[go: up one dir, main page]

ES2915668T3 - Procedure for the manufacture of a coking product - Google Patents

Procedure for the manufacture of a coking product Download PDF

Info

Publication number
ES2915668T3
ES2915668T3 ES18762837T ES18762837T ES2915668T3 ES 2915668 T3 ES2915668 T3 ES 2915668T3 ES 18762837 T ES18762837 T ES 18762837T ES 18762837 T ES18762837 T ES 18762837T ES 2915668 T3 ES2915668 T3 ES 2915668T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
carbon
bearing material
container
coking
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18762837T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Max Aicher
Klaus Krüger
Bennekom Andre Van
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAX AICHER & CO KG GmbH
Original Assignee
MAX AICHER & CO KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAX AICHER & CO KG GmbH filed Critical MAX AICHER & CO KG GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2915668T3 publication Critical patent/ES2915668T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/06Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge in retorts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B55/00Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
    • C10B55/02Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material with solid materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Abstract

Procedimiento para fabricar un producto de coquización (VK) formado por solidificación de un material portador de carbono que está previsto para el uso en la producción de metales, aleaciones metálicas y productos metalúrgicos o como producto intermedio para la fabricación de elementos de grafito y que presenta una geometría monolítica próxima a la dimensión final y una densidad de al menos 1,4 g/cm3, comprendiendo las siguientes etapas de trabajo: a) puesta a disposición de un recipiente (2,202), que - encierra un espacio interior (3) y - comprende una abertura de llenado para el llenado con un material portador de carbono fluido (K) del espacio interior (3), así como - un equipo calefactor (10,210) para calentar el material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2,202); b) introducción del material portador de carbono (K) fluido o vertible a través de la abertura de llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2,202), comprendiendo el material portador de carbono (K) al menos un componente de carbono coquizable fluido o fusible, así como, opcionalmente, al menos un componente de carbono coquizable sólido y, también opcionalmente, al menos un aditivo que sirve para ajustar las propiedades del material portador de carbono (K); c) calentamiento del material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2,202) por medio del equipo calefactor (10,210) a una temperatura de coquización, manteniéndose el material portador de carbono (K) calentado a la correspondiente temperatura de coquización en cada caso a la temperatura de coquización hasta que el material portador de carbono (K) mantenido a la temperatura de coquización se solidifica por coquización dando el producto de coquización (VK), - teniendo lugar, durante la etapa de trabajo c), un movimiento relativo orientado a lo largo del eje longitudinal del recipiente (2,202) entre el material portador de carbono (K) calentado en cada caso y el equipo calefactor (10,210), - cubriendo el calor emitido por el equipo calefactor (10,210) en cada caso solo un volumen parcial -que se extiende por una sección parcial determinada de la altura del espacio interior (3) del recipiente (2,202)- del material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3), y - o bien el material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2, 202) permanece inmóvil mientras la zona de calentamiento (10,210) se mueve partiendo de la base dispuesta abajo en dirección de la gravedad en sentido opuesto a la dirección de la gravedad en dirección hacia el extremo superior del recipiente (2,202), o - el equipo calefactor está dispuesto estacionariamente y el material portador de carbono (K) llenado en el recipiente (2,202) es movido con relación al equipo calefactor (10,210) moviéndose o bien el recipiente con el material portador de carbono llenado en su interior a lo largo del equipo calefactor estacionario o estando prevista en la base del recipiente (202) una abertura de descarga por medio de la cual se extrae el producto de coquización (VK) continuamente del recipiente (2,202) como un filamento formado por el material portador de carbono (K) solidificado en cada caso (etapas de trabajo)); y d) descargándose del recipiente (2,202) el gas que se escapa del material portador de carbono (K) durante el calentamiento y el mantenimiento (etapa c)); e) extracción del producto de coquización (VK) fuera del recipiente (2,202).Process for manufacturing a coking product (VK) formed by solidifying a carbon-bearing material that is intended for use in the production of metals, metal alloys and metallurgical products or as an intermediate product for the manufacture of graphite elements and that has a monolithic geometry close to the final dimension and a density of at least 1.4 g/cm3, comprising the following work steps: a) provision of a container (2,202), which - encloses an interior space (3) and - comprises a filling opening for filling the interior space (3) with a fluid carbon-bearing material (K), as well as - heating equipment (10,210) for heating the carbon-bearing material (K) filled in the interior space (3) of the container (2,202); b) introduction of the fluid or pourable carbon-bearing material (K) through the filling opening into the interior space (3) of the container (2,202), the carbon-bearing material (K) comprising at least one coking carbon component fluid or meltable, as well as, optionally, at least one solid coking carbon component and, also optionally, at least one additive serving to adjust the properties of the carbon-bearing material (K); c) heating the carbon-bearing material (K) filled in the interior space (3) of the container (2,202) by means of the heating equipment (10,210) at a coking temperature, keeping the carbon-bearing material (K) heated at the corresponding coking temperature in each case at the coking temperature until the carbon-bearing material (K) held at the coking temperature solidifies by coking into the coking product (VK), - taking place, during the working stage c), a relative movement oriented along the longitudinal axis of the container (2,202) between the carbon carrier material (K) heated in each case and the heating equipment (10,210), - covering the heat emitted by the heating equipment (10,210 ) in each case only a partial volume - which extends over a certain partial section of the height of the interior space (3) of the container (2,202) - of the carbon-bearing material (K) filled in the e inner space (3), and - or the carbon-bearing material (K) filled in the inner space (3) of the container (2, 202) remains stationary while the heating zone (10, 210) moves starting from the base arranged downwards in the direction of gravity opposite to the direction of gravity in the direction of the upper end of the container (2,202), or - the heating equipment is arranged stationary and the carbon-bearing material (K) filled in the container (2,202 ) is moved relative to the heating equipment (10,210) either the container with the carbon carrier material filled inside moving along the stationary heating equipment or a discharge opening being provided at the base of the container (202) by means of from which the coking product (VK) is continuously withdrawn from the vessel (2,202) as a filament formed by the carbon carrier material (K) solidified in each case (working steps)); and d) discharging from the container (2,202) the gas that escapes from the carbon-bearing material (K) during heating and holding (step c)); e) extraction of the coking product (VK) out of the vessel (2,202).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Procedimiento para la fabricación de un producto de coquizaciónProcess for the manufacture of a coking product

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un producto de coquización formado por solidificación de un material portador de carbono que está previsto para el uso en la producción de metales, aleaciones metálicas y productos metalúrgicos o como producto intermedio para la fabricación de elementos de grafito y que presenta una geometría próxima a la dimensión final y monolítica y una densidad de al menos 1,4 g/cm3The invention relates to a process for the manufacture of a coking product formed by solidification of a carbon-bearing material that is intended for use in the production of metals, metal alloys and metallurgical products or as an intermediate product for the manufacture of elements of graphite and having a geometry close to the final dimension and monolithic and a density of at least 1,4 g/cm3

Los productos de coquización del tipo fabricado y de la naturaleza de acuerdo con la invención se utilizan, por ejemplo, como ánodos en la producción de aluminio o como electrodos en la fundición o tratamiento metalúrgico de aceros en hornos de arco eléctrico y en hornos de reducción.Coking products of the type manufactured and of the nature according to the invention are used, for example, as anodes in the production of aluminum or as electrodes in the smelting or metallurgical treatment of steels in electric arc furnaces and in reduction furnaces. .

Una visión general del estado actual de la técnica en el campo de la fabricación de electrodos para el tratamiento metalúrgico de metales o aleaciones metálicas se encuentra en artículo escrito por Rick Adams, Wilhelm Frohs, Hubert Jager y Keith Roussel "Graphite Electrode and Needle Coke Development", publicado por la American Carbon Society en 2007, que está disponible para su descarga en el enlace http://acs.omnibooksonline.com/data/ papers/ 2007_D031(K).pdf.An overview of the current state of the art in the field of electrode fabrication for the metallurgical treatment of metals or metal alloys can be found in the article by Rick Adams, Wilhelm Frohs, Hubert Jager and Keith Roussel "Graphite Electrode and Needle Coke Development ", published by the American Carbon Society in 2007, which is available for download at http://acs.omnibooksonline.com/data/ papers/2007_D031(K).pdf.

En consecuencia, para la fabricación de productos de coquización del tipo que nos ocupa en este caso, el carbón se proporciona en forma sólida, generalmente como coque. La fabricación del coque se efectúa de manera en sí conocida a este respecto por regla general a partir de residuos resultantes del refinado del petróleo crudo u otros procedimientos petroquímicos. A este respecto, los portadores de carbono que pueden ser coquizados como, por ejemplo, los residuos producidos durante la destilación de petróleo o portadores de carbono similares, se someten a un proceso de coquización. Alternativamente, se utiliza brea de alquitrán de hulla como producto de partida para la coquización. Si es necesario, el llamado coque verde se somete a un proceso de calcinación para eliminar los hidrocarburos volátiles aún presentes en particular en el coque de petróleo.Consequently, for the manufacture of coking products of the type with which we are concerned here, the coal is provided in solid form, generally as coke. The coke is generally produced in a manner known per se from residues resulting from crude oil refining or other petrochemical processes. In this connection, carbon carriers that can be coked, such as residues produced during petroleum distillation or similar carbon carriers, are subjected to a coking process. Alternatively, coal tar pitch is used as a coking feedstock. If necessary, the so-called green coke is subjected to a calcination process to remove the volatile hydrocarbons still present in particular in petroleum coke.

El llamado coque de aguja se utiliza normalmente para aplicaciones en las que se exige una gran capacidad de carga mecánica con una expansión térmica simultánea mínima como, por ejemplo, en la fundición o el tratamiento metalúrgico del acero en un horno de arco eléctrico. Este representa el máximo nivel de calidad y solo puede fabricarse con un mayor esfuerzo (DE 102004 035 934 A1). Para las aplicaciones en las que se exigen menos requisitos en cuanto a la capacidad de carga mecánica o el comportamiento de expansión térmica, el costoso coque de aguja puede sustituirse parcial o totalmente por un tipo de coque más económico o por uno de los otros portadores de carbono (por ejemplo, carbón antracita).So-called needle coke is typically used for applications where a high mechanical load carrying capacity is required with minimal simultaneous thermal expansion, for example in smelting or metallurgical treatment of steel in an electric arc furnace. This represents the highest level of quality and can only be manufactured with greater effort (DE 102004 035 934 A1). For applications where lower requirements are placed on mechanical load-carrying capacity or thermal expansion behavior, the expensive needle coke can be partially or fully replaced by a less expensive type of coke or by one of the other carriers. carbon (for example, anthracite coal).

El coque se muele hasta alcanzar una granulometría apta para el consumo de la que se suelen separar ocho fracciones de grano mediante cribado. Normalmente, el coque de diferentes fracciones de grano se mezcla para formar una mezcla de granos de coque con una distribución de tamaño de grano que se considera óptima con respecto a las propiedades del elemento de grafito que se desea ajustar. Normalmente, a este respecto se producen mezclas que consisten en un tercio de polvo y dos tercios de grano, para garantizar una densidad suficiente. En este sentido, se supone que el polvo de coque rellena los huecos existentes entre los granos de coque. A la mezcla respectiva pueden añadirse aditivos como, por ejemplo, óxido de hierro. El óxido de hierro minimiza la expansión térmica irreversible del coque ("puffing") que se produce durante los posteriores tratamientos térmicos cuando el azufre aún presente en el coque es expulsado de la red de carbono.The coke is ground until it reaches a grain size suitable for consumption, from which eight grain fractions are usually separated by screening. Normally, coke of different grain fractions is mixed to form a mixture of coke grains with a grain size distribution that is considered optimal with respect to the properties of the graphite element that it is desired to adjust. Normally, mixtures consisting of one-third powder and two-thirds grain are produced in this connection, in order to ensure sufficient density. In this sense, it is assumed that the coke powder fills the gaps between the coke grains. Additives such as, for example, iron oxide can be added to the respective mixture. The iron oxide minimizes the irreversible thermal expansion of the coke ("puffing") that occurs during subsequent heat treatments when the sulfur still present in the coke is expelled from the carbon lattice.

La mezcla de granos, normalmente precalentada para reducir los tiempos de proceso, se mezcla con un aglutinante como, por ejemplo, brea de alquitrán, ácido esteárico o mezclas de estos aglutinantes, para formar una masa pastosa y homogénea plásticamente deformable cuya proporción de aglutinante suele ser del 20 al 24 % en peso. La masa de carbono-aglutinante obtenida, que también se denomina "masa verde" en la jerga técnica, se convierte en el llamado "compacto verde" mediante prensado, extrusión, vibración o apisonado: Durante esta operación de moldeo, la temperatura es inferior a la temperatura de mezcla, por lo que en este punto hay una masa muy viscosa.The grain mixture, normally preheated to reduce processing times, is mixed with a binder such as coal tar pitch, stearic acid, or mixtures of these binders, to form a plastically deformable, homogeneous, pasty mass whose binder proportion is usually be from 20 to 24% by weight. The carbon-binder mass obtained, which is also called "green mass" in technical jargon, is converted into the so-called "green compact" by pressing, extrusion, vibration or tamping: During this molding operation, the temperature is below the mixing temperature, so at this point there is a very viscous mass.

A continuación, los compactos verdes se calientan lentamente hasta alcanzar una temperatura de entre 800 y 950 °C en ausencia de oxígeno. Durante este proceso de combustión, parte del aglutinante se descompone en gas, que debe escapar del compacto verde. Este desarrollo de gases provoca un calentamiento que progresa lentamente porque, de lo contrario, la presión del gas que se genera en el compacto verde podría provocar la formación de grietas y, de manera concomitante, la inestabilidad del elemento de carbono o grafito que se va a fabricar.The green compacts are then slowly heated to between 800 and 950°C in the absence of oxygen. During this combustion process, part of the binder breaks down into gas, which must escape from the green compact. This development of gases causes heating that progresses slowly because, otherwise, the pressure of the gas that is generated in the green compact could cause the formation of cracks and, concomitantly, the instability of the carbon or graphite element that leaves. to manufacture.

Dependiendo del sistema de aglutinante utilizado, durante el proceso de cocción se pierde aproximadamente un tercio de la masa del aglutinante utilizado. La desgasificación del aglutinante del compacto verde deja cavidades en el producto intermedio obtenido tras la cocción a través de las cuales el producto intermedio presenta una densidad reducida. Esta por regla general no basta para la fabricación de elementos de carbono o grafito de los cuales se exige una alta conductividad eléctrica y una alta resistencia como, por ejemplo, de electrodos de grafito para la fusión o el tratamiento de aceros. Por lo tanto, el producto intermedio obtenido tras la primera cocción suele someterse a la llamada "impregnación" antes de su posterior procesamiento. Para ello, se introduce a presión en el producto intermedio un agente impregnante calentado que presenta una viscosidad inferior a la del aglutinante utilizado originalmente, normalmente brea de alquitrán, para rellenar los poros existentes en él. A continuación, el producto intermedio se vuelve a cocer. A este respecto, parte del agente de impregnación inyectado previamente se evapora, con el resultado de que el producto intermedio presenta en cada caso inevitablemente poros abiertos que no están llenos de carbono, incluso después de una etapa de impregnación. En consecuencia, la operación de impregnación debe repetirse si es necesario hasta que el producto intermedio presenta la densidad necesaria para su posterior procesamiento.Depending on the binder system used, approximately one third of the mass of the binder used is lost during the firing process. The degassing of the green compact binder leaves cavities in the intermediate product obtained after firing through which the intermediate product has a reduced density. This, as a general rule, is not sufficient for the manufacture of carbon or graphite elements for which high electrical conductivity and high resistance are required, such as, for example, graphite electrodes for melting or treating steel. Therefore, the intermediate product obtained after the first firing is usually subjected to the so-called "impregnation" before further processing. To do this, it is introduced under pressure into the product intermediate a heated impregnating agent that has a lower viscosity than the binder originally used, usually coal tar pitch, to fill the pores in it. The intermediate product is then recooked. In this connection, part of the previously injected impregnating agent evaporates, with the result that the intermediate product inevitably has open pores which are not filled with carbon, even after an impregnation step. Consequently, the impregnation operation must be repeated if necessary until the intermediate product has the necessary density for further processing.

