BR0300960B1 - sistema para grafitar corpos de carbono. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAPARA GRAFITAR CORPOS DE CARBONO"

Descrição

A invenção refere-se a um método para recozimento e grafitaçãode corpos de carbono impregnados de piche em uma etapa do método. Ainvenção também refere-se a uma concha de fornalha que é adequada parao método acima mencionado, pode ser vedado de uma maneira estanque agás amplamente e é de uma fornalha de grafitação longitudinal do tipo Cas-tner para se executar o método acima mencionado.

A produção de corpos de carbono grafitados é uma técnica quetem sido dominada até agora por mais de uma centena de anos e é aplicadaindustrialmente em uma larga escala e, por conseguinte, tem sido aprimoradaem muitos aspectos e otimizada com respeito aos custos. Uma das descri-ções dessa técnica pode ser encontrada em ULLMANN's ENCYCLOPEDIAOF INDUSTRIAL CHEMISTRY, Vol. A5, publicada por VCH Verlagsge-sellschaft mbH, Weinheim, de 1986, nas páginas de 103 a 113.

Uma característica significativa dessa técnica é a reimpregnaçãoe recozimento dos corpos de carbono. Essas etapas do método são neces-sárias, porque os corpos de carbono grafitados devem ter uma densidademínima, resistência e condutividade mínimas a fim de satisfazer as exigênci-as com respeito à aplicação dos corpos de carbono grafitados. Essas etapasdo método são associadas com manuseio oneroso dos corpos de carbono,isto é, os corpos de carbono devem ser repetidamente inseridos em autocla-ves de impregnação, removidos, inseridos em fornalhas de carbonização eremovidos outra vez.

Por conseguinte, não existe qualquer necessidade de tentativaspara combinar as etapas do método, para permitir que uma ou mais etapasdesse método sejam omitidas, por meio de materiais crus trocados, receitastrocadas para misturas de material cru ou técnicas otimizadas para "produ-ção verde".

Uma outra tentativa para se manusear menos etapas de métodoconsistia em combinar a última etapa de recozimento com a etapa de grafi-tação final. Ensaios com fornalhas de Acheson das últimas décadas são co-nhecidos. Essa assim chamada "grafitação transversa" é menos econômicado que a "grafitação longitudinal" muito difundida hoje, em que os corpos decarbono estão dispostos nas fornalhas de tal modo que a corrente elétricaflui diretamente através dos corpos de carbono paralela ao seu eixo longitu-dinal. Corpos de carbono reimpregnados são, por conseguinte, instaladosem fornalhas de grafitação transversa e, então, tentativas são feitas para seobter recozimento e grafitação em uma etapa do método ou em uma vida defornalha com exatamente uma etapa para instalar os corpos reimpregnadose uma de remover os corpos de carbono então grafitados. Através do termo"vida de fornalha", quando também adicionalmente usado abaixo, o que épara ser entendido é como a seguir: corpos de carbono reimpregnados ounão-impregnados são inseridos em uma fornalha de grafitação e circunda-dos com uma vedação de isolamento térmico, preferivelmente consistindoem carvão de coque. Por meio da passagem de corrente contínua atravésde vedação e através de corpos de carbono, os últimos são aquecidos, como aquecimento sendo então efetuado a partir de temperatura ambiente até atemperatura de grafitação (até 3000°C) usando-se um programa de tempe-ratura/tempo predeterminado. A temperatura de pico pode ser mantida porum curto período de tempo. Seguindo isso, a corrente é interrompida e comisso a fornalha inteira resfria, algo que, dependendo da massa total dos cor-pos de carbono, a vedação e os componentes de fornalha, pode levar diver-sos dias.

