcher im Bereich 72 angeordnet ist, passiert die erste und die zweite Zone 4, 5. Das Rohr 7 erreicht die dritte Zone 6, in welcher der Kohlenstoff verkokter und damit in fester Form vorliegt, nicht. In der in Figur 1 schematisch dargestellten Ausführungsform ist das Rohr 7 konzentrisch zum zylindrischen Gehäuse 2 angeordnet. Wie in Figur 1 ebenfalls ersichtlich, verläuft teilweise innerhalb des Rohrs 7 ein Halteelement 1 00 ausgebildet als Seil 1 0. Das Rohr 7 schützt das Halteelement 1 00 ausgebildet als Seil 1 0 vor mechanischer Beschädigung, insbesondere in der ersten Zone 4 der Elektrode, in welcher die kohlenstoffhalte Masse unverkokt, häufig in Form von scharfkanti gem stückigem Material vorliegt. Anders als das Rohr 7 mündet ein zweites Ende 1 02 des Halteelements 1 00, welches nicht mehr vom Rohr 7 umgeben wird, in der dritten Zone 6 der Elektrode. Es ist dort in der verkokten kohlestoffhaltigen Masse fixiert, sprich„eingebacken" (zweites Ende 1 02 des Halteelements 1 00 in Figur 1 nicht vorständig sichtbar) . Ein erstes Ende 101 des Halteelements, welches dem zweiten Ende 1 02 gegenüber liegt, ist mit einem Befestigungselement 1 1 lösbar verbunden. Beim Befestigungselement 1 1 handelt es sich beispielsweise um Klemmmittel oder, wie in Figur 1 schematisch gezeigt, um einen Bolzen 1 1 0 in welchem das Halteelement 1 00 ausgebildet als Seil 1 0 einge hängt ist und von welchem das Halteelement 1 00 ausgebildet als Seil 1 0 wieder gelöst werden kann. Das Halteelement 1 00 dient in erster Linie dazu Zugkräfte aufzunehmen und die Elektrode 1 zu halten. In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst das Halteelement 1 00 ausgebil det als Seil 1 0 mehrere ineinander greifende Schlaufen 1 3. Das erste Halteelementende 1 01 ausgebildet als erste Schlaufe 1 3 ist im Bolzen 1 0 eingehängt. Das Halteelement 1 00, ausgebildet als Seil 1 0 ist kontinuierlich verlängerbar in dem eine Schlaufe 1 3 mit einer zweiten Schlaufe 1 3 und die zweite Schlaufe 1 3 mit einer dritte Schlaufe 1 3 (usw. ) verbunden wird. Eine Schlaufe 1 3 ist als ein geschlossener Ring ausgebildet. Die einzel nen Schlaufen sind aus Carbon Faser gefertigt. Eine bevorzugte Möglichkeit diese einzel nen Schlaufen 1 3 mit einander zu verbinden ist in Figur 2 dargestellt.
In jenem Bereich 71 des Rohrs 7, welcher ausserhalb der Elektrode verläuft, sind Mittel 8 zum vertikalen Bewegen des Rohrs 7 vorgesehen. Diese Mittel sind mit der baulichen Anlagenstruktur, welche die erfindungsgemässe Vorrichtung umgibt verbunden (in Figur 1 nicht sichtbar).