Para su posterior procesamiento para convertirse en un elemento de grafito de máxima calidad, el producto intermedio se somete a un proceso de grafitización. A este respecto, calentándolo hasta aproximadamente 2800 °C, el carbono contenido en el producto intermedio se convierte en grafito, que se caracteriza por una ordenación cada vez más tridimensional de los átomos de carbono. Normalmente, se utiliza en este caso el llamado "proceso Acheson" o el más económico "proceso Castner", la llamada grafitización longitudinal (LWG). Mediante un contenido lo más bajo posible de azufre y nitrógeno del material de partida y la consiguiente menor tendencia al hinchamiento, se favorece el proceso y el éxito de la grafitización. El efecto negativo del nitrógeno y el azufre que aún contiene el producto intermedio, como se ha mencionado, puede reducirse también mediante aditivos adecuados, como óxido de hierro, o el control selectivo de temperatura durante la grafitización.For further processing to become a top quality graphite element, the intermediate product undergoes a graphitization process. In this regard, by heating it up to about 2800 °C, the carbon contained in the intermediate product turns into graphite, which is characterized by an increasingly three-dimensional arrangement of the carbon atoms. Normally, the so-called "Acheson process" or the cheaper "Castner process", the so-called longitudinal graphitization (LWG), are used in this case. The lowest possible sulfur and nitrogen content of the starting material and the consequent low tendency to swell favor the process and the success of the graphitization. The negative effect of nitrogen and sulfur still contained in the intermediate product, as mentioned, can also be reduced by suitable additives, such as iron oxide, or selective temperature control during graphitization.

Los procedimientos que se basan en el denominado "proceso de Soderberg" (véase, por ejemplo, US 1,440,724 A, US 1,640,735 A) evitan el esfuerzo que supone la fabricación de electrodos de grafito con la conformación de un compacto verde, la cocción del compacto verde hasta convertirse en un producto intermedio y el proceso de grafitización.Methods based on the so-called "Soderberg process" (see, for example, US 1,440,724 A, US 1,640,735 A) avoid the effort involved in manufacturing graphite electrodes by forming a green compact, firing the compact green to become an intermediate product and the graphitization process.

En un diseño de este procedimiento descrito en el documento US 3,365,533 A, un material portador de carbono pastoso consistente en una mezcla de coque granular y destilado de alquitrán líquido que sirve de aglutinante se rellena en una carcasa tubular de un electrodo que se introduce con un extremo en la cámara de horno de un horno de reducción (horno de arco) para la fusión/reducción, por ejemplo, de fósforo, tántalo o ferromanganeso a partir de minerales. La carcasa del electrodo está formada por un acero al carbono eléctricamente conductor. Se aplica una corriente a la carcasa del electrodo que se transmite al material portador de carbono rellenado en la carcasa. De este modo, se enciende un arco eléctrico en la cámara del horno mediante el cual las temperaturas en la zona del extremo del electrodo que se adentra en la cámara del horno se elevan a más de 2000 °C. Como resultado, se crea un gradiente de temperatura en el material portador de carbono contenido en la carcasa del electrodo mediante el cual el material portador de carbono pastoso de la zona superior del electrodo se mantiene fundido a unos 200 °C. En la dirección del extremo del electrodo asociado a la cámara del horno, la temperatura del soporte de carbono aumenta continuamente. A este respecto, los compuestos de hidrocarburos contenidos en el material de carbono se descomponen en el intervalo de temperatura de 400 °C a 600 °C. Los gases liberados de este modo deben poder escapar en dirección del extremo superior del electrodo que se adentra en la cámara del horno. Al mismo tiempo, el carbono procedente de los compuestos de hidrocarburos debe llenar los espacios libres entre los granos de coque. Con creciente aproximación a la punta del electrodo que se adentra en la cámara del horno, este proceso continúa hasta del material portador de carbono aparece la punta del electrodo, que se adentra en la cámara del horno como un cuerpo sólido y compacto. En el funcionamiento de fusión, el electrodo se consume y debe ser empujado desde arriba para mantener el arco eléctrico en la cámara del horno.In one design of this process described in US 3,365,533 A, a pasty carbon carrier material consisting of a mixture of granular coke and liquid tar distillate serving as a binder is packed into a tubular housing of an electrode which is introduced with a end in the furnace chamber of a reduction furnace (arc furnace) for the melting/reduction of, for example, phosphorus, tantalum or ferromanganese from ores. The electrode housing is made of an electrically conductive carbon steel. A current is applied to the electrode housing which is transmitted to the carbon carrier material filled in the housing. In this way, an electric arc is ignited in the furnace chamber whereby the temperatures in the area of the end of the electrode that enters the furnace chamber rise to more than 2000 °C. As a result, a temperature gradient is created in the carbon-bearing material contained in the electrode housing whereby the pasty carbon-bearing material in the upper part of the electrode is kept molten at about 200 °C. In the direction of the end of the electrode associated with the furnace chamber, the temperature of the carbon support increases continuously. In this connection, the hydrocarbon compounds contained in the carbon material decompose in the temperature range from 400 °C to 600 °C. The gases released in this way must be able to escape towards the upper end of the electrode which enters the furnace chamber. At the same time, the carbon from the hydrocarbon compounds must fill the free spaces between the coke grains. With increasing approach to the tip of the electrode entering the furnace chamber, this process continues until the carbon-bearing material appears the tip of the electrode, which enters the furnace chamber as a solid and compact body. In melting operation, the electrode is consumed and must be pushed from above to maintain the electric arc in the furnace chamber.

En otra variante del procedimiento de Soderberg descrita en el documento DE 60001 106 T2, también se dispone en un horno para fundir una aleación de acero un electrodo con un recipiente cilindrico que está guiado con su extremo superior abierto a través de la pared del horno. El recipiente está formado por un acero inoxidable conductor. A través de su extremo superior abierto, el recipiente se alimenta con una masa de electrodos no cocida. En su camino hacia el extremo inferior del recipiente, que también está abierto, la masa de electrodos se licúa por el calor suministrado a través de aire caliente guiado en una zona central alrededor del recipiente de electrodos hasta que llega a la zona de una disposición en forma de placa situada junto a la abertura de salida inferior del recipiente para acoplar una corriente eléctrica. Como consecuencia de las elevadas temperaturas que imperan en la zona de la punta del electrodo que se adentra en la cámara del horno, la masa del electrodo también se cuece "in situ" allí. El filamento de electrodo sólido así cocido de la masa de electrodos se transporta continuamente desde la abertura de salida inferior del recipiente a la cámara del horno y sirve como electrodo para el suministro de la energía eléctrica por medio de la cual se mantiene en marcha el arco eléctrico y, por tanto, el proceso de fusión en el horno. Tampoco se aborda en este sentido el problema de garantizar una determinada densidad del elemento de grafito producido de este modo, como el ajuste de determinadas propiedades mecánicas o de otro tipo que son relevantes para el uso de los productos de coquización a los que se refiere la invención.In another variant of the Soderberg method described in DE 60001 106 T2, an electrode with a cylindrical container is also arranged in a furnace for melting a steel alloy, which is guided with its open upper end through the furnace wall. The container is made of conductive stainless steel. Through its open upper end, the container is fed with an unbaked electrode mass. On its way to the lower end of the container, which is also open, the electrode mass is liquefied by the heat supplied through hot air guided in a central zone around the electrode container until it reaches the zone of an arrangement in form of a plate located next to the lower outlet opening of the container to couple an electrical current. As a consequence of the high temperatures that prevail in the area of the tip of the electrode that enters the furnace chamber, the mass of the electrode is also fired "in situ" there. The solid electrode filament of the electrode mass thus baked is continuously conveyed from the lower outlet opening of the container into the furnace chamber and serves as an electrode for supplying the electrical energy by means of which the arc is kept going. electrical and, therefore, the melting process in the furnace. Nor is the problem of guaranteeing a certain density of the graphite element produced in this way addressed in this sense, such as the adjustment of certain mechanical or other properties that are relevant for the use of the coking products referred to in the invention.

Además del estado de la técnica descrito anteriormente, por el documento US 4.472.245 A se conoce un procedimiento para el tratamiento térmico de materiales carbonizables, como la madera, el papel, el plástico, el caucho, sustancias minerales que contienen hidrocarburos, petróleo de esquisto y arena bituminosa, con el objetivo es producir gas a partir de las materias primas. Para ello, el material que se ha de carbonizar se introduce a granel en la cámara de horno de un horno eléctrico de cuba a través de una abertura de llenado. En la cámara del horno se adentra un primer electrodo alineado verticalmente y soportado por la tapa del horno que llega con su zona final al relleno del material que se ha de tratar contenido en la cámara del horno. Un segundo electrodo está dispuesto en la base de la cámara del horno. Cuando se aplica una tensión eléctrica a los electrodos, una corriente eléctrica atraviesa el material introducido en el horno, que se calienta de esta manera. El gas que se genera a este respecto, que es en particular H2 y CO, se extrae del horno a través de aberturas. Los productos residuales resultantes en forma de cenizas sueltas o coque de pirólisis suelto se extraen a través de una abertura practicada en la base del horno.In addition to the state of the art described above, document US 4,472,245 A discloses a process for the thermal treatment of carbonizable materials, such as wood, paper, plastic, rubber, mineral substances containing hydrocarbons, petroleum shale and oil sand, with the aim of producing gas from raw materials. For this, the material to be charred is introduced in bulk into the furnace chamber of an electric shaft furnace through a filling opening. A first vertically aligned electrode enters the furnace chamber and is supported by the furnace lid, reaching with its end zone the filling of the material to be treated contained in the furnace chamber. A second electrode is arranged at the base of the chamber from the oven. When an electrical voltage is applied to the electrodes, an electrical current passes through the material introduced into the oven, which is heated in this way. The gas that is generated in this connection, which is in particular H 2 and CO, is extracted from the furnace through openings. The resulting residual products in the form of fly ash or loose pyrolysis coke are removed through an opening in the bottom of the furnace.

Además, por el documento US 2008/256852 A1 se conoce un procedimiento de refinado de petróleo en varias etapas en el que una mezcla de carbón y aceite se coquiza en una segunda etapa de refinado. Para ello, la mezcla de carbón y aceite se introduce en una coquización retardada y se calienta. A este respecto, se genera un producto de carbono como subproducto que debe ser adecuado para su uso como ánodo en la fabricación de aluminio. Más detalles sobre el modo en que se realiza del procedimiento coquización no se exponen a este respecto.Furthermore, from US 2008/256852 A1 a multi-stage oil refining process is known in which a mixture of coal and oil is coked in a second refining stage. To do this, the mixture of coal and oil is introduced into a delayed coker and heated. In this regard, a carbon product is generated as a by-product which must be suitable for use as an anode in the manufacture of aluminum. Further details on how the coking process is carried out are not disclosed in this connection.

Por último, por el documento US 4,106,996 A se conoce un procedimiento para mejorar la resistencia mecánica del coque en el que una mezcla ("licor") de carbón finamente molido y aceite con un contenido de aceite del 5 - 30 % en peso se conforma primero en briquetas a 100 °C y luego en pellets redondos. Estos pellets se introducen en un horno de coquización en el que se carbonizan bajo la influencia de una corriente de gas caliente que pasa por los pellets a través de unas aberturas situadas en la base del horno.Finally, document US 4,106,996 A discloses a process for improving the mechanical strength of coke in which a mixture ("liquor") of finely ground coal and oil with an oil content of 5-30% by weight is formed first in briquettes at 100 °C and then in round pellets. These pellets are introduced into a coking oven where they are charred under the influence of a hot gas stream passing through the pellets through openings in the base of the oven.

Partiendo del estado de la técnica anteriormente expuesto, se ha establecido el objetivo de presentar un procedimiento con el que se pueda fabricar de manera económica un producto de coquización que, debido a su alta densidad, pueda servir para su uso directo en la producción de metales, aleaciones metálicas y productos metalúrgicos o como producto intermedio para la fabricación de los correspondientes elementos de grafito cuyas propiedades cumplan los más elevados requisitos.Starting from the state of the art previously exposed, the objective has been established of presenting a procedure with which a coking product can be economically manufactured that, due to its high density, can be used for direct use in the production of metals. , metal alloys and metallurgical products or as an intermediate product for the manufacture of the corresponding graphite elements whose properties meet the highest requirements.

La invención ha conseguido este objetivo mediante el procedimiento indicado en la reivindicación 1.The invention has achieved this objective by means of the method indicated in claim 1.

En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas de la invención y a continuación se explican en detalle, al igual que el concepto general de la invención.Advantageous embodiments of the invention are indicated in the dependent claims and explained in detail below, as well as the general concept of the invention.

El procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación de un producto de coquización comprende en consecuencia las siguientes etapas de trabajo:The process according to the invention for the manufacture of a coking product consequently comprises the following work steps:

a) puesta a disposición de un recipiente que encierra un espacio interior y comprende una abertura de llenado para el llenado de un material portador de carbono fluido o vertible en el espacio interior, así como un equipo calefactor para calentar el material portador de carbono rellenado en el espacio interior del recipiente;a) provision of a container enclosing an interior space and comprising a filling opening for filling a fluid or pourable carbon-bearing material into the interior space, as well as heating equipment for heating the filled carbon-bearing material into the interior space of the container;

b) introducción del material portador de carbono a través de la abertura de llenado en el espacio interior del recipiente, comprendiendo el material portador de carbono un componente de carbono coquizable, así como, opcionalmente, componentes de carbono sólidos en particular coquizables y, también opcionalmente, aditivos que sirvan para ajustar las propiedades del material portador de carbono;b) introduction of the carbon-bearing material through the filling opening into the interior space of the container, the carbon-bearing material comprising a coking carbon component, as well as, optionally, solid carbon components in particular coking and, also optionally , additives that serve to adjust the properties of the carbon-bearing material;

c) calentamiento del material portador de carbono llenado en el espacio interior del recipiente por medio del equipo calefactor a una temperatura de coquización, manteniéndose el material portador de carbono calentado a la correspondiente temperatura de coquización en cada caso a la temperatura de coquización hasta que el material portador de carbono mantenido a la temperatura de coquización se solidifica por coquización en el producto de coquización;c) heating the carbon-bearing material filled into the interior of the container by means of the heating equipment to a coking temperature, the heated carbon-bearing material being kept at the corresponding coking temperature in each case at the coking temperature until the carbon-bearing material maintained at the coking temperature solidifies by coking into the coking product;

- teniendo lugar, durante la etapa de trabajo c), un movimiento relativo orientado a lo largo del eje longitudinal del recipiente entre el material portador de carbono calentado en cada caso y el equipo calefactor,- taking place, during the working step c), a relative movement oriented along the longitudinal axis of the container between the carbon carrier material heated in each case and the heating equipment,

- cubriendo el calor emitido por el equipo calefactor en cada caso solo un volumen parcial -que se extiende por una sección parcial determinada de la altura del espacio interior del recipiente- del material portador de carbono llenado en el espacio interior,- the heat emitted by the heating equipment covering in each case only a partial volume - which extends over a certain partial section of the height of the interior space of the container - of the carbon-bearing material filled in the interior space,

yY

- o bien el material portador de carbono llenado en el espacio interior del recipiente permanece inmóvil mientras la zona de calentamiento se mueve partiendo de la base dispuesta abajo en dirección de la gravedad en sentido opuesto a la dirección de la gravedad hacia el extremo superior del recipiente,- or the carbon carrier material filled into the interior of the container remains stationary while the heating zone moves from the base arranged below in the direction of gravity in the opposite direction of gravity towards the upper end of the container ,

oeither

- el equipo calefactor está dispuesto estacionariamente y el material portador de carbono llenado en el recipiente es movido relativamente al equipo calefactor, moviéndose o bien el recipiente con el material portador de carbono llenado en su interior a lo largo del equipo calefactor estacionario o estando prevista en la base del recipiente una abertura de descarga por medio de la cual se extrae el producto de coquización continuamente del recipiente como un filamento formado por el material portador de carbono respectivamente solidificado (etapa de trabajo e)); y - the heating equipment is arranged stationary and the carbon-bearing material filled in the container is moved relative to the heating equipment, either the container with the carbon-bearing material filled inside it moving along the stationary heating equipment or being provided in the base of the container a discharge opening by means of which the coking product is continuously withdrawn from the container as a filament formed by the respectively solidified carbon-bearing material (working step e)); Y

d) descargándose del recipiente el gas que se escapa del material portador de carbono durante el calentamiento y el mantenimiento (etapa c));d) the gas that escapes from the carbon-bearing material during heating and holding is discharged from the container (step c));

e) extracción del producto de coquización fuera del recipiente.e) extraction of the coking product out of the vessel.