Uma fornalha de grafitação longitudinal em que os eletrodos decarbono são grafitados como uma coluna sem uma vedação de isolamentocircundante é descrita na publicação do pedido de patente alemão DE 24 57923. A esse respeito, essa fornalha não é uma fornalha de grafitação longi-tudinal do tipo Castner. De maneira que os eletrodos não são atacados pelooxigênio no ar durante o tratamento térmico, a coluna de eletrodo é circun-dada por paredes côncavas resfriadas a água que estão forradas no interiorcom feltro de grafite, e o espaço oco entre a coluna de eletrodo e as paredesé nivelado com gás protetor. O ensinamento deste relatório descritivo nãoespecifica que corpos de carbono (re-)impregnados são inseridos na forna-lha; ao contrário, há discussão de "corpos de carbono", vide pág. 6, primeiroparágrafo, 4a e 9a linhas e também o 3o parágrafo, 1a linha, isto é, de carbonocozido o qual desprende muito pouco gás de carbonização de baixa tempe-ratura ou gás craqueado durante o tratamento térmico. Recozimento e gra-fitação em uma etapa do método não são ensinados para esse tipo específi-co de fornalha.

O relatório descritivo da patente US 5.299.225 provê ensina-mentos com respeito à fornalha de grafitação longitudinal do tipo Heroult ouCastner em que uma coluna de eletrodos de carbono são circundados poruma vedação de isolamento de grãos de carvão de coque durante o trata-mento térmico. A coluna de eletrodos de carbono e a vedação de isolamentocircundante de grãos de carvão de coque, de acordo com o ensinamentodesse relatório descritivo, estão localizadas em uma concha de fornalha es-tanque a gás consistindo em componentes metálicos e cerâmicos, vide colu-na 2, linhas 40 a 45, e cobertos por uma coifa. Por meio desse dispositivo épossível para gases de carbonização de baixa temperatura ou gases cra-queados, os quais se desenvolvem durante o tratamento térmico, serem co-letados e dispostos facilmente. Nesse relatório descritivo, no entanto, não éensinado que o recozimento e grafitação são realizados em uma etapa dométodo.

Um método para combinar a etapa de recozimento e grafitação édescrito no relatório descritivo DE 22 24 905. De acordo com isso, os corposde carbono que são orientados transversalmente com relação ao fluxo cor-rente são instalados na fornalha em uma pluralidade de camadas uma acimada outra. As camadas mais baixas consistem em corpos de carbono que sãoreimpregnadas com piche e as camadas mais altas consistem em corpos decarbono não-impregnados. Desse modo, por um lado a quantidade de picheintroduzida na fornalha foi reduzida. Por outro lado, por meio desse arranjodos corpos de carbono, a distribuição de temperatura na fornalha foi influen-ciada de um modo favorável durante a vida da fornalha. Uma temperaturamais alta começa, a saber, estabelecida na porção superior da fornalha, cujatemperatura efetuou uma subseqüente decomposição dos gases craquea-dos problemáticos que se desenvolveram a partir do piche na porção inferiorda fornalha para dar menos gases problemáticos. Esse método não foi aca-bado para sucesso em prática e no fim falharam com respeito aos gasescraqueados resultantes. Isso pode ser explicado como a seguir:

Os corpos de carbono cozidos têm uma porosidade considerávelna ordem de magnitude de 20 a 50% por volume depois do cozimento inicial.Os poros são enchidos com piche durante a (re-) impregnação. Se os corposde carbono (re-) impregnados são instalados em uma fornalha Achesoncomparativamente em largas quantidades de, por exemplo, algumas deze-nas de toneladas, algumas poucas toneladas de piche são também introdu-zidas na fornalha. Quando os corpos de carbono (re-)impregnados sãoaquecidos, o piche primeiro se torna mole e, então, líquido até se decomporgraças a adicionais temperaturas em elevação. Do piche de impregnaçãodesenvolver-se aí em carbono sólido (carvão de coque) e gases craqueadosvoláteis os quais são compostos de um espectro extraordinariamente largode compostos de hidrocarboneto, iniciando com alcatrões e óleos de baixamolécula, tais como CH4 ou CO. Em baixas taxas de aquecimento, peque-nos volumes de gases craqueados voláteis desenvolvem a partir do piche deimpregnação por unidade de tempo; em altas taxas de aquecimento largosvolumes desenvolvem.