Bei solchen Mitteln 8 handelt es sich beispielsweise um zwei, in vertikaler Richtung ge genüber angeordnete Klemmringe 81 , 82, welche durch einen Versetzzylinder 83 mitei- nander verbunden sind. Beim ersten Klemmring 81 spricht man vom oberen Klemmring und beim zweiten Klemmring, welcher in vertikaler Richtung gesehen, unterhalb des ers ten Klemmrings liegt, vom sogenannten unteren Klemmring 82. Das Rohr verläuft inner halb dieser beiden Klemmringe 81 , 82 und wird von diesen klemmend gehalten. Das Nachsetzen kann folgendermaßen beschrieben werden: Der untere der beiden Klemm- ringe 82 wird geöffnet, der obere Klemmring 81 hält das Rohr klemmend fest und wird hydraulisch in Richtung des unteren Klemmrings 82 abgesenkt. Der untere Klemmring 82 wird geschlossen und hält das Rohr 7 klemmend fest. Der obere Klemmring 81 wird ge öffnet und hydraulisch in seine Ausgangsposition, nach oben bewegt. Bei Betätigung der Mittel 8 bewegt sich das Rohr 7 innerhalb der unverkokten kohlen stoffhaltigen Masse der ersten Zone 4 und der pastös bis flüssigen Masse der zweiten Zone 5 und übt dabei entsprechende Schub-, und/oder Druckkräfte auf die dritte Zone 6 aus. Im Reduktionsprozess wird die verkokte kohlenstoffhaltige Masse aus der dritten Zone 6 verbraucht. Gleiches gilt auch für das Halteelement 1 00, insbesondere für jenen Bereich des Halteelements, welcher in der dritten Zone 6 verläuft. Durch das Nachsetzen erfolgt die kontinuierliche Zufuhr an verkokter kohlenstoffhaltiger Masse, welche durch den kontinuierlichen Elektrodenabbrand stetig aufgebraucht wird. Zur Unterstützung des Nachsetzvorgangs, ist an der Aussenseite des Rohrs 7 optional ein Mitnehmer 1 2 vorge- sehen, welcher bei der vertikalen Bewegung des Rohres 6 gegen die unverkokte kohlen stoffhaltige Masse der ersten Zone 4 drückt. Das Halteelement 1 00 ist kontinuierlich ver längerbar. In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform wird die Schlaufe 1 3, welche das erste Ende 1 01 des Halteelements 1 00 bildet vom Bolzen 1 1 0 gelöst und mit einer weite ren Schlaufe 1 3, welche dann wieder in den Bolzen 1 1 0 eingehängt wird verbunden. Auf diese Weise wird das Halteelement 1 00 kontinuierlich, nach Bedarf verlängert.
In Figur 2 sind Teile des Halteelements 1 00, ausgebildet aus einzelnen miteinander ver bundenen Schlaufen 1 3 eines Seils 1 0 dargestellt. Jede der Schlaufen 1 3 ist, in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform, als ein geschlossener Ring ausgebildet. Ein bei spielhaftes Material für die Schlaufen 1 3 ist ein Gewebe aus Carbon Faser. Schematisch dargestellt ist die dritte Zone 6 bestehend aus verkokter fester Söderbergmasse. In dieser dritte Zone ist das zweite Halteelementende 1 02„eingebacken" sprich fixiert. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform umfasst das zweite Halteelementende 1 02 zwei Schlaufen 1 3A und 1 3B. Die beiden Schlaufen 1 3A und 1 3B sind durch eine dritte Schlaufe 1 3C miteinander verbunden. Die dritte Schlaufe 1 3C durchgreift dabei die bei- den Schlaufen 1 3A und 1 3 B. Es resultiert ein Kontaktbereich 1 30 zwischen den beiden Schlaufen 1 3A und 1 3 B und der dritten Schlaufe 1 3C. Wie in Figur 2 dargestellt, umfasst die Schlaufe 1 3C dann einen ersten Schlaufenteil 1 3C und einen zweiten Schlaufenteil
1 3C". Die nächstfolgende Schlaufe 1 3 D durchgreift diese beiden Schlaufenteile. Zwi schen dem ersten Schlaufenteil 1 3C, zweiten Schlaufenteil 1 3C" und der Schlaufe 1 3 D resultiert dann ein Kontaktbereich 1 3 1 . Die Schlaufe 1 3 D umfasst einen ersten Schlau- fenteil 1 3D' und einen zweiten Schlaufenteil 1 3D". Eine nächstfolgende Schlaufe 1 3E (in Figur 2 als strichlinierter Pfeil angedeutet) durchgreift den ersten Schlaufenteil 1 3D' und den zweiten Schlaufenteil 1 3D". Es resultiert ein Kontaktbereich 1 32 zwischen den beiden Schlaufenteilen 1 3D' und 1 3D”. Die Schlaufe 1 3E umfasst einen ersten Schlaufenteil 1 3 E' und einen zweiten Schlaufenteil 1 3E", welche von der nächstfolgen- den Schlaufe 1 3F durchgriffen werden (in Figur 2 nicht mehr