Para refinar aún más los productos de coquización fabricados de acuerdo con la invención, completando las etapas de trabajo a) - e) necesarias de acuerdo con la invención, en particular para aumentar la calidad de los productos grafitizados, también pueden recorrerse opcionalmente en cada caso las siguientes etapas de trabajo después de la etapa de trabajo e):In order to further refine the coking products made according to the invention, by completing the work steps a) - e) necessary according to the invention, in particular to increase the quality of the graphitized products, they can also be optionally traversed in each case the following work steps after work step e):

f) cocción del producto de coquización;f) cooking of the coking product;

g) impregnación del producto de coquización con un agente de llenado líquido basado en carbono y nueva cocción a continuación del producto de coquización impregnado;g) impregnation of the coking product with a carbon-based liquid filler and subsequent refiring of the impregnated coking product;

h) producción de un producto de grafito mediante grafitización del producto de coquización.h) production of a graphite product by graphitization of the coking product.

A diferencia de los procedimientos convencionales, en los que se utiliza un producto granular de partida que se convierte en una masa moldeable mediante la mezcla con un aglutinante para formar un compacto verde que luego se somete a un tratamiento de coquización, el procedimiento de acuerdo con la invención parte de un producto inicial fluido, en concreto un material portador de carbono, cuyo componente esencial es un portador de carbono líquido o licuable, pudiendo contener el material portador de carbono también componentes sólidos de carbono y otros componentes sólidos o líquidos (aditivos) sin perder a este respecto, sin embargo, su carácter fluido.Unlike conventional processes, in which a granular starting product is used which is converted into a moldable mass by mixing with a binder to form a green compact which is then subjected to a coking treatment, the process according to The invention is based on an initial fluid product, specifically a carbon-bearing material, whose essential component is a liquid or liquefiable carbon carrier, the carbon-bearing material also containing solid carbon components and other solid or liquid components (additives). without losing in this respect, however, its fluid character.

A este respecto, se utilizan como aditivos, por ejemplo, óxido de hierro u óxido de titanio para reducir el efecto de hinchamiento, una fuente de boro, como boro puro o carburo de boro, para mejorar la estructura cristalina y reducir así el coeficiente de dilatación térmica, o fibras de carbono o grafito, que contribuyen a mejorar las propiedades mecánicas y también a reducir el coeficiente de dilatación térmica.In this regard, used as additives are, for example, iron oxide or titanium oxide to reduce the swelling effect, a source of boron, such as pure boron or boron carbide, to improve the crystal structure and thus reduce the coefficient of thermal expansion, or carbon or graphite fibers, which contribute to improving the mechanical properties and also to reducing the coefficient of thermal expansion.

Para fabricar un producto de coquización cuyas propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas cumplan los requisitos más exigentes, se utiliza como material portador de carbono, por tanto, un producto rico en carbono y coquizable que ya es líquido a temperatura ambiente o que se lleva a un estado fluido mediante el calentamiento y la consiguiente fusión, pero que, en cualquier caso, es líquido durante el proceso de coquización.To manufacture a coking product whose mechanical, thermal and electrical properties meet the most demanding requirements, a carbon-bearing material is used, therefore, a carbon-rich and coking product that is already liquid at room temperature or that is brought to a fluid state by heating and subsequent melting, but which is in any case liquid during the coking process.

Los materiales portadores de carbono utilizados de acuerdo con la invención suelen proceder del procesamiento de petróleo de la fracción pesada, como residuos de la destilación del petróleo, de los derivados del alquitrán de hulla, de la pirólisis en fase líquida (otros componentes orgánicos fluidos). También es concebible el uso de productos procedentes del procesamiento de biomasa, como celulosa, azúcar o almidón. A este respecto, los materiales anteriormente mencionados solo se indican en este caso a modo de ejemplo. Por supuesto, también pueden utilizarse para los fines de acuerdo con la invención otras sustancias que contengan carbono y que estén presentes en forma líquida o en una forma que pueda ser licuada por fusión y que pueda ser coquizada. Correspondientemente, el componente de carbono fluido o licuable del material portador de carbono se compone en particular al menos de un componente del siguiente grupo: "Residuos de la destilación del petróleo y de la utilización del carbón como, por ejemplo, alquitranes y sus derivados, brea, betún fluido, resinas y productos de la transformación de la biomasa, como celulosa, azúcar y almidón".The carbon-carrying materials used according to the invention usually come from heavy fraction petroleum processing, such as petroleum distillation residues, coal tar derivatives, liquid phase pyrolysis (other fluid organic components) . The use of products from biomass processing, such as cellulose, sugar or starch, is also conceivable. In this connection, the aforementioned materials are only indicated here by way of example. Of course, other carbon-containing substances that are present in liquid form or in a form that can be melt-liquefied and coked can also be used for the purposes according to the invention. Correspondingly, the fluid or liquefiable carbon component of the carbon-bearing material consists in particular of at least one component from the following group: "Residues from petroleum distillation and coal utilization, such as tars and their derivatives, pitch, fluid bitumen, resins and biomass transformation products, such as cellulose, sugar and starch".

Como componente de carbono sólido, al menos un componente del siguiente grupo puede estar presente en el material portador de carbono utilizado de acuerdo con la invención: "coque presente en forma granular, carbón, betún en forma sólida, lignitos, carbón de antracita, grafito, sustancias procedentes del reciclaje de fibras de carbono", mencionándose estos materiales también solo a modo de ejemplo y pudiendo utilizarse para los fines de acuerdo con la invención, por supuesto, también otros residuos que contienen carbono y que están presentes en forma sólida y pueden ser coquizados.As a solid carbon component, at least one component from the following group may be present in the carbon-bearing material used according to the invention: "coke present in granular form, coal, bitumen in solid form, lignites, anthracite coal, graphite , substances from the recycling of carbon fibres", these materials also being mentioned only by way of example and being able to be used for the purposes according to the invention, of course, also other carbon-containing residues that are present in solid form and can be coked.

Los productos de carbonización fabricados de acuerdo con la invención pueden utilizarse directamente como proveedores de carbono para aplicaciones en las que sirven como socios de reacción o electrodos para las reacciones químicas y electroquímicas. Un importante campo de aplicación en este caso es el uso en instalaciones para la fabricación de aluminio en las que los productos de coquización producidos de acuerdo con la invención pueden utilizarse como ánodos o cátodos, en particular como ánodos sin tengan que someterse a otras etapas de trabajo para cambiar su estructura o densidad.The chars made according to the invention can be used directly as carbon providers for applications where they serve as reaction partners or electrodes for chemical and electrochemical reactions. An important field of application in this case is the use in installations for the manufacture of aluminum in which the coking products produced according to the invention can be used as anodes or cathodes, in particular as anodes without having to undergo further processing steps. work to change its structure or density.

Si se exigen mayores requisitos mecánicos, eléctricos y, en particular, térmicos a los productos de coquización de acuerdo con la invención, se pueden completar las etapas de trabajo opcionales f) - h) ya mencionados anteriormente a continuación de las etapas de trabajo a) - e) del procedimiento de acuerdo con la invención. De este modo, los productos de coquización generados de acuerdo con la invención pueden utilizarse como producto intermedio para la fabricación de elementos de grafito de alta calidad, como los que se requieren, por ejemplo, como electrodos en la fundición o el tratamiento metalúrgico de aceros en una acería eléctrica. If higher mechanical, electrical and, in particular, thermal requirements are placed on the coking products according to the invention, the optional working steps f) - h) already mentioned above can be completed after working steps a). - e) of the process according to the invention. In this way, the coking products generated according to the invention can be used as an intermediate product for the manufacture of high-quality graphite elements, such as those required, for example, as electrodes in the foundry or metallurgical treatment of steels. in an electric steel mill.

Al utilizar la invención como producto de partida un material portador de carbono formado por componentes predominantemente líquidos o licuables, es posible fabricar un producto de coquización con baja porosidad. En este sentido, mediante la manera de proceder de acuerdo con la invención se garantiza que se quede encerrada la menor cantidad posible de burbujas de gas en el producto de coquización obtenido. Las dimensiones del recipiente que determinan la forma del producto de coquización fabricado de acuerdo con la invención pueden seleccionarse a este respecto de tal modo que correspondan a la dimensión final adaptada al respectivo fin previsto, dado el caso, teniendo en cuenta cualquier margen de mecanización que pueda ser necesario.By using the invention as a starting product a carbon carrier material consisting of predominantly liquid or liquefiable components, it is possible to produce a coking product with low porosity. In this sense, the procedure according to the invention ensures that as few gas bubbles as possible remain trapped in the resulting coking product. The dimensions of the container that determine the shape of the coking product produced according to the invention can be selected in this respect in such a way that they correspond to the final dimension adapted to the respective intended purpose, if necessary, taking into account any machining allowances that may be necessary.

El recipiente proporcionado de acuerdo con la invención puede estar fabricado de una chapa de acero suficientemente resistente a la temperatura, de una manera en sí conocida.The container provided according to the invention can be made of a sufficiently temperature-resistant steel sheet, in a manner known per se.

Para facilitar en la etapa de trabajo e) la extracción del producto de coquización terminado del recipiente, el recipiente puede estar cubierto con una capa deslizante al menos por secciones en sus superficies interiores que rodean el espacio interior del recipiente. Para ello, puede introducirse en el espacio interior del recipiente un revestimiento prefabricado por separado que se ajuste firmemente a la superficie interior del recipiente, o bien puede aplicarse directamente a la superficie interior en cuestión un revestimiento compuesto de un material adecuado. Como material para la superficie de deslizamiento, entra en consideración un material metálico ligero, en particular un material de aluminio, pero también una fina lámina de acero.In order to facilitate in work step e) the removal of the finished coking product from the container, the container can be covered with a sliding layer at least in sections on its inner surfaces surrounding the interior space of the container. To do this, a separately prefabricated liner that fits tightly to the inner surface of the container can be introduced into the interior space of the container, or a liner made of a suitable material can be applied directly to the inner surface in question. As a material for the sliding surface, a light metallic material, in particular an aluminum material, but also a thin sheet of steel, comes into consideration.

En la etapa de trabajo b) del procedimiento de acuerdo con la invención, el material portador de carbono fluido se introduce a través de la abertura de llenado del recipiente en el espacio interior del recipiente. A este respecto, la abertura de llenado puede estar formada por un tubo de llenado o similar que se guíe a través de una cubierta, una pared o una tapa del recipiente hacia el espacio interior que rodea.In work step b) of the method according to the invention, the fluid carbon carrier material is introduced into the interior of the container through the filling opening of the container. In this connection, the filling opening can be formed by a filling tube or the like which is guided through a cover, a wall or a lid of the container into the surrounding interior space.

Para aumentar la fluidez del componente de carbono líquido o fusible dado al recipiente de acuerdo con la invención, puede ser conveniente precalentar el componente de carbono en sí mismo o todo el material portador de carbono antes de llenarlo en el espacio interior del recipiente. El precalentamiento se realiza a este respecto preferentemente de tal modo que el componente de carbono fusible que, dado el caso, está presente y es atribuible al componente líquido ya esté licuado cuando entra en el recipiente. Sin embargo, el calentamiento también puede llevarse a cabo en el recipiente de tal manera que primero se establezca un estado líquido óptimo del material portador de carbono y luego comience el proceso de coquización.In order to increase the fluidity of the liquid or fusible carbon component given to the container according to the invention, it may be convenient to preheat the carbon component itself or the entire carbon-bearing material before filling it into the interior space of the container. In this case, the preheating is preferably carried out in such a way that the meltable carbon component which may be present and attributable to the liquid component is already liquefied when it enters the container. However, the heating can also be carried out in the vessel in such a way that an optimum liquid state of the carbon-bearing material is first established and then the coking process begins.

De acuerdo con una primera variante, el llenado puede realizarse a este respecto de tal manera que la cantidad total de material portador de carbono que se va a coquizar se llene primero en el recipiente (etapa b)) y solo después del llenado se lleve a cabo el calentamiento a la temperatura de coquización y el mantenimiento a la temperatura de coquización (etapa c)), es decir, que el calentamiento del material de carbono solo comience después de que haya concluido el llenado del material portador de carbono (etapa de trabajo b)).According to a first variant, the filling can be carried out in such a way that the entire amount of carbon-bearing material to be coked is first filled into the container (step b)) and only after filling is brought to heating to the coking temperature and holding at the coking temperature (step c)) is carried out, i.e. heating of the carbon material only starts after filling of the carbon-bearing material has been completed (working step b)).

De acuerdo con una segunda variante también es posible comenzar ya con el calentamiento de un volumen parcial llenado en el recipiente de la cantidad total necesaria de material portador de carbono (etapa de trabajo c)) para la fabricación del producto de coquización mientras se sigue rellenando más material portador de carbono en el espacio interior (etapa de trabajo b)).According to a second variant, it is also possible to start already with the heating of a partial volume filled in the container with the total amount of carbon carrier material required (operation step c)) for the production of the coking product while further filling more carbon-bearing material in the inner space (work step b)).

Mientras que la primera variante permite una conducción del proceso simplificada, la segunda variante permite la fabricación de productos de coquización particularmente densos y de alta calidad con un porosidad minimizada. While the first variant allows simplified process management, the second variant allows the production of particularly dense and high-quality coking products with minimized porosity.

Las temperaturas de coquización establecidas de acuerdo con la invención durante el proceso de coquización (etapa de trabajo c)) son normalmente de 450 - 900 °C, pudiendo conseguirse de manera segura, a temperaturas de coquización de al menos 600 °C, una coquización completa en el sentido técnico dentro de un periodo de coquización práctico, incluso en el caso de productos de coquización de gran volumen.The coking temperatures established according to the invention during the coking process (working step c)) are normally 450 - 900 °C, coking temperatures of at least 600 °C being able to safely achieve complete in the technical sense within a practical coking period, even for large volume coking products.

Simultáneamente, mediante el ajuste de la temperatura de coquización en el intervalo de 450 - 900 °C, se garantiza que, durante el proceso, siempre esté disponible material portador de carbono suficientemente fluido para llenar automáticamente los poros creados por los procesos de desgasificación en los respectivos volúmenes parciales del material portador de carbono que se está carbonizando en cada caso con material portador de carbono que fluye. El material portador de carbono fluido, que rellena las aberturas y cavidades dejadas por el gas producido inevitablemente durante la coquización, asegura de acuerdo con la invención una densidad óptimamente alta del producto de coquización obtenido.Simultaneously, by setting the coking temperature in the range of 450 - 900 °C, it is ensured that sufficiently fluid carbon-carrying material is always available during the process to automatically fill the pores created by the degassing processes in the respective partial volumes of the carbon-bearing material being carbonized in each case with flowing carbon-bearing material. The fluid carbon carrier material, which fills the openings and cavities left by the gas inevitably produced during coking, ensures according to the invention an optimally high density of the coking product obtained.

A este respecto, se ha demostrado que, en el procedimiento de acuerdo con la invención, la conductividad eléctrica de los productos producidos de acuerdo con la invención se puede influir directamente ajustando la temperatura de coquización. Así, la conductividad eléctrica aumenta con el incremento de la temperatura de coquización. Por lo tanto, al ajustarse altas temperaturas de coquización, ya se pueden lograr conductividades eléctricas en el producto de coquización producido de acuerdo con la invención que permiten una grafitización directa u otro uso directo de estos productos después del proceso de coquización de acuerdo con la invención. Así, pueden utilizarse, por ejemplo, productos fabricados de acuerdo con la invención directamente como ánodos o cátodos, en particular como ánodos, en la producción de aluminio.In this connection, it has been shown that in the process according to the invention the electrical conductivity of the products produced according to the invention can be directly influenced by adjusting the coking temperature. Thus, electrical conductivity increases with increasing coking temperature. Therefore, by setting high coking temperatures, electrical conductivities can already be achieved in the coking product produced according to the invention, which allow direct graphitization or other direct use of these products after the coking process according to the invention. . Thus, they can be used, for example, products made according to the invention directly as anodes or cathodes, in particular as anodes, in aluminum production.

Con una temperatura de coquización de al menos 650 °C, en particular al menos 700 °C, se produce una nueva reducción significativa de la resistencia eléctrica, obteniéndose resistencias óptimamente bajas de 10-50 Ohm y una conductividad eléctrica óptima asociada a ello a temperaturas de coquización de al menos 800 °C. A este respecto, una grafitización longitudinal del producto de coquización puede lograrse ya en el curso del proceso de acuerdo con la invención mediante un ajuste adecuado de la temperatura de coquización, que suele ser de al menos 800 °C. With a coking temperature of at least 650 °C, in particular at least 700 °C, a further significant reduction in electrical resistance occurs, resulting in optimally low resistances of 10-50 Ohm and an associated optimum electrical conductivity at temperatures coking temperature of at least 800 °C. In this respect, a longitudinal graphitization of the coking product can already be achieved in the course of the process according to the invention by a suitable setting of the coking temperature, which is usually at least 800°C.