Temperaturas finais muito altas de, por exemplo, 3000°C são al-cançadas em períodos comparativamente curtos de tempo de, por exemplo, 15a 25 horas, o que significa, altas taxas de aquecimento são alcançadas, emfornalhas de grafitação. Em comparação, temperaturas finais de, por exem-plo, 1000°C são alcançadas em períodos comparativamente longos de tem-po de, por exemplo, sete dias em fornalhas de carbonização. A alta taxa deaquecimento dá origem, de uma maneira desfavorável, ao desenvolvimentode quantidades extraordinariamente largas de gases craqueados voláteis dopiche de impregnação. O sistema de grafitação, a estrutura adjacente e tam-bém o meio ambiente são carregados para exceder por meio desses gasesindesejáveis; a produção de acordo com esse método não é, por conse-guinte, adequada.

O objetivo, por conseguinte, consistido em combinar as etapasdo método de recozimento e grafitação em uma etapa do método quandoproduzindo corpos de carbono grafitados e, por conseguinte para proveruma fornalha de grafitação adequada, moderna e operando economica-mente. Um objetivo adicional foi construir as unidades importantes da forna-lha, tais como as extremidades, concha e cobertura da fornalha, de tal modoestanque a gás que uma mudança na pressão de gás na fornalha possa serpermanentemente mantida na faixa de +"IOPa a -40Pa com relação à pres-são de ar circundante.

Por meio de tal sistema e do seu uso, por um lado uma situaçãoé alcançada onde em vez de correr através de duas etapas separadas demétodo (no primeiro exemplo cozimento e então grafitação) os corpos decarbono só correm através de uma vida de fornalha e, por conseguinte, éexigido menos manuseio de toda a tonelagem de corpos de carbono grafita-dos que é produzida. Por outro lado, os gases craqueados os quais se des-envolvem do piche de impregnação são coletados pela fornalha de recozi-mento e grafitação selada e o meio ambiente não é carregado a uma exten-são inadmissível.

O objetivo é alcançado por meio de um método de acordo com aparte de caracterização da reivindicação 1 e por meio de uma concha defornalha para uma fornalha de grafitação de acordo com a parte de caracte-rização da reivindicação 8. As temperaturas do processo exigem que, porexemplo, as fornalhas de carbonização não devam ser usadas para a com-binação das duas etapas do método, recozimento e grafitação, porque essasfornalhas não resistiriam às altas temperaturas durante a grafitação, masque em vez disso, fornalhas de grafitação deveriam ser usadas em que astemperaturas de carbonização somente representam um estágio intermediá-rio antes das temperaturas de grafitação serem alcançadas. Foi explanadode um modo correspondente com respeito à técnica anterior que tentativasforam feitas para se obter recozimento e grafitação em uma fornalha Ache-son e métodos foram descritos com respeito a isso. Para solução do objetivopresente, uma fornalha do tipo Castner de operação moderna e econômicafoi selecionada em vez da fornalha de grafitação do tipo Acheson. Com afornalha de tal espécie, foram realizados recozimento e grafitação em umaetapa do método ou em uma vida de fornalha.

Fornalhas de grafitação longitudinal do tipo Castner têm duasextremidades de fornalha e uma cama de fornalha estendida que se aloja nomeio e é feita de uma vedação de carvão de coque, na qual estão dispostosos corpos de carbono que são para serem grafitados, cujos corpos por suavez são cobertos com uma vedação de carvão de coque para os propósitosde vedação. Dado tal arranjo de abertura semelhante à pilha, é impossívelregular a pressão e composição da atmosfera acima desse sistema deabertura do tipo Castner. A regulagem da atmosfera de fornalha é somentebem sucedida se a fornalha for largamente vedada. De acordo com a inven-ção, a fornalha de grafitação do tipo Castner é tão estanque a gás que umamudança na pressão de gás na fornalha pode ser permanentemente manti-da na faixa de +10Pa a -40Pa com relação à pressão de ar circundante.

De acordo com a invenção, a fornalha de grafitação do tipoCastner tem tal concha estanque a gás consistindo em materiais ligados, decerâmica, semelhantes a concreto ou metálicos ou uma combinação dessesmateriais, incluindo a cobertura, que uma mudança na pressão de gás nafornalha possa ser permanentemente mantida na faixa de +"IOPa a -40Pacom relação à pressão de ar circundante.