sichtbar). Je nach ge wünschter Länge umfasst das Halteelement 1 00 eine bestimmte Anzahl an Schlaufen, die in der vorgängig beschriebenen Art miteinander verbunden sind. In der in Figur 2 dar gestellten Ausführungsform eines Halteelements 1 00, wie es bei der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung zum Einsatz kommt, ist das zweite Halteelementende 1 02 durch zwei Schlaufen 1 3A und 1 3B ausgebildet, welche durch die dritte Schlaufe 1 3C verbunden sind. Es ist denkbar, dass anstelle der beiden Schlaufen 1 3A und 1 3B ein anderes Veran kerungselement, beispielsweise eine Art Haken zum Einsatz kommt, mit Hilfe das zweite Halteelementende 1 02 in der verkokten Söderbergmasse verankert ist. Das zweite Hal teelementende 1 02 (in Figur 2 nicht sichtbar) ist in einer bevorzugten Ausführungsform in der gleichen Art ausgebildet wie beispielsweise die in Figur 2 dargestellte Schlaufe 1 3D. Die beiden Schlaufenteile 1 3D' und 1 3 D" sind in den Bolzen 1 0 eingehängt (vgl. Figur 1 ) und bilden das Ende des Halteelements 1 00. Alternativ kann zwischen den Schlaufentei len und dem Bolzen 1 0 ein zusätzliches weiteres Verankerungselement, z.B. ebenfalls ein Haken vorgesehen sein, der die beiden Schlaufenteile mit dem Bolzen verbindet. Figur 3 zeigt die Darstellung aus der Figur 1 mit dem Unterschied, dass das Halteelement 1 00 als eine Stange 20 aufgebaut aus einzelnen Stangenelementen 21 ausgebildet ist. Durch Aneinanderreihung der Stangenelemente (21 ) kann die Stange (20) nach Bedarf verlängert werden. Die Stangenelemente (21 ) sind an Ihren Enden wirkverbunden, bei spielsweise durch eine Steck-, oder eine Schraubverbindung.
Das erste Ende des Halteelements 1 01 umfasst ein Befestigungsmittel 1 1 , welches in der Ausführungsform der Figur 3 beispielsweise als Klemme ausgebildet ist in welchen ein Ende des Stangenelements ( 21 ) einklemmbar ist ( Klemme in Figur 3 nicht sichtbar).
BEZEICHNUNGSLISTE
1 Elektrode
2 Zylindrisches Gehäuse 3 Kontaktbacken
4 erste Zone (unverkokte Söderbergmasse)
5 zweite Zone ( pastös bis flüssige Söderbergmasse)
6 dritte Zone (verkokte, feste Söderbergmasse)
7 Rohr 71 Rohrbereich ausserhalb der Elektrode
72 Rohrbereich innerhalb der Elektrode
8 Mittel zum vertikalen Bewegen des Rohrs 9 Mittel zum vertikalen Bewegen des zylindrischen Gehäuses
10 Seil
100 Halteelement
101 erstes Halteelementende
102 zweites Halteelementende
11 Befestigungselement,
12 Mitnehmer
13 A, B, C Schlaufen

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung für eine selbstbackende Elektrode ( 1 ), die Elektrode ( 1 ) aufweisend mindestens drei Zonen, eine erste Zone (4) mit unverkokter kohlenstoffhaltiger Masse, eine zweite Zone ( 5 ) welche an die erste Zone (4) anschliesst in der die kohlenstoffhaltige Masse in einer pastösen bis flüssigen Form vorliegt, eine dritte
Zone (6) welche an die zweite Zone (5) anschliesst, in welcher die kohlenstoffhal tige Masse verkokt vorliegt, ein zylindrischen Gehäuse (2), welches mindestens die erste und die zweite Zone (4), ( 5) ummantelt, die Vorrichtung gekennzeichnet durch, ein in vertikaler Richtung (y) heb-, und senkbares Rohr (7), welches teilweise in nerhalb des zylindrischen Gehäuses ( 2) verläuft, die ersten beiden Zonen (4), (5) passiert und oberhalb der dritten Zone (6) endet, ein verlängerbares HalteelementO 00) zur Aufnahme von Zugkräften, welches teilweise innerhalb des Rohrs ( 7) und teilweise ausserhalb des Rohrs (7) verläuft, wobei ein erstes Ende des Halteelements ( 1 01 ) mit einem Befestigungselement