A una temperatura de coquización superior al límite superior de 1200 °C, la conductividad ya no mejora, de tal modo que el intervalo de temperatura de coquización puede limitarse en la práctica a como máximo este límite superior. At a coking temperature higher than the upper limit of 1200 °C, the conductivity no longer improves, so that the coking temperature range can be practically limited to at most this upper limit.

Para que queden atrapadas en el coque el menor número posible de burbujas de gas, la invención prevé un régimen adecuado de temperatura y flujo, en particular al pasar por el intervalo de temperatura de 450 - 600 °C, para In order for as few gas bubbles as possible to be trapped in the coke, the invention provides for a suitable temperature and flow regime, in particular when passing through the temperature range of 450 - 600 °C, to

a) asegurar que hay una cantidad suficiente de material portador de carbono líquido para garantizar el relleno automático de los poros creados,a) ensure that there is a sufficient quantity of liquid carbon carrier material to guarantee the automatic filling of the created pores,

b) al mismo tiempo, mantener la cantidad de material portador de carbono líquido lo más baja posible para favorecer la desgasificación y la eliminación de las burbujas de gas que se forman,b) at the same time, keep the amount of liquid carbon carrier material as low as possible to favor degassing and the elimination of the gas bubbles that form,

c) permitir que el proceso de coquización discurra rápidamente yc) allow the coking process to run quickly and

d) para evitar una coquización espontánea y una consiguiente "congelación" de las burbujas de gas.d) to avoid spontaneous coking and consequent "freezing" of the gas bubbles.

El tiempo de coquización durante el cual se mantiene el material portador de carbono a la respectiva temperatura de coquización, depende directamente del volumen calentado en cada caso. En cualquier caso, el tiempo de coquización debe calcularse de forma que en cada caso el material portador de carbono mantenido a la temperatura de coquización esté completamente cocido en el sentido técnico al final del tiempo de coquización. El tiempo de coquización depende del volumen que se ha de cocer y, en caso de llenado sucesivo, del progreso del proceso de llenado. Los tiempos típicos de coquización para productos de coquización de gran volumen, como los electrodos, se sitúan en este caso en la práctica en entre 6 h a 96 h. Cuando se fabrican productos de coquización con volúmenes más pequeños o secciones transversales pequeñas, el tiempo de coquización puede ser también inferior a una hora.The coking time during which the carbon-bearing material is kept at the respective coking temperature depends directly on the heated volume in each case. In any case, the coking time must be calculated in such a way that in each case the carbon-bearing material kept at the coking temperature is fully baked in the technical sense at the end of the coking time. The coking time depends on the volume to be baked and, in the case of successive filling, on the progress of the filling process. Typical coking times for large-volume coking products, such as electrodes, are in practice between 6 h and 96 h. When making coking products with smaller volumes or small cross sections, the coking time can also be less than one hour.

Para reforzar la salida del gas que se genera en la coquización fuera del material portador de carbono, se puede aspirar la atmósfera presente en el espacio interior del recipiente. De esta manera, en el espacio interior del recipiente, por encima del material portador de carbono rellenado en él, se genera una presión negativa que puede llegar hasta el vacío. Una presión absoluta adecuada para ello se sitúa en el intervalo de 1 a 50 hPa.In order to increase the flow of the gas generated during coking out of the carbon-bearing material, the atmosphere present in the interior space of the container can be sucked off. In this way, in the inner space of the container, above the carbon-bearing material filled in it, a negative pressure is generated, which can go up to a vacuum. A suitable absolute pressure for this is in the range from 1 to 50 hPa.

La manera de llenado del molde (etapa de trabajo b)) y del calentamiento (etapa de trabajo c)) se puede seleccionar en el procedimiento de acuerdo con la invención en función de los requisitos que se exigen de la distribución de densidad del producto de coquización fabricado de acuerdo con la invención. Por ejemplo, si hay un requisito de densidad máxima en las zonas de los bordes exteriores de los productos de coquización en un espesor suficiente y, por el contrario, se acepta una cierta porosidad residual en la zona del núcleo central, puede bastar si un equipo de calentamiento estacionario, que detecta el volumen total de material portador de carbono fluido llenado en el recipiente, está dispuesto en un recipiente estacionario. En este caso, el proceso de coquización avanza partiendo de la zona del borde del material portador de carbono adyacente a la superficie interior del recipiente, que es captada en primer lugar y con mayor intensidad por el calor generado por el equipo calefactor, en dirección de la zona nuclear del material portador de carbono. Las burbujas de gas creadas durante el proceso de coquización pueden escapar a este respecto a través de la zona nuclear del material portador de carbono, que permanece líquido durante un período de tiempo más largo. Al mismo tiempo, el material portador de carbono líquido sale de la zona nuclear líquida hacia los poros dejados por las burbujas de gas en la zona del borde en cada caso ya cocida, de tal modo que en el producto coquizado terminado se ajusta una zona de borde de densidad óptima y de considerable grosor. Únicamente en el último estadio de la coquización, en concreto cuando también de coquiza la zona nuclear central, pueden quedar atrapadas en ellas burbujas de gas. Sin embargo, el diámetro de la zona nuclear afectada por la porosidad así provocada es tan pequeño en comparación con el grosor de la capa de borde óptimamente densa del producto de coquización así fabricado de acuerdo con la invención que es despreciable en aplicaciones como, por ejemplo, electrodos para hornos de reducción. The manner of filling the mold (working stage b)) and heating (working stage c)) can be selected in the process according to the invention depending on the requirements that are made of the density distribution of the product. coker manufactured according to the invention. For example, if there is a requirement of maximum density in the outer edge areas of the coking products in a sufficient thickness and, on the contrary, a certain residual porosity is accepted in the central core area, it may suffice if a piece of equipment stationary heating, which detects the total volume of fluid carbon carrier material filled in the container, is arranged in a stationary container. In this case, the coking process proceeds starting from the edge zone of the carbon-bearing material adjacent to the inner surface of the container, which is captured first and foremost by the heat generated by the heating equipment, in the direction of the core zone of the carbon-bearing material. The gas bubbles created during the coking process can escape in this connection through the core zone of the carbon-bearing material, which remains liquid for a longer period of time. At the same time, the liquid carbon carrier material flows out of the liquid core zone into the pores left by the gas bubbles in the already fired edge region in each case, so that a zone of edge of optimal density and considerable thickness. Only in the last stage of coking, in particular when the central nuclear zone is also coking, can gas bubbles be trapped in them. However, the diameter of the core zone affected by the porosity thus caused is so small compared to the thickness of the optimally dense edge layer of the coking product thus produced according to the invention that it is negligible in applications such as, for example, , electrodes for reduction furnaces.

Una porosidad minimizada en toda la sección transversal del producto de coquización fabricado de acuerdo con la invención y una densidad optimizada asociada a la misma pueden lograrse teniendo lugar durante la etapa de trabajo c) un movimiento relativo alineado a lo largo del eje longitudinal del molde en cada caso entre el material portador de carbono calentado y la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor. Este movimiento relativo puede ser continuo o gradual. En el caso de un movimiento relativo continuo, la velocidad de este movimiento también puede variar en función del progreso de la coquización del material portador de carbono. Del mismo modo, en el caso de un movimiento relativo gradual en el que la zona de calentamiento o el recipiente permanecen en cada caso durante un determinado tiempo en una posición hasta que la zona de calentamiento o el recipiente se desplazan a la siguiente posición, el tiempo de exposición al calor del volumen de material portador de carbono abarcado en cada caso por la zona de calentamiento puede controlarse ajustando el tiempo de permanencia.A minimized porosity in the entire cross section of the coking product manufactured according to the invention and an optimized density associated with it can be achieved by taking place during the working step c) an aligned relative movement along the longitudinal axis of the mold in each case between the heated carbon carrier material and the heating zone generated by the heating equipment. This relative movement can be continuous or gradual. In the case of a continuous relative movement, the speed of this movement can also vary depending on the coking progress of the carbon-bearing material. Similarly, in the case of a gradual relative movement in which the heating zone or the container remain in each case for a certain time in one position until the heating zone or the container moves to the next position, the time of exposure to heat of the volume of carbon-bearing material covered in each case by the heating zone can be controlled by adjusting the residence time.

Moviendo la zona de calentamiento con respecto al material portador de carbono o el material portador de carbono con respecto a la zona de calentamiento, es posible conseguir que el proceso de coquización no solo progrese, como en la variante anteriormente explicada del procedimiento de acuerdo con la invención, desde el borde exterior hasta la zona nuclear central del volumen del material portador de carbono llenado en el espacio interior del recipiente que abarca en cada caso el equipo calefactor, pero al mismo tiempo también en la dirección del movimiento relativo. De este modo, se puede conseguir un aumento uniforme del volumen coquizado en cada caso del material portador de carbono en de toda la sección transversal, asegurando así que una alta densidad también está presente en la zona nuclear del producto coquizado obtenido de acuerdo con la invención.By moving the heating zone with respect to the carbon-bearing material or the carbon-bearing material with respect to the heating zone, it is possible to make the coking process not only progress, as in the previously explained variant of the process according to invention, from the outer edge to the central core zone of the volume of the carbon-bearing material filled into the inner space of the container which in each case encompasses the heating equipment, but at the same time also in the direction of relative movement. In this way, a uniform increase in the coked volume can be achieved in each case of the carbon-bearing material over the entire cross-section, thus ensuring that a high density is also present in the core zone of the coked product obtained according to the invention. .

De acuerdo con una primera variante de este diseño del procedimiento de acuerdo con la invención, el calor emitido en la zona de calentamiento por el equipo calefactor cubre en cada caso solo un volumen parcial -que se extiende por una sección parcial determinada de la altura del espacio interior del recipiente- del material portador de carbono llenado en el espacio interior, estando parado el material portador de carbono llenado en el espacio interior durante el calentamiento (etapa de trabajo c)), mientras que, por el contrario, la zona de calentamiento generada por el respectivo equipo calefactor se mueve partiendo de la base dispuesta abajo en dirección de la gravedad en sentido opuesto a la dirección de la gravedad hacia el extremo superior del recipiente. Las burbujas de gas que escapan del volumen parcial, calentado por el equipo calefactor a temperatura de coquización, del material portador de carbono contenido en el espacio interior del recipiente, en este diseño pueden escapar hacia arriba en contra de la gravedad a través del material portador de carbono fluido, que sale por encima del volumen parcial del material portador de carbono que se encuentra en cada caso en el proceso de coquización (etapa de trabajo c)) y está cubierto por el calor del equipo calefactor, mientras que al mismo tiempo, debido al efecto de la gravedad, el material portador de carbono líquido empuja con la presión gravitacional hacia las aberturas y cavidades dejadas por las burbujas de gas en el material portador de carbono ya cocido y las llena, de manera que se obtiene automáticamente un producto de coquización globalmente denso y en gran medida sin poros.According to a first variant of this design of the method according to the invention, the heat emitted in the heating zone by the heating equipment covers in each case only a partial volume - which extends over a certain partial section of the height of the inner space of the container - of the carbon-bearing material filled in the inner space, the carbon-bearing material filled in the inner space being stationary during heating (working step c)), whereas, on the contrary, the heating zone generated by the respective heating equipment moves from the base arranged below in the direction of gravity in the direction opposite to the direction of gravity towards the upper end of the container. Gas bubbles escaping from the partial volume, heated by the heating equipment to coking temperature, of the carbon-bearing material contained in the inner space of the vessel, in this design can escape upwards against gravity through the carrier material. of fluid carbon, which comes out above the partial volume of the carbon-bearing material found in each case in the coking process (working stage c)) and is covered by the heat of the heating equipment, while at the same time, due to the effect of gravity, the liquid carbon carrier material pushes with gravitational pressure towards the openings and cavities left by the gas bubbles in the already baked carbon carrier material and fills them, so that a product of overall dense and largely poreless coking.

En este sentido, resulta particularmente ventajoso que, en el procedimiento de acuerdo con la invención, el llenado del recipiente y el calentamiento del volumen de material portador de carbono contenido en cada caso en el recipiente puedan tener lugar temporalmente al mismo tiempo. De este modo, la cantidad de material portador de carbono fluido que se encuentra por encima del volumen parcial cubierto en cada caso por el calor del equipo calefactor durante el proceso de coquización puede controlarse de tal modo que, por un lado, la distancia recorrida por las burbujas de gas a través del material portador de carbono todavía líquido sea óptimamente corta, pero, por otro lado, la columna de material portador de carbono fluido que pesa sobre el material portador de carbono ya coquizado sea tan grande que siempre haya una cantidad suficiente de material portador de carbono fluido por encima del volumen parcial de material portador de carbono ya coquizado y, de forma óptima, el empuje del material portador de carbono fluido en los poros del material portador de carbono ya coquizado sea reforzado por el propio peso del material portador de carbono aún líquido.In this connection, it is particularly advantageous that, in the method according to the invention, the filling of the container and the heating of the volume of carbon-bearing material contained in each case in the container can temporarily take place at the same time. In this way, the amount of fluid carbon-bearing material that is above the partial volume covered in each case by the heat of the heating equipment during the coking process can be controlled in such a way that, on the one hand, the distance traveled by gas bubbles through the still liquid carbon-bearing material is optimally short, but, on the other hand, the column of fluid carbon-bearing material weighing on the already coked carbon-bearing material is so large that there is always a sufficient amount of fluid carbon-bearing material above the partial volume of already coked carbon-bearing material and, optimally, the thrust of the fluid carbon-bearing material in the pores of the already coked carbon-bearing material is reinforced by the material's own weight carbon carrier still liquid.

En el caso de un recipiente montado de forma estacionaria, el movimiento relativo entre la zona de calentamiento y el material portador de carbono contenido en el recipiente puede realizarse moviendo el equipo calefactor que genera la zona de calentamiento a lo largo del recipiente.In the case of a stationary mounted container, the relative movement between the heating zone and the carbon-bearing material contained in the container can be achieved by moving the heating equipment that generates the heating zone along the container.

Alternativamente es posible, no obstante, también prever un equipo calefactor montado estacionariamente que se extienda por toda la longitud del volumen llenado en el recipiente de material portador de carbono y que esté dividido en dirección longitudinal del recipiente en varios segmentos de calentamiento. Así, estos pueden ser activados y desactivados consecutivamente de manera que se consiga un movimiento continuo o gradual de la zona de calentamiento generada por los segmentos de calentamiento del equipo calefactor a lo largo del recipiente.Alternatively, however, it is also possible to provide a stationary heating device which extends over the entire length of the volume filled in the carbon carrier material container and which is divided into several heating segments in the longitudinal direction of the container. Thus, these can be activated and deactivated consecutively so as to achieve a continuous or gradual movement of the heating zone generated by the heating segments of the heating equipment along the container.

En otras primera variante del procedimiento de acuerdo con la invención, el calor emitido en la zona de calentamiento por el equipo calefactor cubre también en cada caso solo un volumen parcial -que se extiende por una sección parcial determinada de la altura del espacio interior del recipiente- del material portador de carbono llenado en el espacio interior, estando dispuesto en este caso el equipo calefactor, sin embargo, de manera estacionaria, mientras que el material portador de carbono llenado en el recipiente se mueve relativamente a la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor. Básicamente, para ello el recipiente puede moverse con el material portador de carbono llenado en él a lo largo del equipo calefactor estacionario.In another first variant of the method according to the invention, the heat emitted in the heating zone by the heating equipment also covers in each case only a partial volume - which extends over a certain partial section of the height of the interior space of the container - of the carbon-bearing material filled into the interior, the heating equipment being arranged in this case, however, stationary, while the carbon-bearing material filled in the container moves relative to the heating zone generated by the heating equipment. Basically, for this the container with the carbon carrier material filled in it can be moved along the stationary heating equipment.