As consideráveis mudanças em temperatura na fornalha depoisde muitas vidas de fornalha dão origem a craques ou distorções na conchase o último for feito de tijolo de cerâmica. Tais conchas craqueadas ou de-formadas somente podem ser retornados a uma condição largamente estan-que a gás com dificuldade. Seria necessário reconstruir a fornalha com umaconcha estanque.

Na literatura, conchas para fornalhas de grafitação são descritasde que somente consiste em elementos metálicos, preferivelmente de lâminade aço. No entanto, como apresentado no caso do pedido internacional WO87/06685, esses não têm o objetivo de prover um contêiner altamente es-tanque a fluido para o processo de grafitação, mas em vez disso a cama defornalha total é para ser transportável sem esforço. No caso de tais fornalhasde gravitação "normais", não é também o objetivo remover quantidadescomparativamente grandes de gases craqueados, porque os corpos de car-bono são inseridos na fornalha no estado carbonizado, não-impregnados.

Em contraste com o sistema de acordo com WO 87/06685, uma combinaçãode elementos concretos e elementos metálicos forneceu a solução de acor-do com a invenção para o objetivo que é estabelecido aqui. A fornalha degrafitação do tipo Castner contém tal concha estanque a gás de acordo coma invenção, feito de montagens dispostas ao longo do comprimento da for-nalha de grafitação e consistindo em, em cada caso, um elemento de lâminade aço, um compensador de lâmina de aço e uma aresta de concreto paraisolamento elétrico, que uma mudança em pressão de gás na fornalha podeser permanentemente mantida na faixa de +10Pa a -40Pa com relação àpressão de ar circundante.

Os gases craqueados que se desenvolvem em uma fornalha degrafitação quente surgem em todos os lados de uma construção da fornalhasemelhante a uma pilha, deixando de lado as faces de extremidade estan-que das extremidades de fornalha em que o contato elétrico com os corposde carbono na fornalha é também localizado. Se a fornalha de gravitaçãoestá agora equipada de acordo com a invenção, com uma concha que é es-tanque a gás da maneira descrita, os gases craqueados podem surgir so-mente para cima. A fim de impedir que os gases craqueados escapem nomeio ambiente, a fornalha de gravitação do tipo Castner de acordo com ainvenção tem tal cobertura estanque a gás, de lâmina de aço isolada aquente que uma mudança na pressão de gás na fornalha pode ser perma-nentemente mantida na faixa de +10Pa a -40Pa com relação à pressão de arcircundante. A cobertura de lâmina isolada a quente permite desenvolvi-mento de gases craqueados dos corpos de carbono impregnados para se-rem coletados e removidos em uma pressão de gás na fornalha na faixa de+10Pa a -40Pa.

Durante a fase de aquecimento, a corrente flui através dos cor-pos de carbono em uma fornalha de grafitação do tipo Castner. Por causa daconexão eletricamente condutiva com a vedação de carvão de coque quecircunda os corpos de carbono, é inevitável que a corrente flua através des-sa vedação bem como de acordo com sua resistência elétrica respectiva. Acorrente fluiria também através da concha de fornalha, que consiste em ele-mentos de lâmina de aço e pertence à fornalha de acordo com a invenção,para uma extensão alta, de maneira inadmissível se as arestas de concretopara isolamento elétrico não estiverem dispostas entre os elementos de lâ-mina de aço e os compensadores de lâmina de aço. As mesmas considera-ções naturalmente também se aplicam para a cobertura de lâmina de açopara a fornalha toda. Ela também pode ser eletricamente isolada em relaçãoà vedação de carvão de coque e os elementos de lâmina de aço com oscompensadores de lâmina de aço. Isso é obtido em que a fornalha de grafi-tação do tipo Castner tem uma cobertura, situada na borda da concha supe-rior, e uma concha que são eletricamente isoladas uma com respeito à outracom a ajuda de lã mineral para uma respectiva vida de fornalha. Ao mesmotempo, a lã mineral tem o efeito de vedar a concha e a cobertura com rela-ção uma à outra de tal modo estanque a gás que uma mudança na pressãode gás na fornalha pode ser mantida permanentemente na faixa de +10Pa a-40Pa com relação à pressão de ar circundante.