( 1 1 ) lösbar verbindbar ist, ein zweites Ende des Halteelements ( 1 02) in die dritten Zone (6) mündet und dort verankert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim verlän gerbaren Halteelement ( 1 00) um ein verlängerbares starres Element oder ein ver- längerbares flexibles Element handelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim verlän gerbaren starren Element um eine Stange ( 20) handelt, welche mindestens teilwei- se aus einen temperaturfesten Material mit einer Temperaturbeständigkeit von mindestens 1 000°C besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim verlän gerbaren flexiblen Element um ein Seil ( 1 0) handelt, welche mindestens teilweise aus einen temperaturfesten Material mit einer Temperaturbeständigkeit von min destens 1 000°C besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil ( 1 0) eine Mehrzahl an Schlaufen ( 1 3) umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schlau- fen ( 1 3 ) zumindest teilweise aus Carbon Faser gefertigt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange ( 20) eine Mehrzahl an einzelner miteinander wirkverbundener Stangenelemente (21 ) umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass mindestens das erste Ende des Halteelements ( 1 01 ) als eine Schlaufe ( 1 3 ) oder als ein Stangenelement (21 ) ausgebildet ist, wobei die Schlaufe ( 1 3 ) oder das Stangenelement (21 ) lösbar mit dem Befestigungselement ( 1 1 ) verbindbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement ( 1 00) ausgehend von seinem ersten Ende ( 1 01 ) durch Verbindung mehrerer einzelner Schlaufen ( 1 3 ) oder mehrerer einzelner Stangen elemente ( 21 ) kontinuierlich verlängerbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass an einem Ende des Rohrs (7), welches oberhalb der dritten Zone (6) en det, ein Abschlusselement vorgesehen ist, welches beim Senken des Rohrs (7) ge gen die dritte Zone (6) drückt.
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass an jenem Abschnitt des Rohrs welcher innerhalb des zylindrischen Gehäu ses ( 2) verläuft ein Mitnehmer ( 1 2) vorgesehen ist, welcher beim Senken des Rohrs (7) gegen die erste Zone (4) der Elektrode ( 1 ) drückt.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass das Rohr (7 ) konzentrisch zum zylindrischen Gehäuse (2) der Elektrode
( 1 ) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Rohr (7) aus Metall, vorzugsweise Stahl gefertigt ist.
14. Halteelement ( 1 00) umfassend eine Mehrzahl an miteinander verbundenen Schlaufen ( 1 3 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement eine erste Schlau fe ( 1 3A) aufweist, eine zweite Schlaufe ( 1 3B) die erste Schlaufe ( 1 3A) durchgreift, zwischen erster und zweiter Schlaufe ( 1 3A, 1 3B) ein Kontaktbereich gebildet ist, und die zweite Schlaufe ( 1 3 B) einen ersten Schlaufenteil ( 1 3 B') und einen zweiten Schlaufenteil ( 1 3 B" ) aufweist und eine dritte Schlaufe ( 1 3C) die beiden Schlaufen- teile ( 1 3B', 1 3B") der zweiten Schlaufe ( 1 3B) durchgreift.
15. Halteelement ( 1 00) nach Anspruch 1 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzel nen Schlaufen ( 1 3A-C) zumindest teilweise aus Carbon Faser bestehen.
16. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung gemäss einem der vorangegangenen An sprüche 1 bis 1 3, gekennzeichnet durch, einen ersten Schritt, umfassend ein Bewegen der kohlenstoffhaltigen Masse der drei Zonen (4, 5 , 6) relativ zum zylindrischen Gehäuse ( 2) durch eine vertikale 5 Senkbewegung des Rohrs (7), periodische Wiederholung des ersten Schritts bis das Rohr (7) das Ende der zweite Zone ( 5) erreicht hat, anschliessend
Entlastung des Halteelements ( 1 00) durch Reduktion der auf das Halteele- ment( 1 00) wirkenden Zugkräfte, 0 Verlängerung des Halteelements ( 1 00) und Sicherung des verlängerten Halteele ments ( 1 00) mittels eines Befestigungselements ( 1 1 ),
Aufbringung einer Zugkraft auf das verlängerte Halteelement(9'),
Anheben des Rohrs (7 ) bis dieses sich wieder innerhalb der ersten Zone (4) befin det, 5 erneuter Beginn mit dem ersten Schritt.
17. Verfahren nach Anspruch 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung des Halteelements ( 1 00) erfolgt, in dem das Ende des Halteelements ( 1 01 ), welches in das Befestigungselement ( 1 1 ) verbindbar ist durch Verbinden mit mindestens einer weiteren Schlaufe ( 1 3 ) oder mit mindestens einem weiteren Stangenelement (2 1 )0 verlängert wird.
18. Elektrode ( 1 ) umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorangegangenen An sprüche 1 bis 1 6.
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