Sin embargo, en un diseño especialmente productivo de esta variante de procedimiento basada en un equipo calefactor estacionario, que además da como resultado productos de coquización óptimamente constituidos, el recipiente está montado en una posición estacionaria, estando prevista en la base del recipiente una abertura de descarga por medio de la cual se extrae el producto de coquización continuamente del recipiente como un filamento formado por el material portador de carbono respectivamente solidificado (etapa de trabajo e)). En este diseño, el recipiente está configurado a la manera de un molde de fundición. Simultáneamente, el equipo calefactor está montado en el recipiente de tal modo y la velocidad de descarga con la que se extrae el producto de coquización terminado como filamento de manera continua del recipiente se selecciona de tal modo que el material portador de carbono llenado en el recipiente en el estado fluido se coquiza completamente en el sentido técnico en su camino a la abertura de descarga y se solidifica correspondientemente. Además del aumento de la productividad, existe en este caso también la ventaja particular de que el volumen de material portador de carbono fluido, que se encuentra en cada caso en el recipiente por encima del volumen parcial ya coquizado del material portador de carbono, puede ajustarse de tal forma que, por un lado, la distancia que deben recorrer las burbujas de gas que escapan del volumen parcial que se encuentra en el proceso de coquización (etapa de trabajo c)) sea corta y, por otro lado, se disponga siempre de suficiente material portador de carbono líquido para rellenar los poros dejados por las burbujas de gas en el material portador de carbono ya coquizado. El producto de coquización extraído del recipiente en forma de filamento puede enfriarse, opcionalmente, a un ritmo acelerado para permitir un rápido procesamiento posterior. A partir del filamento de coquización obtenido, se pueden cortar productos de coquización de la longitud deseada en cada caso.However, in a particularly productive design of this process variant based on stationary heating equipment, which additionally results in optimally formed coking products, the vessel is mounted in a stationary position, an opening of discharge by means of which the coking product is continuously withdrawn from the vessel as a filament formed by the respectively solidified carbon-bearing material (working step e)). In this design, the container is configured in the manner of a casting mold. Simultaneously, the heating equipment is mounted in the vessel in such a way and the discharge rate with which the filament-finished coking product is drawn continuously from the vessel is selected such that the carbon-bearing material filled in the container in the fluid state is completely coked in the technical sense on its way to the discharge opening and correspondingly solidifies. In addition to the increase in productivity, there is also the particular advantage in this case that the volume of fluid carbon-bearing material, which is in each case in the container above the already coked partial volume of carbon-bearing material, can be adjusted. in such a way that, on the one hand, the distance that the gas bubbles escaping from the partial volume found in the coking process (work stage c)) must travel is short and, on the other hand, there is always enough liquid carbon-bearing material to fill the pores left by gas bubbles in the already coked carbon-bearing material. The coking product drawn from the vessel in filament form may optionally be cooled at an accelerated rate to allow rapid post-processing. From the coking filament obtained, coking products of the desired length can be cut in each case.

En las variantes de realización en las que tiene lugar un movimiento relativo entre el material portador de carbono y la fuente de calor, la velocidad del movimiento relativo depende del diámetro o de la sección transversal del producto que se ha de fabricar. A este respecto, la velocidad disminuye proporcionalmente con el aumento del diámetro o del tamaño de la sección transversal debido al volumen de material portador de carbono cubierto en cada caso por la zona de calentamiento para el procedo de coquización. Cuando se generan electrodos cilíndricos con los diámetros habituales en la práctica, la velocidad del movimiento relativo entre la zona de calentamiento y el material portador de carbono contenido en el recipiente suele situarse en el intervalo de 0,025 - 1,5 m/h, en particular de 0,05 - 0,5 m/h. In the embodiment variants in which a relative movement takes place between the carbon carrier material and the heat source, the speed of the relative movement depends on the diameter or the cross-section of the product to be manufactured. In this connection, the speed decreases proportionally with the increase in diameter or cross-sectional size due to the volume of carbon-bearing material covered in each case by the heating zone for the coking process. When generating cylindrical electrodes with the usual diameters in practice, the speed of the relative movement between the heating zone and the carbon-bearing material contained in the container is usually in the range of 0.025 - 1.5 m/h, in particular 0.05 - 0.5m/hr.

La desgasificación (etapa de trabajo d)) del gas que escapa del material portador de carbono que se encuentra en el proceso de coquización (etapa de trabajo c)) puede ser asistida poniendo en movimiento el material portador de carbono contenido en el recipiente, al menos temporalmente. Para ello, se puede prever, por ejemplo, un equipo de vibración o similar que excite el material portador de carbono contenido en el recipiente para que vibre en su conjunto o en determinadas zonas, idealmente en el intervalo de 0,5 Hz a 50 kHz.The degassing (work stage d)) of the gas that escapes from the carbon-bearing material found in the coking process (work stage c)) can be assisted by setting the carbon-bearing material contained in the container in motion, by least temporarily. For this, it is possible to provide, for example, vibration equipment or the like that excites the carbon-bearing material contained in the container so that it vibrates as a whole or in certain areas, ideally in the range of 0.5 Hz to 50 kHz. .

El equipo calefactor utilizado de acuerdo con la invención para calentar el material portador de carbono puede estar diseñado de tal modo que genere un perfil de temperatura determinado dentro del material portador de carbono contenido en el recipiente y cubierto en cada caso por el calor del equipo calefactor. Así, en particular en las variantes del procedimiento en las que tiene lugar un movimiento relativo entre la zona de calentamiento generada por el respectivo equipo calefactor y el material portador de carbono, puede ser útil, por ejemplo, hacer funcionar el equipo calefactor de tal manera que el nuevo volumen parcial de material portador de carbono que entra en cada caso en la zona de acción del equipo calefactor sea llevado lentamente a la temperatura de coquización respectiva, es decir, que la potencia de calentamiento que actúa sobre el respectivo volumen parcial de material portador de carbono aumente cuanto más entre el volumen parcial respectivo en la zona de influencia efectiva del equipo calefactor y cuanto más tiempo esté expuesto al calor emitido por el equipo calefactor.The heating equipment used according to the invention to heat the carbon-bearing material can be designed in such a way that it generates a certain temperature profile within the carbon-bearing material contained in the container and covered in each case by the heat of the heating equipment. . Thus, in particular in process variants in which a relative movement takes place between the heating zone generated by the respective heating equipment and the carbon-bearing material, it can be useful, for example, to operate the heating equipment in such a way that the new partial volume of carbon-bearing material entering the action zone of the heating equipment in each case is slowly brought to the respective coking temperature, i.e. that the heating power acting on the respective partial volume of material carbon carrier increases the more between the respective partial volume in the effective zone of influence of the heating equipment and the longer it is exposed to the heat emitted by the heating equipment.

El procedimiento de acuerdo con la invención genera productos de coquización que ya durante la coquización obtienen la geometría próxima a la dimensión final. Así, se suprimen las etapas de trabajo convencionales en la fabricación de electrodos de preparación del coque, mezcla, conformación y primera cocción y se abre la posibilidad de prescindir también de la impregnación y de una segunda cocción del producto de coquización fabricado de acuerdo con la invención para la producción de un producto final completamente grafitizado. Así, el procedimiento de acuerdo con la invención proporciona un producto de coquización de alta resistencia y densidad ya sin impregnación. Este se caracteriza por presentar una densidad media de al menos 1,4 g/cm3, pudiendo alcanzarse regularmente densidades de al menos 1,5 g/cm3.The process according to the invention produces coking products which already during coking obtain the geometry close to the final dimension. Thus, the conventional work steps in the manufacture of coke preparation, mixing, shaping and first firing electrodes are eliminated and the possibility of also dispensing with impregnation and a second firing of the coking product manufactured in accordance with the invention for the production of a fully graphitized final product. Thus, the process according to the invention provides a coking product of high strength and density already without impregnation. This is characterized by having an average density of at least 1.4 g/cm3, densities of at least 1.5 g/cm3 being regularly achieved.

Al realizarse en el procedimiento de acuerdo con la invención una estructura monolítica, próxima a la dimensión final, ya en el proceso de coquización, esta se caracteriza por su alta resistencia mecánica. Además, la expresión espacial de las propiedades fisicoquímicas del coque puede controlarse mediante la aplicación selectiva de calor. En particular, se puede lograr así una alta conductividad eléctrica en la dirección longitudinal y un bajo coeficiente de dilatación térmica.As a monolithic structure is made in the process according to the invention, close to the final dimension, already in the coking process, it is characterized by its high mechanical resistance. Furthermore, the spatial expression of the physicochemical properties of the coke can be controlled by the selective application of heat. In particular, a high electrical conductivity in the longitudinal direction and a low coefficient of thermal expansion can thus be achieved.

A continuación, la invención se explica con más detalle mediante un dibujo que representa un ejemplo de realización. Muestran en cada caso esquemáticamente:In the following, the invention is explained in more detail by means of a drawing showing an exemplary embodiment. They show in each case schematically:

las Figuras 1a - 1d un primer dispositivo para la fabricación de un producto de coquización en cuatro tiempos de funcionamiento temporalmente espaciados de la misma forma, en cada caso en una sección a lo largo del eje longitudinal del dispositivo;Figures 1a-1d a first device for the production of a coking product in four equally spaced temporally spaced operating times, in each case in a section along the longitudinal axis of the device;

las Figuras 2a - 2d un segundo dispositivo para la fabricación de un producto de coquización en cuatro tiempos de funcionamiento temporalmente espaciados de la misma forma, en cada caso en una sección a lo largo del eje longitudinal del dispositivo;Figures 2a-2d a second device for the production of a coking product in four equally spaced temporally spaced operating times, in each case in a section along the longitudinal axis of the device;

la Figura 3 un tercer dispositivo para la fabricación de un producto de coquización en una sección a lo largo del eje longitudinal del dispositivo;Figure 3 a third device for the production of a coking product in a section along the longitudinal axis of the device;

la Figura 4a un cuarto dispositivo para la fabricación de un producto de coquización en un procedimiento no de acuerdo con la invención en una sección a lo largo del eje longitudinal del dispositivo; la Figura 4b un producto de coquización fabricado en el dispositivo representado en la figura 4a en una sección longitudinal. Figure 4a a fourth device for the production of a coking product in a process not according to the invention in a section along the longitudinal axis of the device; FIG. 4b shows a coking product produced in the device shown in FIG. 4a in a longitudinal section.

El dispositivo 1 para la fabricación de un producto de coquización VK mostrado en las figuras 1a - 1d comprende un contendor 2 con su eje longitudinal L alineado verticalmente y formado al estilo de un tubo cilíndrico que está fabricado de un material resistente al calor, como un acero disponible comercialmente para este fin. El recipiente 2 encierra un espacio interior 3 que se ensancha en forma de embudo en una sección superior 4 hacia el borde superior del recipiente 2.The device 1 for the manufacture of a coking product VK shown in figures 1a-1d comprises a container 2 with its longitudinal axis L aligned vertically and formed in the style of a cylindrical tube which is made of a heat-resistant material, such as a commercially available steel for this purpose. The container 2 encloses an interior space 3 which widens in the form of a funnel in an upper section 4 towards the upper edge of the container 2.

La forma cilíndrica y fina del espacio interior 3 se elige para que el producto de coquización VK fabricado en el dispositivo 1 presente una forma cilíndrica igualmente fina al final del proceso de coquización completado en el dispositivo 1 que se aproxime óptimamente a la forma que debe presentar el producto de coquización VK o el producto de grafito fabricado a partir de él. A este respecto, las dimensiones del producto de coquización VK pueden comprender un margen de mecanización que se requiera para una subsiguiente mecanización para dar al producto de coquización VK o a un producto de grafito fabricado a partir de él su precisión dimensional o su acabado superficial requeridos. Así, en este caso la forma cilíndrica representada por el espacio interior 3 del recipiente 2 se corresponde en su diseño y dimensiones con la forma que deben presentar los electrodos de grafito para poder ser utilizados en hornos de arco eléctrico de acerías. Asimismo, la forma del espacio interior 3 puede utilizarse para reproducir otras formas de productos de coquización como, por ejemplo, bloques formados por materiales portadores de carbono coquizados o similares. Así, su forma puede adaptarse de manera óptima a las condiciones de las instalaciones para la fabricación de aluminio, por ejemplo, si es necesario, incluyendo también el margen de mecanización requerido en cada caso. The fine cylindrical shape of the interior space 3 is chosen so that the coking product VK produced in device 1 has an equally fine cylindrical shape at the end of the completed coking process in device 1 that optimally approximates the shape it should have the VK coking product or the graphite product made from it. In this regard, the dimensions of the VK coker may comprise a machining allowance that is required for subsequent machining to give the VK coker or a graphite product made therefrom its required dimensional accuracy or surface finish. Thus, in this case, the cylindrical shape represented by the interior space 3 of the container 2 corresponds in its design and dimensions to the shape that the graphite electrodes must have in order to be used in electric arc furnaces in steel mills. Likewise, the shape of the interior space 3 can be used to reproduce other shapes of coking products, such as, for example, blocks formed by coked carbon-bearing materials or the like. Thus, its shape can be optimally adapted to the conditions of the aluminum manufacturing facilities, for example, if necessary, also including the machining margin required in each case.

Las superficies interiores del recipiente 2 que delimitan el espacio interior 3 pueden estar cubiertas como capa divisoria al menos por secciones con una fina capa deslizante 5 consistente, por ejemplo, en un material de aluminio que se aplique en forma de revestimiento prefabricado insertado en el espacio interior 3 o mediante un procedimiento de recubrimiento adecuado de una manera en sí conocida directamente a las secciones pertinentes de las superficies interiores.The inner surfaces of the container 2 delimiting the interior space 3 can be covered as a dividing layer at least in sections with a thin sliding layer 5 consisting, for example, of an aluminum material that is applied in the form of a prefabricated lining inserted into the space interior 3 or by means of a suitable coating method in a manner known per se directly to the relevant sections of the interior surfaces.

La abertura presente en la parte superior del recipiente 2 está cerrada por una tapa extraíble 6.The opening present in the upper part of the container 2 is closed by a removable lid 6.

Un tubo de llenado 7 para llenar el espacio interior 3 del recipiente 2 con un material portador de carbono fluido K es guiado a través de la tapa 6.A filling tube 7 for filling the interior space 3 of the container 2 with a fluid carbon carrier material K is guided through the lid 6.

Adicionalmente, a través de la tapa 6 se conduce un tubo de aspiración 8 que está conectado a un equipo de evacuación que no se muestra en este caso y a través del cual se puede generar una presión negativa en el espacio interior 3 para aspirar los gases presentes en el espacio interior 3.Additionally, a suction tube 8 is led through the cover 6, which is connected to an evacuation equipment that is not shown in this case and through which a negative pressure can be generated in the interior space 3 to suck in the gases present. in the inner space 3.

Con su parte inferior, el recipiente 2 se apoya sobre un elemento de base 9 que cierra el recipiente 2 en su lado inferior. With its lower part, the container 2 rests on a base element 9 which closes the container 2 on its lower side.

El dispositivo 1 comprende, además, un equipo calefactor 10 eléctrico y regulable que se coloca con sus espirales de calefacción 11 en forma anular y con holgura alrededor de la superficie exterior 12 del contendor 2. La altura H10 del equipo calefactor 10 se corresponde con una pequeña fracción de la altura H3 del espacio interior 3 del recipiente 2. Por ejemplo, la altura H3 puede ser de hasta 15 m, mientras que la altura H10 suele ser de solo 1 m.The device 1 also comprises an electrical and adjustable heating equipment 10 that is placed with its heating coils 11 in an annular shape and with clearance around the outer surface 12 of the container 2. The height H10 of the heating equipment 10 corresponds to a small fraction of the height H3 of the interior space 3 of the container 2. For example, the height H3 can be up to 15 m, while the height H10 is usually only 1 m.

El equipo calefactor 10 es soportado por un equipo de ajuste 13 que está diseñado de manera en sí conocida para mover el equipo calefactor 10 en dirección vertical V a lo largo del recipiente 2. Para ello, el equipo de ajuste 13 puede presentar una guía lineal 14 alineada de manera axialmente paralela con respecto al eje longitudinal L, a lo largo del cual el equipo calefactor 10 se puede desplazar por medio un accionamiento lineal 15 del equipo de ajuste 13. The heating device 10 is supported by an adjustment device 13, which is designed in a manner known per se to move the heating device 10 in the vertical direction V along the container 2. For this, the adjustment device 13 can have a linear guide. 14 aligned axially parallel to the longitudinal axis L, along which the heating device 10 can be moved by means of a linear drive 15 of the adjusting device 13.

El dispositivo 1 comprende, además, un equipo 16 que está previsto para solicitar el material portador de carbono fluido K contenido en el espacio interior 3 del recipiente 2 con vibraciones en el intervalo de 0,5 Hz a 50 kHz. Para conseguir un efecto lo más intenso posible en el volumen en cada caso aún fluido y no coquizado del material portador de carbono K, el equipo de vibración 16 también puede ser soportado por el equipo de ajuste 13 y movido durante el proceso de coquización con el equipo calefactor 10 a lo largo del recipiente 2. A este respecto, el equipo de vibración 16 se sitúa preferentemente por encima del equipo calefactor 10 para provocar un efecto lo más óptimo posible del movimiento generado por él en el material portador de carbono K aún fluido.The device 1 further comprises equipment 16 which is intended to apply the fluid carbon carrier material K contained in the interior space 3 of the container 2 with vibrations in the range of 0.5 Hz to 50 kHz. In order to achieve the strongest possible effect on the in each case still fluid and uncoked volume of the carbon carrier material K, the vibration device 16 can also be supported by the adjusting device 13 and moved during the coking process with the heating equipment 10 along the container 2. In this regard, the vibration equipment 16 is preferably located above the heating equipment 10 in order to cause the most optimal effect possible of the movement generated by it in the still fluid carbon-carrying material K .