As etapas individuais de inserir os corpos de carbono na forna-lha de grafitação até que eles sejam removidos da fornalha de grafitação sãoas seguintes:

- inserção dos corpos de carbono impregnados em uma fornalhade gravitação do tipo Castner;

- aquecimento dos corpos de carbono impregnados em uma vidade fornalha com um programa de temperatura ajustável de temperatura am-biente para as temperaturas de (re-) cozimento usuais de 800 a 1200°C atéa temperatura de grafitação;

- coleção e remoção dos gases craqueados que se desenvolvemdesse modo em uma pressão de gás em excesso ou pressão de gás baixade +10Pa a -40Pa com relação à pressão de ar circundante sob uma cober-tura por sobre a fornalha de grafitação do tipo Castner;

- resfriamento dos corpos de carbono grafitados, por conseguinte,formados; e

- remoção do último a partir da fornalha de carbonização.

Os gases craqueados que se desenvolvem quando os corpos decarbono impregnados são aquecidos foram tratados na discussão da técnicaanterior. Foi mostrado que a quantidade de gases craqueados que se des-envolvem depende da taxa de aquecimento dos corpos de carbono impreg-nados.

Uma outra variável importante é a quantidade absoluta de cor-pos de carbono na fornalha. Se uma fornalha de Acheson for comparadacom uma fornalha do tipo Castner, dado o mesmo espaçamento das extre-midades de fornalha, ela pode ser especificada como uma norma prática queuma fornalha possa receber aproximadamente duas a três vezes a quanti-dade de corpos de carbono como uma fornalha do tipo Castner. Isso signifi-ca, com respeito à quantidade de piche que é introduzido na fornalha com oscorpos de carbono, que uma fornalha do tipo Castner totalmente ocupadacontém somente aproximadamente uma metade a um terço da quantidadede piche como uma fornalha Acheson. Isso é para ser considerado comosendo favorável para a quantidade de gases craqueados que se desenvol-vem - durante uma vida de fornalha da fornalha de acordo com a invenção.

O tipo de piche somente influencia a quantidade de gases craqueados quese desenvolvem para uma extensão leve, já que a composição de piche dospiches de impregnação não varia muito. As duas variações, "taxa de aque-cimento" e "quantidade de piche absoluta na fornalha", são críticas para osvolumes de gases craqueados que se desenvolvem durante a vida de for-nalha por unidade de tempo. A remoção desses volumes depende da cons-trução e da operação da fornalha.

Uma vez que a coifa de cobertura na fornalha de grafitação dotipo Castner está em uso, a pressão de gás, entre outras coisas, é reguladaatravés da fornalha com a ajuda de um arranjo de remoção de sucção.Comparada com a pressão de ar circundante, um excesso de pressão degás até +10Pa ou uma pressão de gás baixa até -40Pa, preferivelmente+5Pa até -25Pa, prevalece na fornalha. Mesmo com uma pressão de gás emexcesso de 10Pa1 a fornalha é estanque a uma extensão suficiente em ter-mos técnicos de modo ela não desprende qualquer fumaça ou vapores emdireção do lado de fora. As pressões de gás mudam no curso de uma vidade fornalha como uma função dos processos químicos e físicos na fornalha.

O piche de impregnação carboniza preferivelmente na faixa de temperaturade aproximadamente 400 a aproximadamente 700°C e ao mesmo tempoque gases craqueados se desenvolvem. Enquanto passa através dessa fai-xa de temperatura, as quantidades maiores de gás craqueado se desenvol-vem; a fornalha é operada com leve excesso de pressão (até um máximo de+10Pa, preferivelmente até 5Pa) nesse período de tempo.

Como descrito, os gases craqueados são compostos de um es-pectro extraordinariamente largo de compostos de hidrocarboneto. De acor-do com seu peso molecular e outras propriedades, esses compostos de hi-drocarboneto têm temperaturas de condensação e evaporação muito dife-rentes. Sob as condições da fornalha de grafitação do tipo Castner, essescomponentes entram em zonas de diferentes temperaturas. Próximo ao nú-cleo quente central de corpos de carbono impregnados de piche, muitoscompostos estão presentes sosmente em uma forma gasosa. A pressão degás, no entanto, aciona os componentes para o isolamento térmico de grãosde carvão de coque que circunda os corpos de carbono. Iniciando a partir donúcleo quente da fornalha, a temperatura decresce em direção à borda ex-terna do isolamento. Constituintes dos gases craqueados condensam agoranessas partes de refrigerador do isolamento.

Já que a distribuição de temperatura na fornalha, e especifica-mente no isolamento, não são estáticas, as substâncias as quais têm con-densado no primeiro exemplo nas seções de refrigerador não permanecemnesses pontos. No curso da vida de fornalha, a temperatura se eleva na for-nalha em geral e no isolamento no primeiro exemplo, mas mais tarde de-cresce outra vez. A onda de altas temperaturas migra para fora no isola-mento e alcança as substâncias as quais têm se condensado nas seções doisolamento que são, primeiro, resfriadas. Essas substâncias evaporam maisuma vez. Desse modo, a vedação de carvão de coque emite gás sobre umespaço de tempo comparativamente longo.

Por essa razão, a remoção de sucção para a fornalha total permaneceadicionalmente em operação por até 24 horas depois da temperatura máxi-ma ter sido alcançada no núcleo da fornalha e depois que o fluxo de correnteatravés dos corpos de carbono tenha sido subseqüentemente interrompido.

Os gases craqueados são combustíveis. Gases combustíveisproduzem misturas de gás explosivo incendiáveis quando misturados com um conteúdo de oxigênio de além de cinco por cento em volume. O conteú-do de oxigênio da atmosfera da fornalha é, por conseguinte, monitorada pormeio de sensores adequados. O conteúdo de oxigênio é regulado de duasmaneiras a fim de impedir uma elevação muito grande: tanto gases de pro-dução de inércia são alimentados na atmosfera de fornalha quanto, além disso, a baixa pressão é reduzida por meio de remoção de sucção e, porconseguinte, menos ar infiltrado é puxado para a fornalha até menos do quequatro por cento em volume de oxigênio pode ser detectado na atmosfera defornalha. No começo da vida de fornalha, o conteúdo de oxigênio na fornalhae sob a cobertura é idêntico aquele do ar ambiente, isto é, ele se estende emaproximadamente 21% em volume. Com a elevação das temperaturas nonúcleo de fornalha, os primeiros gases craqueados combustíveis iniciam ase desenvolver aí. A fim de impedir misturas de gases incendiáveis de sedesenvolverem precisamente durante o começo da vida da fornalha, os ga-ses que produzem inércia durante essa fase, tais como, por exemplo, nitro- gênio e dióxido de carbono, são injetados na fornalha. Sensores são usadospara monitorar se o conteúdo de oxigênio permanece abaixo de 4% em vo-lume no começo da vida da fornalha também.

A invenção é explanada em maiores detalhes para fins deexemplo nas Figuras, em que:

A Figura 1a: mostra uma vista lateral da fornalha;

A Figura 1b: mostra uma vista plana da fornalha;

A Figura 2: mostra uma representação tridimensional de uma porçãode concha da fornalha;

A Figura 3a: mostra uma seção ao longo de AA da Figura 1aatravés da montagem da borda da concha superior, a lã mineral e a bordainferior da cobertura; e

A Figura 3a: mostra uma vista em detalhes da Figura 3a.

A vista lateral da fornalha na Figura 1a mostra diagramatical-mente a concha da fornalha que é subdividida ao longo do comprimento dafornalha 30 e que se suporta no piso de hall 20. A fornalha 30 inicia no ladoà mão esquerda com a extremidade da fornalha 1 através da qual um ele-trodo de contato 2 passa. Seguindo a partir da extremidade da fornalha 1existe um compensador 3 de lâmina de aço que pode compensar pelas mu-danças no comprimento da fornalha durante a vida da fornalha paralelo aoseu eixo longitudinal. O compensador 3 é conectado à extremidade da for-nalha 1, no lado um, e ao elemento de lâmina de aço 4, no outro lado, de ummodo fixado e estanque a gás de acordo com as exigências feitas em toda afornalha 30. A porção de elemento de lâmina de aço 4 é presa por carrega-dores 6. Seguindo na frente da primeira seção de elemento de lâmina de aço4 existe um compensador adicional 3. Uma aresta de concreto 5 segue. Amontagem, o compensador 3, o elemento de lâmina de aço 4, o compensa-dor 3 e a aresta de concreto 5, é repetida ao longo do comprimento da for-nalha diversas vezes. A fornalha é vedada na lateral à mão direita da Figura1a por uma segunda extremidade de fornalha 1' com um eletrodo de contato2. A fornalha agüenta por todo o seu comprimento, uma cobertura 7 a qualestá presa por uma estrutura de Iongarinas 8. A cobertura 7 pode facilmenteser removida como um todo com a ajuda de um guindaste.