Para fabricar un producto de coquización VK tipo columna, el espacio interior 3 del recipiente 2 se llena con material portador de carbono fluido K a través del tubo de llenado 7 hasta que el nivel SK del material portador de carbono K contenido en el espacio interior 3 se encuentre aproximadamente en la zona de transición entre la sección superior 4 en forma de embudo y la parte cilíndrica subyacente del espacio interior 3.To manufacture a column-type coking product VK, the inner space 3 of the vessel 2 is filled with fluid carbon-bearing material K through the filling pipe 7 until the level SK of the carbon-bearing material K contained in the inner space 3 is approximately in the transition zone between the funnel-shaped upper section 4 and the underlying cylindrical part of the interior space 3.

El equipo calefactor 10 se coloca en una posición inicial en el extremo inferior del recipiente cerca del elemento de base 9, durante el proceso de llenado.The heating equipment 10 is placed in an initial position at the lower end of the container near the base element 9, during the filling process.

Después de que el recipiente 2 se haya llenado con el material portador de carbono fluido K, se solicita el equipo calefactor 10, por ejemplo, con energía eléctrica, de manera que el volumen parcial del material portador de carbono K que se encuentra en cada caso en el área de influencia de la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor 10 se eleva gradualmente hasta una temperatura de coquización de 450 - 900 °C, en particular 650 - 850 °C. Como resultado del calentamiento, se inician procesos de descomposición en el volumen parcial así calentado por medio de los cuales se liberan gases aún contenidos en el material portador de carbono fluido K que suben en forma de burbujas de gas G en el material portador de carbono K en contra de la dirección de acción SR de la gravedad. El espacio liberado por los procesos de descomposición en el material portador de carbono K es sustituido por el material portador de carbono fluido K de la columna de material portador de carbono presente en el espacio interior 3 del recipiente 2, que automáticamente empuja hacia adelante como resultado del efecto de la gravedad. Este proceso se prolonga hasta que el volumen parcial calentado en cada caso por el equipo calefactor 10 en la zona de calentamiento que genera se haya coquizado completamente en el sentido técnico y haya adoptado una forma sólida. Dado que todas las cavidades que han quedado libres debido a la formación de gas han sido rellenadas en cada caso inmediatamente por el material portador de carbono fluido K que empujaba la densidad del volumen parcial así coquizado del material portador de carbono K es de al menos 1,4 g/cm3.After the container 2 has been filled with the fluid carbon-bearing material K, the heating device 10 is actuated, for example with electrical energy, so that the partial volume of the carbon-bearing material K present in each case in the area of influence of the heating zone generated by the equipment heater 10 is gradually raised to a coking temperature of 450 - 900 °C, in particular 650 - 850 °C. As a result of the heating, decomposition processes are initiated in the thus heated partial volume by means of which gases still contained in the fluid carbon-bearing material K are released, which rise in the form of gas bubbles G in the carbon-bearing material K. against the direction of action SR of gravity. The space released by the decomposition processes in the carbon-bearing material K is replaced by the fluid carbon-bearing material K from the column of carbon-bearing material present in the inner space 3 of the container 2, which automatically pushes forward as a result of the effect of gravity. This process continues until the partial volume heated in each case by the heating device 10 in the heating zone it generates has been completely coked in the technical sense and has assumed a solid form. Since all the cavities that have become free due to gas formation have been immediately filled in each case by the buoyant carbon-bearing material K, the density of the thus coked partial volume of the carbon-bearing material K is at least 1 .4g/cm3.

El desprendimiento de las burbujas de gas G del material portador de carbono K es, por un lado, reforzado mecánicamente por las vibraciones que se inducen por medio del equipo 16 en el material portador de carbono K. Por otro lado, la extracción de las burbujas de gas G del material portador de carbono K se promueve manteniendo en el espacio interior 3 del recipiente 2 a través del tubo de aspiración 8 una presión negativa que puede llegar hasta el vacío.The detachment of the gas bubbles G from the carbon-bearing material K is, on the one hand, mechanically reinforced by the vibrations that are induced by the equipment 16 in the carbon-bearing material K. On the other hand, the extraction of the bubbles The release of gas G from the carbon-carrying material K is promoted by maintaining a negative pressure in the interior space 3 of the container 2 through the suction tube 8, which can go up to vacuum.

Dado que la coquización se produce por el calentamiento simétrico de los lados del espacio interior, la coquización procede del exterior al interior. Durante la coquización de la capa exterior, tanto en la zona del núcleo como en la capa que se encuentra por encima, hay material portador de carbono K líquido e inicialmente de baja viscosidad a través del cual pueden escaparse las burbujas de gas G y cerrarse así posibles poros. Esto permite una alta densidad del producto de coquización obtenido. Durante la coquización de la zona del núcleo, el material portador de carbono K puede fluir desde la capa superior. También en este caso se cierran así los poros.Since coking occurs by symmetrical heating of the sides of the interior space, coking proceeds from outside to inside. During coking of the outer layer, both in the core zone and in the layer above it, there is liquid and initially low-viscosity carbon-carrying material K through which gas bubbles G can escape and thus close possible pores. This allows a high density of the coking product obtained. During coking of the core zone, carbon bearing material K can flow from the upper layer. In this case, too, the pores are thus closed.

Si, a pesar de ello, quedan atrapadas pequeñas burbujas de gas en la zona nuclear KB del producto de coquización VK, esto solo tiene una escasa influencia en las propiedades mecánicas, ya que el eje neutro de los productos de coquización VK en cada caso con forma de columna discurre a lo largo de la zona nuclear en cuestión y, por lo tanto, esta zona no está sometida a grandes tensiones de tracción o compresión durante su uso.If, despite this, small gas bubbles remain trapped in the core zone KB of the coking product VK, this has only a slight influence on the mechanical properties, since the neutral axis of the coking products VK in each case with Columnar shape runs along the core zone in question and, therefore, this zone is not subjected to high tensile or compressive stresses during use.

Después de que el volumen parcial del material portador de carbono K adyacente al elemento de base 9 se haya coquizado, el equipo calefactor 10, que sigue en modo de calentamiento, y con él el equipo de vibración 16, que también sigue activo, se desplazan mediante el equipo de ajuste 13 en contra de la dirección de acción SR de la gravedad por medio del accionamiento lineal 15 en un movimiento continuo a lo largo de la guía lineal 14 en dirección al extremo superior del contendor 2.After the partial volume of the carbon-bearing material K adjacent to the base element 9 has been coked, the heating device 10, which is still in heating mode, and with it the vibration device 16, which is also still active, are moved by means of the adjustment equipment 13 against the direction of action SR of gravity by means of the linear drive 15 in a continuous movement along the linear guide 14 in the direction of the upper end of the container 2.

La velocidad del movimiento ascendente del equipo calefactor 10 y del equipo de vibración 16 acoplado a él está dimensionada a este respecto de tal manera que el volumen parcial del material portador de carbono K que se encuentra en cada caso en la zona de influencia de la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor 10 se calienta gradualmente y, a continuación, se mantiene a la respectiva temperatura de coquización durante un tiempo de coquización suficiente para la coquización completa en el sentido técnico y la solidificación completa asociada. En la práctica, para ello se prevén generalmente velocidades de transporte del equipo calefactor 10 en el intervalo de 0,025 - 1,5 m/h, en particular de 0,05 - 0,5 m/h.The speed of the upward movement of the heating device 10 and of the vibration device 16 coupled to it is dimensioned in such a way that the partial volume of the carbon-bearing material K which is in each case in the zone of influence of the zone generated by the heating equipment 10 is gradually heated and then maintained at the respective coking temperature for a coking time sufficient for complete coking in the technical sense and associated complete solidification. In practice, for this, transport speeds of the heating equipment 10 are generally envisaged in the range of 0.025 - 1.5 m/h, in particular 0.05 - 0.5 m/h.

El movimiento del equipo calefactor 10 se mantiene hasta que también la sección superior del material portador de carbono K adyacente al nivel SK del material portador de carbono K se ha coquizado. El nivel SK del material portador de carbono K a este respecto ha bajado con respecto al estado recién llenado del espacio interior 3 del recipiente 2 debido al gas que ha escapado del material portador de carbono K y a la pérdida de volumen concomitante.The movement of the heating equipment 10 is maintained until also the upper section of the carbon-bearing material K adjacent to the level SK of the carbon-bearing material K has coked. The level SK of the carbon-bearing material K in this connection has dropped with respect to the just-filled state of the interior space 3 of the container 2 due to the gas that has escaped from the carbon-bearing material K and the concomitant loss in volume.

Después de que la zona superior BP del material portador de carbono K adyacente al nivel SK también esté coquizada y haya adoptado una forma sólida, se abre el recipiente 2 y se extrae del espacio interior 3 el producto de coquización VK formado en el espacio interior 3. El revestimiento o capa deslizante 5 presente en las superficies interiores del recipiente 2 adyacentes al espacio interior 3 facilita a este respecto la extracción del producto de coquización VK. After the upper zone BP of the carbon-bearing material K adjacent to the level SK is also coked and has assumed a solid form, the vessel 2 is opened and the coking product VK formed in the inner space 3 is withdrawn from the inner space 3 The sliding coating or layer 5 present on the inner surfaces of the container 2 adjacent to the inner space 3 facilitates in this respect the extraction of the coking product VK.

Si se pone de manifiesto que en la zona superior BP del producto de coquización VK no se ha alcanzado la densidad requerida de al menos 1,4 g/cm3, porque ya no queda en ese lugar durante la coquización suficiente material portador de carbono K disponible para rellenar los huecos dejados por las burbujas de gas G que se forman, la zona BP en cuestión se separa. Se puede reciclar para su reutilización moliéndose en partículas finas que pueden añadirse al material portador de carbono K como componentes sólidos de carbono que se proporcionan para la fabricación de otros productos de coquización VK en el dispositivo 1.If it becomes apparent that the required density of at least 1.4 g/cm3 has not been reached in the upper region BP of the coking product VK, because there is no longer enough available carbon-bearing material K at this location during coking to fill the gaps left by the gas bubbles G that form, the LP zone in question is separated. It can be recycled for reuse by grinding into fine particles which can be added to carbon carrier material K as solid carbon components which are provided for the manufacture of other coking products VK in device 1.

El producto de coquización VK así obtenido se somete para la fabricación de un electrodo de grafito como el que se requiere en una planta siderúrgica eléctrica, a un proceso de grafitización convencional para darle una estructura de grafito. Debido a la geometría monolítica, próxima a la dimensión final, ya obtenida con el dispositivo 1 de la manera descrita anteriormente después de la primera coquización, los procesos de molienda, mezcla y conformación habituales en el procedimiento convencional quedan tan obsoletos como la correspondiente cocción inicial. Dependiendo de la densidad alcanzada del producto, la etapa de impregnación también puede omitirse. Si resulta que la densidad del producto de coquización obtenido VK no es suficiente, la impregnación también puede llevarse a cabo de forma convencional para aumentar la densidad antes de que el producto de coquización VK se transforme en el producto de grafito, es decir, en el electrodo de grafito.The coking product VK thus obtained is subjected for the manufacture of a graphite electrode such as is required in an electric steel plant, to a conventional graphitization process to give it a graphite structure. Due to the monolithic geometry, close to the final dimension, already obtained with device 1 in the manner described above after the first coking, the grinding, mixing and shaping processes usual in the conventional procedure are as obsolete as the corresponding initial firing. Depending on the achieved density of the product, the impregnation step can also be omitted. If it turns out that the density of the obtained coking product VK is not sufficient, the impregnation can also be carried out in a conventional way to increase the density before the coking product VK is transformed into the graphite product, that is, into the graphite product. graphite electrode.

El dispositivo 101 mostrado en las figuras 2a - 2d para la fabricación un producto de coquización VK se corresponde en su construcción con el dispositivo 1 mostrado en las figuras 1a - 1d, con la diferencia de que en el dispositivo 101, en lugar del tubo de llenado 7 montado de forma fija previsto en el dispositivo 1, se prevé un tubo de llenado en forma de lanza 107 que puede introducirse en el espacio interior 3 del recipiente 2 del dispositivo 101 y extraerse de él. La longitud máxima de inserción del tubo de llenado 107 está dimensionada a este respecto de tal modo que el tubo de llenado 107, cuando está completamente insertado en el espacio interior 3, termine justo por encima de la altura H10 a la que se extiende la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor 10 en la posición inicial del equipo calefactor 10 (figura: 2a). De este modo, se evitan los efectos negativos de las salpicaduras que pueden producirse durante el proceso de coquización.The device 101 shown in figures 2a - 2d for the production of a coking product VK corresponds in its construction to the device 1 shown in figures 1a - 1d, with the difference that in the device 101, instead of the coking tube fixedly mounted filling tube 7 provided in the device 1, a lance-shaped filling tube 107 is provided which can be inserted into the inner space 3 of the container 2 of the device 101 and withdrawn therefrom. The maximum insertion length of the filling tube 107 is dimensioned in this respect in such a way that the filling tube 107, when completely inserted in the interior space 3, ends just above the height H10 to which the zone extends. of heating generated by the heating equipment 10 in the initial position of the heating equipment 10 (figure: 2a). In this way, the negative effects of splashes that can occur during the coking process are avoided.

Para fabricar un producto de coquización VK tipo columna en el dispositivo 101, el espacio interior 3 del recipiente 2 se llena con un volumen parcial de material portador de carbono fluido K a través del tubo de llenado 107 hasta que el nivel SK del material portador de carbono K contenido en el espacio interior 3 termina por encima de la altura H10 a la que se extiende la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor 10 en su posición inicial (figura 2a). To manufacture a column-type coking product VK in the device 101, the inner space 3 of the vessel 2 is filled with a partial volume of fluid carbon-bearing material K through the filling pipe 107 until the level SK of the carbon-bearing material carbon K contained in the interior space 3 ends above the height H10 to which the heating zone generated by the heating equipment 10 extends in its initial position (figure 2a).

A continuación, este volumen parcial del material portador de carbono K que forma la sección inferior del producto de coquización VK que se va a fabricar se lleva a la temperatura de coquización de forma gradual y controlada en el dispositivo 1.Next, this partial volume of the carbon-bearing material K that forms the lower section of the coking product VK to be manufactured is gradually and controlled brought up to the coking temperature in device 1.

Con el inicio de la coquización, se suministra de forma casi continua más material portador de carbono fluido K, precalentado para su licuación si es necesario, a través del tubo de llenado 107, que se eleva en una cantidad correspondiente en altura, y el equipo calefactor 10 con el equipo de vibración 16 acoplado a él se mueve a lo largo del recipiente 2 por medio del equipo de ajuste 13 de la forma ya descrita para el dispositivo 1. El movimiento del tubo de llenado 107, que puede ajustarse en altura mediante un equipo de ajuste en este caso no mostrado, y del equipo calefactor 10 se coordinan a este respecto entre sí de manera que la distancia vertical entre el equipo calefactor 10 y el extremo libre del tubo de llenado 107 que se proyecta en el material portador de carbono K permanece constante. A este respecto, el extremo libre del tubo de llenado 107 permanece siempre cerca del nivel SK del material portador de carbono K llenado en el recipiente hasta alcanzar el nivel máximo de llenado del recipiente 2.With the start of coking, more fluid carbon carrier material K, preheated for liquefaction if necessary, is supplied almost continuously through the filling tube 107, which is raised by a corresponding amount in height, and the equipment The heater 10 with the vibration equipment 16 attached to it is moved along the container 2 by means of the adjustment equipment 13 in the manner already described for the device 1. The movement of the filling tube 107, which can be adjusted in height by means of an adjusting device, not shown here, and of the heating device 10 are coordinated with each other in this respect in such a way that the vertical distance between the heating device 10 and the free end of the filling tube 107 projecting into the carrier material carbon K remains constant. In this regard, the free end of the filling tube 107 always remains close to the level SK of the carbon carrier material K filled in the container until the maximum filling level of the container 2 is reached.