A Figura 1b mostra a vista plana da fornalha sem a cobertura.Duas conchas de fornalha 9 e 10 que estão rigorosamente juntas e cadaqual é composta de uma pluralidade de montagens, compensador 3, ele-mento de lâmina de aço 4, compensador 3 e aresta de concreto 5, podemser vistos. Ambas as extremidades de conchas de fornalha à esquerda e àdireita nas extremidades da fornalha 1 e 1'. Os eletrodos de contato 2, osquais projetam-se para o espaço interno da fornalha, são puxados de ummodo diagramático aqui.

A Figura 2 mostra um desenho tridimensional de uma montagemconsistindo em uma aresta de concreto 5, um compensador 3, um elementode lâmina de aço 4, um compensador 3 e uma aresta de concreto 5. A bordada concha superior 12 é desenhada de modo que ela seja mostrada de ummodo interrompido ou não-contínuo.

Uma seção ao longo de Illa - Illa da Figura 1a é mostrada naFigura 3a transversalmente através de uma cama de fornalha ou transver-salmente através de um elemento de lâmina de aço 4 e a cobertura 7 Iocali-zada nela com a estrutura de mancai 8. A Figura 3b mostra uma porção emdetalhes, ampliada, da Figura 3a. Uma lã mineral 11 é colocada na borda daconcha superior alargada 12 do elemento de lâmina de aço 4. A cobertura 7carrega a lã mineral 11 com seu peso, comprime-a e, por conseguinte, veda afornalha em direção ao topo a uma extensão suficiente em termos técnicos.

Lista de referências numéricas

1 Extremidade da fornalha

1' Extremidade de fornalha

2 Eletrodo de contato

3 Compensador (lâmina de aço)

4 Elemento de lâmina de aço

5 Aresta de concreto

6 Carregador

7 Cobertura

8 Estrutura de Iongarina

9 Cama de fornalha

10 Camadefornalha

11 Lã mineral

12 Bordadeconchasuperior

20 Piso de hall

30 Fornalha de grafitação do tipo Castner

Claims (8)

1. Método para recozimento e grafitação de corpos de carbonoimpregnados de piche em uma etapa do método, caracterizado pelo fato deque os corpos de carbono impregnados são instalados em uma fornalha degrafitação longitudinal do tipo Castner (30) formando pelo menos uma colunaestirada entre eletrodos de suprimento de corrente e de retorno de corrente(2), em que eles estão circundados em todos os lados por uma camada deisolamento térmico de material de vedação com carvão de coque, com umacamada de isolamento térmico sendo absorvida por uma concha de fornalhaTU altamente estanque a gás e com essa concha sendo provida com uma co-bertura altamente estanque a gás (7) que fecha a concha de um modo es-tanque a gás, em que antes de iniciar a aquecer os corpos de carbono oconteúdo de oxigênio na atmosfera da fornalha seja diminuído para umconteúdo de menos do que 4% em volume, em que de acordo com um pro-grama predeterminado de corrente elétrica seja conduzido através da colunade corpos de carbono de tal modo que eles sejam aquecidos progressiva-mente e desse modo corram através do estágio de recozimento do piche deimpregnação e na extremidade da mesma vida de fornalha alcancem a tem-peratura de grafitação, em que a pressão de gás seja regulada dentro dafornalha de grafitação (30) de tal modo que desvie até um máximo de +"IOPaa -40Pa da pressão de ar externa que circunda a fornalha (30), e em que osgases e vapores que escapam dos corpos de carbono e da camada de iso-lamento sejam removidos da fornalha por meio de um dispositivo de sucção,em que, além do mais, o suprimento de corrente seja interrompido depois datemperatura de grafitação ter sido alcançada e os corpos de carbono agorarecozidos e grafitados sejam removidos depois de resfriamento suficiente, aextremidade da emergência de vapores da vedação de isolamento e a for-nalha terem sido abertas.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o conteúdo de oxigênio na atmosfera da fornalha seja abaixadoantes do início de aquecimento através de injeção no espaço interno da for-nalha com dióxido de carbono e/ou nitrogênio.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o conteúdo de oxigênio na atmosfera da fornalha seja man-tido abaixo de quatro por cento em volume misturando-se um gás não-combustível com um conteúdo de oxigênio de abaixo de um por cento porvolume.