La altura del nivel SK del material portador de carbono K se mantiene a este respecto de tal modo que siempre esté disponible una cantidad suficiente de material portador de carbono K fluido por encima del volumen parcial del material portador de carbono K en el proceso de coquización para rellenar los huecos que dejan las burbujas de gas G que salen del volumen parcial del material portador de carbono K calentado a la temperatura de coquización y mantenido a la temperatura de coquización. La distancia que deben salvar las burbujas de gas G a este respecto a través del material portador de carbono K fluido es más corta que en el dispositivo 1, de tal modo que se puede conseguir una densidad aún más optimizada del producto de coquización VK.The height of the level SK of the carbon-bearing material K is maintained in this respect in such a way that a sufficient amount of fluent carbon-bearing material K is always available above the partial volume of the carbon-bearing material K in the coking process to filling the voids left by the gas bubbles G emerging from the partial volume of the carbon-bearing material K heated to the coking temperature and maintained at the coking temperature. The distance that the gas bubbles G have to cross in this connection through the fluid carbon carrier material K is shorter than in the device 1, so that an even more optimized density of the coking product VK can be achieved.

La figura 3 muestra un dispositivo 201 para la fabricación de un producto de coquización VK en el que, a diferencia de los dispositivos 1 y 101, un equipo calefactor 210 previsto en el dispositivo 201 está montado estacionariamente, es decir, que permanece inmóvil durante el funcionamiento, mientras que el material portador de carbono K que se ya de coquizar se mueve a lo largo del equipo calefactor 210 y se coquiza en esta trayectoria a lo largo del equipo calefactor 210 en un producto de coquización sólido VK que se extrae continuamente del dispositivo 201 a la manera de un proceso de colada continua.Fig. 3 shows a device 201 for the production of a coking product VK in which, unlike devices 1 and 101, a heating equipment 210 provided in device 201 is mounted stationary, i.e. it remains stationary during heating. operation, while the carbon-bearing material K which is already to be coked moves along the heating equipment 210 and is coked on this path along the heating equipment 210 into a solid coking product VK which is continuously withdrawn from the device 201 in the manner of a continuous casting process.

El dispositivo 201 presenta un recipiente 202 para este fin que delimita un espacio interior 3 que, al igual que los espacios interiores 3 de los dispositivos 1,101, se ensancha en forma de embudo en una zona superior y se cierra con una tapa 206. En este caso, como también en el de las tapas 6 de los dispositivos 1,101, un tubo de aspiración 208 y un tubo de llenado 207 dispuesto a la manera del tubo de llenado 7 del dispositivo 1 son guiados a través de la tapa 206.The device 201 has a container 202 for this purpose that delimits an internal space 3 which, like the internal spaces 3 of the devices 1,101, widens in the shape of a funnel in an upper area and is closed with a lid 206. In this case, as also in that of the covers 6 of the devices 1,101, a suction tube 208 and a filling tube 207 arranged in the manner of the filling tube 7 of the device 1 are guided through the cover 206.

La zona cilíndrica 217 del espacio interior 203 dispuesta debajo de la zona superior en forma de embudo está configurada abierta hacia abajo al estilo de un molde y es considerablemente más corta que en los dispositivos 1, 101. La sección que rodea la zona 217 del recipiente 202 se asienta a este respecto en el equipo calefactor 210 con forma anular que se extiende una parte esencial de la altura de la zona 217. A este respecto, la espiral de calentamiento 211 del equipo calefactor 210 se puede regular por segmentos para permitir un perfil de temperatura en el respectivo volumen parcial del material portador de carbono K situado en cada caso en el área de influencia de la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor 10.The cylindrical area 217 of the interior space 203 arranged below the funnel-shaped upper area is designed to be open downwards in the manner of a mould, and is considerably shorter than in the devices 1, 101. The section surrounding the area 217 of the container 202 sits in this connection on the annular-shaped heating device 210 which extends over a substantial part of the height of the area 217. In this connection, the heating coil 211 of the heating device 210 can be adjusted in segments to allow a profile of temperature in the respective partial volume of the carbon-bearing material K located in each case in the area of influence of the heating zone generated by the heating equipment 10.

Para la fabricación un producto de coquización VK, la abertura de salida inferior de la zona 217 similar a un molde del espacio interior 203 se cierra primero con un tapón y se llena un primer volumen parcial de material portador de carbono K en el espacio interior 203 del recipiente 202 a través del tubo de llenado 207.For the production of a coking product VK, the lower outlet opening of the mold-like zone 217 of the interior space 203 is first closed with a plug and a first partial volume of carbon-bearing material is filled. carbon K into the interior space 203 of the container 202 through the filling tube 207.

Por medio del equipo calefactor estacionario 210, el material portador de carbono K que se encuentra en el área de influencia de la zona de calentamiento generada por el equipo calefactor 210 se controla gradualmente, se caliente a la temperatura de coquización y se mantiene allí hasta que esté completamente coquizado en el sentido técnico y haya adquirido una forma sólida.By means of the stationary heating equipment 210, the carbon-bearing material K in the area of influence of the heating zone generated by the heating equipment 210 is gradually controlled, heated to coking temperature, and kept there until is fully coked in the technical sense and has acquired a solid form.

En el transcurso del proceso de coquización, el material portador de carbono K coquizado de esta manera se extrae continuamente de la zona 217 en forma de molde del espacio interior 203 del recipiente 202 como un filamento por medio del tapón a través de su abertura inferior. Al mismo tiempo, el nuevo material portador de carbono K, dado el caso, precalentado, también se llena continuamente en el recipiente 202 a través del tubo de llenado 207. La zona de apertura inferior 218 de la zona 217 puede ensancharse a este respecto en forma de embudo en la dirección de la gravedad SR para facilitar la extracción del producto de coquización VK con forma de filamento. Las fuerzas de extracción están dimensionadas a este respecto de tal manera que el producto de coquización se extrae continuamente del recipiente 202 a pesar de la presión negativa/vacío presente en el recipiente 202 por encima del material portador de carbono llenado en él.In the course of the coking process, the carbon-bearing material K coked in this way is continuously drawn from the mold-shaped area 217 of the inner space 203 of the container 202 as a filament by means of the plug through its lower opening. At the same time, the optionally preheated new carbon carrier material K is also continuously filled into the container 202 via the filling tube 207. The lower opening area 218 of the area 217 can be enlarged by funnel-shaped in the direction of gravity SR to facilitate extraction of the filament-shaped coking product VK. The extraction forces are dimensioned in this respect in such a way that the coking product is continuously extracted from the vessel 202 despite the negative pressure/vacuum present in the vessel 202 above the carbon-bearing material filled therein.

El proceso de extracción y rellenado tiene lugar a este respecto de forma sincronizada entre sí, de manera que el tiempo de permanencia en el que el material portador de carbono K pasa por el equipo calefactor 210 se mantiene a la temperatura de coquización se corresponde con el tiempo de coquización que se necesita para su coquización completa en el sentido técnico.In this case, the extraction and filling process take place synchronously with one another, so that the residence time in which the carbon-bearing material K passes through the heating equipment 210 is kept at the coking temperature corresponds to the coking time required for complete coking in the technical sense.

Al igual que en el dispositivo 101, a este respecto la altura del nivel SK del material portador de carbono fluido K por encima del material portador de carbono K, que ya se ha solidificado como resultado de la coquización, se ajusta de tal manera que, por un lado, las burbujas de gas G que salen del material portador de carbono K que se encuentra en la coquización solo tienen que recorrer una corta distancia a través del material portador de carbono fluido K hasta que son aspiradas tras la salida del material portador de carbono K a través del tubo de aspiración 208, pero, por otro lado, también está disponible siempre una cantidad suficiente de material portador de carbono fluido K para llenar los poros dejados por las burbujas de gas G en el material portador de carbono K que se solidifica con el material portador de carbono líquido K que empuja. Incluso con un dispositivo del tipo mostrado en la figura 3 es posible fabricar productos de coquización óptimamente densos y con una distribución de propiedades óptimamente homogénea. As in the device 101, in this respect the height of the level SK of the fluid carbon carrier material K above the carbon carrier material K, which has already solidified as a result of coking, is adjusted in such a way that, On the one hand, the gas bubbles G emerging from the carbon-bearing material K encountered in coking only have to travel a short distance through the fluid carbon-bearing material K until they are sucked in after the carbon-bearing material exits. carbon K through the draft tube 208, but, on the other hand, a sufficient amount of fluid carbon-bearing material K is also always available to fill the pores left by gas bubbles G in the carbon-bearing material K being formed. solidifies with the pushing liquid carbon carrier material K. Even with a device of the type shown in figure 3 it is possible to manufacture optimally dense coking products and with an optimally homogeneous distribution of properties.

La desgasificación de las burbujas de gas G puede ser asistida por un equipo de vibración 216 que, como en los dispositivos 1,101, está dispuesto por encima del equipo calefactor 210, pero en este caso, correspondientemente a la disposición fija del equipo calefactor 210, está montado de manera estacionaria. Como ya se ha mencionado, a este respecto el recipiente 202, que funciona a modo de molde, también puede solicitarse con una presión negativa/vacío en la zona situada por encima del material portador de carbono K que se introduce en él para reforzar la desgasificación de los gases G del material portador de carbono K formados en el proceso de coquización en el recipiente 202. The degassing of the gas bubbles G can be assisted by vibrating equipment 216 which, as in the devices 1,101, is arranged above the heating equipment 210, but in this case, corresponding to the fixed arrangement of the heating equipment 210, it is stationary mounted. As already mentioned, in this respect the container 202, which functions as a mould, can also be applied with a negative pressure/vacuum in the area above the carbon-bearing material K which is inserted into it to enhance degassing. of the gases G of the carbon-bearing material K formed in the coking process in vessel 202.

El producto de coquización VK extraído de forma continua en forma de filamento del dispositivo 201 pasa por un tramo de enfriamiento 219 después de salir del recipiente 202 en el que se enfría hasta la temperatura ambiente en un proceso acelerado. A continuación, en un equipo de corte 220, los productos de coquización VK se cortan del filamento con la longitud deseada en cada caso de manera en sí conocida.The coking product VK drawn continuously in filament form from device 201 passes through a cooling leg 219 after exiting vessel 202 where it is cooled to room temperature in an accelerated process. Subsequently, in a cutting device 220, the coking products VK are cut from the filament to the desired length in each case in a manner known per se.

Como en el caso de la colada continua de metal fundido, dos o más de estas zonas 217 del recipiente tipo molde con un equipo calefactor 210 montado en ellas en cada caso y un equipo de vibración 216 igualmente montado en ellas, pueden estar provistas de un colector central, no mostrado en este caso, que alimenta las zonas 217 del recipiente tipo molde con material portador de carbono K para conseguir la máxima productividad.As in the case of continuous casting of molten metal, two or more of these mold-type vessel zones 217 with heating equipment 210 mounted on them in each case and vibrating equipment 216 also mounted on them, may be provided with a central collector, not shown in this case, which feeds the zones 217 of the mold-like container with carbon-bearing material K to achieve maximum productivity.

La figura 4a muestra un dispositivo 301 para la fabricación de un producto de coquización VK en un procedimiento no de acuerdo con la invención que comprende un recipiente 302 en forma de olla fabricado de un material de acero adecuado que está cerrado por una tapa 306. A través de la tapa 306, se guía un tubo de extracción 308 que está conectado a un equipo de aspiración no mostrado en este caso para evacuar el espacio interior 303 rodeado por el recipiente 302. El recipiente 302 se asienta en un equipo calefactor 310 cuya espiral de calentamiento estacionaria y anular 311 se extiende por toda la altura del recipiente 302, de tal modo que el equipo calefactor 310 pueda generar una zona de calentamiento que se extienda correspondientemente por toda la altura del recipiente 302.Figure 4a shows a device 301 for the manufacture of a coking product VK in a process not according to the invention comprising a pot-shaped container 302 made of a suitable steel material which is closed by a lid 306. A Through the lid 306, an extraction tube 308 is guided which is connected to a suction equipment not shown in this case in order to evacuate the interior space 303 surrounded by the container 302. The container 302 sits on a heating equipment 310 whose spiral The stationary and annular heating zone 311 extends over the entire height of the container 302, so that the heating equipment 310 can generate a heating zone correspondingly extending over the entire height of the container 302.

Para la fabricación de un producto de coquización VK en forma de bloque (figura 4b), se retira la tapa 306 del recipiente 302 y se rellena el material portador de carbono fluido K en el espacio interior 303 del recipiente 302. A continuación, el recipiente 302 se cierra colocando la tapa 306 y el material portador de carbono K contenido en el recipiente 302 se lleva a una temperatura de coquización de 450 - 900 °C. Cuando se alcanza la temperatura de coquización, se inicia la coquización y solidificación del material portador de carbono K desde las superficies interiores laterales del espacio interior 303. A este respecto, la zona nuclear KB del material portador de carbono K permanece altamente fluida durante un largo período de tiempo, de tal modo que las burbujas de gas G que llegan allí, al igual que las burbujas de gas G que escapan de los volúmenes parciales del material portador de carbono K en el proceso de coquización, continúan moviéndose contra la gravedad en la dirección del nivel SK del material portador de carbono K contenido en el recipiente durante mucho tiempo.For the manufacture of a block-shaped coking product VK (FIG. 4b), the lid 306 of the container 302 is removed and the fluid carbon carrier material K is filled into the interior space 303 of the container 302. Thereafter, the container 302 is closed by placing the cover 306 and the carbon bearing material K contained in the container 302 is brought to a coking temperature of 450 - 900 °C. When the coking temperature is reached, coking and solidification of the carbon-bearing material K are started from the inner side surfaces of the inner space 303. In this regard, the core zone KB of the carbon-bearing material K remains highly fluid for a long time. period of time, such that the gas bubbles G arriving there, as well as the gas bubbles G escaping from the partial volumes of the carbon-bearing material K in the coking process, continue to move against gravity in the coking process. direction of the SK level of the carbon-bearing material K content in the container for a long time.

Si el proceso de coquización ha progresado tanto que también se ha coquizado la zona nuclear KB, esto puede hacer que las burbujas de gas más pequeñas G queden atrapadas en la zona nuclear interior KB. Sin embargo, la porosidad presente en ese lugar a consecuencia de ello es inofensiva, dado que los productos de coquización del tipo fabricado en el dispositivo 301 se utilizan comúnmente para aplicaciones en las que las mayores exigencias se refieren a la conductividad y la estabilidad, en particular en la zona de las secciones del borde exterior del producto de coquización VK, mientras que la calidad de la zona nuclear KB solo desempeña un papel secundario. Estos perfiles de exigencia surgen, por ejemplo, en las instalaciones de producción de aluminio si los productos de coquización VK del tipo fabricado de acuerdo con la invención van a ser utilizados en ellas como ánodos o cátodos, en particular como ánodos. If the coking process has progressed so far that the KB core zone has also coked, this can cause smaller gas bubbles G to be trapped in the inner KB core zone. However, the porosity present there as a result is harmless, since coking products of the type made in the 301 device are commonly used for applications where the greatest demands are on conductivity and stability, in particular in the area of the outer edge sections of the coking product VK, while the quality of the core zone KB only plays a secondary role. These requirement profiles arise, for example, in aluminum production plants if VK coking products of the type produced according to the invention are to be used there as anodes or cathodes, in particular as anodes.

El material portador de carbono fluido K utilizado en los dispositivos 1, 101,201, 301 para la fabricación del respectivo producto de coquización VK consiste en cada caso en productos obtenidos durante la destilación de productos petrolíferos y la utilización de carbón como los alquitranes y sus derivados, brea, betún fluido, resinas y productos de la transformación de la biomasa, como productos de celulosa, azúcar y almidón y otros productos que se pueden coquizar. Este material portador de carbono K se mezcla opcionalmente con coque granular o grafito con un tamaño de grano de 10 mm como máximo y, dado el caso, con uno o varios aditivos, como óxido de hierro para reducir el efecto de hinchamiento, una fuente de boro, como carburo de boro, para reducir el coeficiente de dilatación térmica o para mejorar la estructura cristalina generada, o fibras de carbono o grafito, que contribuyen a mejorar las propiedades mecánicas y también a reducir el coeficiente de dilatación térmica. A este respecto, el material portador de carbono K utilizado en cada caso es líquido a la temperatura de proceso, de tal manera que fluye bajo el efecto de la gravedad hacia el espacio interior 3, 103, 203, 303 definido en cada caso por el recipiente 2, 102, 202, 302.The fluid carbon carrier material K used in the devices 1, 101,201, 301 for the manufacture of the respective coking product VK consists in each case of products obtained during the distillation of petroleum products and the utilization of coal such as tars and their derivatives, pitch, fluid bitumen, resins and biomass transformation products, such as cellulose products, sugar and starch and other products that can be coked. This K-carbon carrier material is optionally mixed with granular coke or graphite with a maximum grain size of 10 mm and, if necessary, with one or more additives, such as iron oxide to reduce the swelling effect, a source of boron, such as boron carbide, to reduce the coefficient of thermal expansion or to improve the crystalline structure generated, or carbon or graphite fibers, which contribute to improving the mechanical properties and also to reducing the coefficient of thermal expansion. In this regard, the carbon carrier material K used in each case is liquid at the process temperature, in such a way that it flows under the effect of gravity towards the interior space 3, 103, 203, 303 defined in each case by the container 2, 102, 202, 302.

ReferenciasReferences

Figuras 1, 2Figures 1, 2

1 Dispositivo1 Device

2 Recipiente del dispositivo 12 device container 1

3 Espacio interior del recipiente 23 Inner space of container 2

4 Sección superior del espacio interior 34 Upper section of interior space 3

5 Capa deslizante5 slip layer

6 Tapa del recipiente 26 Container lid 2

7 Tubo de llenado (abertura de llenado)7 Filler tube (filler opening)

8 Tubo de aspiración8 Suction tube

9 Elemento de base9 Basic Element

10 Equipo calefactor10 Heating equipment

11 Espiral calefactora del equipo calefactor 1011 Heating coil of heating equipment 10

12 Superficie exterior del recipiente 212 Outer surface of container 2

13 Equipo de ajuste13 Adjustment Team

14 Guía lineal del equipo de ajuste 1314 Linear guide of adjusting equipment 13

15 Accionamiento lineal equipo de ajuste 1315 Linear drive adjustment unit 13

16 Equipo de vibración16 Vibration equipment

101 Dispositivo para la fabricación de un producto de coquización101 Device for the manufacture of a coking product

107 Tubo de llenado107 fill tube

BP Zona del material portador de carbono K adyacente al nivel SK.BP Zone of carbon bearing material K adjacent to the SK level.

H10 Altura del equipo calefactor 10H10 Height of heating equipment 10

H3 Altura del espacio interior 3H3 Height of inner space 3

Figura 3Figure 3

201 Dispositivo para la fabricación de un producto de coquización201 Device for the manufacture of a coking product

202 Recipiente configurado a modo de molde202 Container configured as a mold

203 Espacio interior del recipiente 202 configurado a modo de molde 203 Inner space of the container 202 configured as a mold

206 Tapa206 Lid

207 Tubo de llenado (abertura de llenado)207 Filler tube (filler opening)

208 Tubo de aspiración208 suction tube

210 Equipo calefactor210 heating equipment

211 Espiral calefactora del equipo calefactor 210211 Heating coil of heating equipment 210

216 Equipo de vibración216 Vibration Equipment

217 Zona cilíndrica abierta hacia abajo del espacio interior 203 del recipiente 202217 Cylindrical zone open towards the bottom of the interior space 203 of the container 202

218 Área inferior de apertura ampliada en forma de embudo de la zona 217218 Bottom area of enlarged funnel-shaped opening of zone 217

219 Tramo de enfriamiento219 Cooling leg

220 Equipo de corte220 cutting equipment

Figuras 4a,4bFigures 4a,4b

301 Dispositivo para la fabricación de un producto de coquización VK301 Device for the manufacture of a coking product VK

302 Recipiente302 container

303 Espacio interior del recipiente 302303 Inner space of container 302

306 Tapa306 Lid

308 Tubo de aspiración308 suction tube

310 Equipo calefactor310 heating equipment

311 Espiral calefactora del equipo calefactor 310311 Heating coil of heating equipment 310

KB Zona nuclear del material portador de carbono KKB Core zone of carbon bearing material K

GeneralGeneral

G Burbujas de gasG Gas bubbles

K Material portador de carbono fluidoK Fluid carbon carrier material

L Eje longitudinal del dispositivo 1L Longitudinal axis of device 1

SR Dirección de la acción de la gravedadSR Direction of action of gravity

SK Espejo del material portador de carbono K contenido en cada caso en el espacio interior 3 del recipiente 2, 202, 302SK Mirror of the carbon carrier material K contained in each case in the interior space 3 of the container 2, 202, 302

V Dirección verticalVVertical direction

VK Producto de coquización VK Coking product

Claims (10)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para fabricar un producto de coquización (VK) formado por solidificación de un material portador de carbono que está previsto para el uso en la producción de metales, aleaciones metálicas y productos metalúrgicos o como producto intermedio para la fabricación de elementos de grafito y que presenta una geometría monolítica próxima a la dimensión final y una densidad de al menos 1,4 g/cm3, comprendiendo las siguientes etapas de trabajo: 1. Process for manufacturing a coking product (VK) formed by solidifying a carbon-bearing material that is intended for use in the production of metals, metal alloys and metallurgical products or as an intermediate product for the manufacture of graphite elements and which presents a monolithic geometry close to the final dimension and a density of at least 1.4 g/cm3, comprising the following work stages: a) puesta a disposición de un recipiente (2,202), quea) provision of a container (2,202), which - encierra un espacio interior (3) y- encloses an interior space (3) and - comprende una abertura de llenado para el llenado con un material portador de carbono fluido (K) del espacio interior (3), así como- comprises a filling opening for filling the interior space (3) with a fluid carbon carrier material (K), as well as - un equipo calefactor (10,210) para calentar el material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2,202);- a heating equipment (10,210) to heat the carbon carrier material (K) filled in the interior space (3) of the container (2,202); b) introducción del material portador de carbono (K) fluido o vertible a través de la abertura de llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2,202), comprendiendo el material portador de carbono (K) al menos un componente de carbono coquizable fluido o fusible, así como, opcionalmente, al menos un componente de carbono coquizable sólido y, también opcionalmente, al menos un aditivo que sirve para ajustar las propiedades del material portador de carbono (K);b) introduction of the fluid or pourable carbon-bearing material (K) through the filling opening into the interior space (3) of the container (2,202), the carbon-bearing material (K) comprising at least one coking carbon component fluid or meltable, as well as, optionally, at least one solid coking carbon component and, also optionally, at least one additive serving to adjust the properties of the carbon-bearing material (K); c) calentamiento del material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2,202) por medio del equipo calefactor (10,210) a una temperatura de coquización, manteniéndose el material portador de carbono (K) calentado a la correspondiente temperatura de coquización en cada caso a la temperatura de coquización hasta que el material portador de carbono (K) mantenido a la temperatura de coquización se solidifica por coquización dando el producto de coquización (VK),c) heating the carbon-bearing material (K) filled in the interior space (3) of the container (2,202) by means of the heating equipment (10,210) at a coking temperature, keeping the carbon-bearing material (K) heated at the corresponding coking temperature in each case at the coking temperature until the carbon-bearing material (K) held at the coking temperature solidifies by coking to give the coking product (VK), - teniendo lugar, durante la etapa de trabajo c), un movimiento relativo orientado a lo largo del eje longitudinal del recipiente (2,202) entre el material portador de carbono (K) calentado en cada caso y el equipo calefactor (10,210),- taking place, during the working stage c), a relative movement oriented along the longitudinal axis of the container (2,202) between the carbon carrier material (K) heated in each case and the heating equipment (10,210), - cubriendo el calor emitido por el equipo calefactor (10,210) en cada caso solo un volumen parcial -que se extiende por una sección parcial determinada de la altura del espacio interior (3) del recipiente (2,202)- del material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3), y- the heat emitted by the heating equipment (10,210) covering in each case only a partial volume -which extends over a certain partial section of the height of the interior space (3) of the container (2,202)- of the carbon-bearing material (K ) filled in the inner space (3), and - o bien el material portador de carbono (K) llenado en el espacio interior (3) del recipiente (2, 202) permanece inmóvil mientras la zona de calentamiento (10,210) se mueve partiendo de la base dispuesta abajo en dirección de la gravedad en sentido opuesto a la dirección de la gravedad en dirección hacia el extremo superior del recipiente (2,202),- or the carbon-bearing material (K) filled in the interior space (3) of the container (2, 202) remains immobile while the heating zone (10, 210) moves starting from the base arranged below in the direction of gravity in direction opposite to the direction of gravity towards the upper end of the container (2.202), oeither - el equipo calefactor está dispuesto estacionariamente y el material portador de carbono (K) llenado en el recipiente (2,202) es movido con relación al equipo calefactor (10,210) moviéndose o bien el recipiente con el material portador de carbono llenado en su interior a lo largo del equipo calefactor estacionario o estando prevista en la base del recipiente (202) una abertura de descarga por medio de la cual se extrae el producto de coquización (VK) continuamente del recipiente (2,202) como un filamento formado por el material portador de carbono (K) solidificado en cada caso (etapas de trabajo));- the heating equipment is arranged stationary and the carbon-bearing material (K) filled in the container (2,202) is moved in relation to the heating equipment (10,210) moving either the container with the carbon-bearing material filled inside along along the stationary heating equipment or a discharge opening being provided at the base of the vessel (202) by means of which the coking product (VK) is continuously drawn from the vessel (2,202) as a filament formed by the carbon-bearing material (K) solidified in each case (working steps)); yY d) descargándose del recipiente (2,202) el gas que se escapa del material portador de carbono (K) durante el calentamiento y el mantenimiento (etapa c));d) discharging from the container (2,202) the gas that escapes from the carbon-bearing material (K) during heating and maintenance (step c)); e) extracción del producto de coquización (VK) fuera del recipiente (2,202).e) extraction of the coking product (VK) out of the vessel (2,202). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el componente de carbono fluido o fusible del material portador de carbono (K) se compone al menos de un componente del siguiente grupo: "Residuos de la destilación del petróleo, productos resultantes de la utilización del carbón, alquitranes y sus derivados, brea, betún fluido, resinas y productos de la transformación de la biomasa, productos de celulosa, azúcar y almidón".2. Procedure according to claim 1, characterized in that the fluid or fusible carbon component of the carbon-bearing material (K) is made up of at least one component from the following group: "Petroleum distillation residues, products resulting from the use from coal, tar and its derivatives, pitch, fluid bitumen, resins and biomass transformation products, cellulose products, sugar and starch". 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material portador de carbono (K) contiene un componente de carbono sólido que consiste en al menos un componente del siguiente grupo: "coque presente en forma granular, carbón, betún en forma sólida, lignitos, carbón de antracita, grafito, productos procedentes del reciclaje de fibras de carbono".Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon-bearing material (K) contains a solid carbon component consisting of at least one component from the following group: "coke present in granular form, coal, bitumen in the form solid, lignites, anthracite coal, graphite, products from the recycling of carbon fibers". 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material portador de carbono (K) contiene un aditivo del siguiente grupo: "Óxido de hierro, óxido de titanio, boro y compuestos de boro".Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon-bearing material (K) contains an additive from the following group: "Iron oxide, titanium oxide, boron and boron compounds". 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el calentamiento del material portador de carbono (K) (etapa de trabajo c)) solo comienza después de que haya concluido el llenado del material portador de carbono (K) (etapa de trabajo b)). Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heating of the carbon-bearing material (K) (working step c)) only begins after the filling of the carbon-bearing material (K) has been completed (heating step). work b)). 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que el calentamiento del material portador de carbono (K) (etapa de trabajo c)) comienza mientras el material portador de carbono (K) (etapa de trabajo b)) es llenado en el espacio interior (3).6. Method according to one of claims 1-4, characterized in that the heating of the carbon-bearing material (K) (working step c)) begins while the carbon-bearing material (K) (working step b)) is filled in the inner space (3). 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura de coquización en la etapa de trabajo c) es de 450 - 900 °C.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coking temperature in working stage c) is 450 - 900 °C. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la duración de la coquización en la etapa de trabajo c) es de hasta 96 h.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coking time in operating stage c) is up to 96 hours. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se aspira la atmósfera presente en el espacio interior (3) del recipiente (2,202,302) para extraer (etapa de trabajo d)) de manera forzada del recipiente (2,202) el gas que se escapa del material portador de carbono (K) calentado a la temperatura de coquización.9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the atmosphere present in the interior space (3) of the container (2,202,302) is aspirated to extract (work step d)) in a forced manner from the container (2,202) the gas that it escapes from the carbon-bearing material (K) heated to the coking temperature. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material portador de carbono (K) es puesto en movimiento dentro del recipiente (2,202) al menos intermitentemente. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon-bearing material (K) is set in motion within the container (2,202) at least intermittently.
ES18762837T 2018-08-31 2018-08-31 Procedure for the manufacture of a coking product Active ES2915668T3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2018/073509 WO2020043314A1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method for producing a coking product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2915668T3 true ES2915668T3 (en) 2022-06-24

Family

ID=63452654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18762837T Active ES2915668T3 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Procedure for the manufacture of a coking product

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3810726B1 (en)
ES (1) ES2915668T3 (en)
PL (1) PL3810726T3 (en)
RU (1) RU2762192C1 (en)
WO (1) WO2020043314A1 (en)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1440724A (en) 1919-09-08 1923-01-02 Norske Elektrokemisk Ind As Electrode for electric furnaces and process for manufacturing the same
US1640735A (en) 1923-05-16 1927-08-30 Norske Elektrokemisk Ind As Process of making channeled continuous electrodes
US3365533A (en) 1967-02-23 1968-01-23 Monsanto Co Continuous electrodes
US4106996A (en) * 1974-09-14 1978-08-15 Werner Wenzel Method of improving the mechanical resistance of coke
CH646992A5 (en) * 1980-02-26 1984-12-28 Maurer A Ing Sa Method for the continuous heat treatment of raw materials verkohlbarem.
BR9900252A (en) 1999-02-02 2000-08-29 Companhia Brasileira Carbureto Stainless steel container for forming self-baking electrodes for use in electric reduction blast furnaces
US7604731B2 (en) 2004-06-25 2009-10-20 Indian Oil Corporation Limited Process for the production of needle coke
US20080256852A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-23 Schobert Harold H Integrated process and apparatus for producing coal-based jet fuel, diesel fuel, and distillate fuels
RU2385343C1 (en) * 2008-12-10 2010-03-27 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" Method of processing carbon and/or carbon containing products and reactor for implementation of this method
RU2544669C1 (en) * 2014-02-03 2015-03-20 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" Method for processing combustible carbon- and/or hydrocarbon-containing products, and reactor for implementing it

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020043314A1 (en) 2020-03-05
EP3810726B1 (en) 2022-03-16
PL3810726T3 (en) 2022-08-01
RU2762192C1 (en) 2021-12-16
EP3810726A1 (en) 2021-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2374342C2 (en) Graphite electrode for furnace of thermal-electric preduction, electrode column and manufacturing method of graphite electrodes
CN102381700B (en) Manufacturing method of graphite material
KR20090018960A (en) Method and apparatus for compressing coal in coal coking process
KR20000069181A (en) Rotary hearth furnace for reducing oxides, and method of operating the furnace
WO2016203873A1 (en) Heat treatment apparatus for carbonaceous grains and method therefor
WO1998046954A1 (en) Method and calcining furnace for electric calcining of carbonaceous material
ES2915668T3 (en) Procedure for the manufacture of a coking product
ES2307280T3 (en) PROCEDURE TO REDUCE ESCORIES CONTAINING OXIDES OF METALS OR GLASSES AND / OR DEGASIFY MASSED MINERAL MASSES, AND DEVICE TO PERFORM SUCH PROCEDURE.
US4639929A (en) Continuous method of graphitizing long carbon-containing products and a furnace for carrying out the method
JP5692216B2 (en) Silicon manufacturing method and jig
CA1227306A (en) Method for continuous production of elongated carbon bodies
CN105645396B (en) A kind of continous way direct current superhigh temperature graphitizing electric furnace and application method
ES2297331T3 (en) DURABLE GRAPHIC BODIES AND PROCEDURE FOR PREPARATION.
FI87555C (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER FRAMSTAELLNING AV BRIKETTER FOER PRODUCERING AV KISEL ELLER KISELKARBID ELLER KISELJAERN
RU2114925C1 (en) Method for manufacture of consumable electrodes from lumpy metal wastes
US3918956A (en) Reduction method
RU2396498C1 (en) Device for high-temperature treatment of carbon materials (electro-calcinator)
US2529041A (en) Method of artificially producing carbonaceous composition pieces
JP2014168909A (en) Method for manufacturing graphite material
RU2399686C2 (en) Melting procedure and facility for its implementation
US3327345A (en) Manufacture of shaped carbon bodies
JP5381473B2 (en) Silver ingot manufacturing method and crucible device
RU2311599C2 (en) Device for calcining carbonic materials
RU2385290C2 (en) Method of graphite production
RU2412260C2 (en) Procedure for reduction smelting and installation for its implementation