4. Método de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, ca-racterizado pelo fato de que a pressão de gás no espaço interno da fornalhaseja ajustada com relação à pressão de ar que circunda a fornalha regulan-do-se tanto a quantidade de gás a ser removido por sucção quanto o cursode temperatura.

5. Método de acordo com uma das reivindicações de 1 a 4, ca-racterizado pelo fato de que a pressão de gás no espaço interno da fornalhaseja ajustada com relação à pressão de ar que circunda a fornalha regulan-do-se as quantidades de gás a ser removido por sucção e o curso de tempe-ratura.

6. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a-5, caracterizado pelo fato de que a pressão de gás no espaço interno da for-nalha seja regulada de tal modo que seu desvio de pressão de ar que cir-cunda a fornalha se estenda em uma faixa preferida entre +5 Pa e -25 Pa.

7. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a-6, caracterizado pelo fato de que a cobertura (7) que fecha o espaço da for-nalha em direção ao topo permanece na fornalha (30) para um adicional deaté 24 horas do tempo em que a corrente elétrica seja interrompida e du-rante esse tempo o dispositivo para regulagem da pressão interna da forna-lha permaneça em operação.

8. Concha da fornalha, a qual pode ser vedada de um modo es-tanque a gás, para uma fornalha de grafitação longitudinal do tipo Castner(30) para executar um método como definido em uma ou mais reivindicaçõesde 1 a 7, tendo duas extremidades de fornalha (1; 1') as quais delimitam oespaço interno da concha nas faces de extremidade, são feitas de materialde cerâmica e são altamente estanques a gás per se e têm eletrodos (2)para corrente elétrica de suprimento ou de retorno, e tendo uma coifa de co-bertura (7) que se apóia sobre a borda da concha superior (12) de um modovedado e a fim de ser eletricamente isolado com respeito à borda da concha,veda o espaço interno da fornalha e seja removível, caracterizado pelo fatode que a concha da fornalha que está localizada entre as extremidades dafornalha (1; 1') consiste em elementos de lâmina de aço e arestas de con-creto que são conectados juntos e para as extremidades de fornalha (1; 1')de um modo destacável, porém altamente estanque a gás e segue cada ou-tro alternadamente, com um elemento de lâmina de aço (4) primeiramentetendo paredes de concha e uma base de concha ampla, largamente planar,tu que tem na sua face inferior carregadores (6) que se apoiam no piso do hall(20), e em segundo lugar estando conectado de um modo estanque a gás efixado em duas extremidades, apontando na direção do eixo longitudinal dafornalha, para um compensador (3) o qual consiste em lâmina de aço dobra-da ou corrugada, e com as arestas de concreto (5) para isolamento elétrico,resistentes a calor que se baseiam no piso do hall (20), localizado embaixoda concha da fornalha tendo um contorno respectivo nas suas faces internasque corresponde ao contorno interno das conchas de lâmina de aço, e emque os elementos de lâmina de aço e as arestas de concreto têm, nas suasbordas superiores (12) que faceiam a coifa de cobertura (7), ranhuras, re-cessos ou receptores que estão cheios com lã mineral (11), com a lã mineral(11) sendo comprimida sob o peso da coifa de cobertura (7) que engata nasranhuras cheias com suas bordas inferiores e é colocada na concha da for-nalha de modo que durante a parte térmica de execução do método umavedação suficientemente estanque a gás seja garantida entre a concha dafornalha e a coifa de cobertura (7).