METHOD AND DEVICE FOR EXTRUDING CARBON MASSES, IN PARTICULAR CARBON ELECTRODES

Abstract: 1. A process for extruding carbon compositions, more particularly carbon electrodes, a carbon composition (7) which has been introduced into a pressing cylinder (1) having a closable mouthpiece (3) first being squeezed by a pressing ram (4) with the mouthpiece (3) closed, then expelled from the cylinder (4) with the mouthpiece (3) open, characterized in that a back pressure opposing the forward pressure (pressing pressure) is exerted on the carbon strand (8) issuing from the mouthpiece (3).

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Strangpreasen von Kohlenstoffmassen, lnsbesondere von Kohlenstoffelektroden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Strangpressen von Kohlenstoffmassen, insbesondere von Kohlenstoffelektroden, wobei die in einen Presszylinder mit verschliessbarem Mundstück eingebrachte Kohlenstoffmasse mit Hilfe eines Pressstempels zunächst bei verschlossenem Mundstück angestaucht und dann bei geöffnetem Mundstück aus dem Presszylinder herausgedrückt wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bevor Kohlenstoffelektroden gebrannt werden können, muss die Kohlenstoffmasse entsprechend geformt und verdichtet werden. Zu diesem Zweck wird die Kohlenstoffmasse in einen Presszylinder mit einem verschiessbaren Mundstück eingebracht und in diesem Presszylinder bei verschlossenem Mundstück mit Hilfe eines Pressstempels vorverdichtet, bevor der eigentliche Form- und Verdichtungsvorgang durch das Auspressen der Kohlenstoffmasse durch das Mundstück erfolgen kann. Die Qualität der späteren Elektroden hängt dabei unter anderem von einer gleichmässigen Kornorientierung der Masseteilchen im Pressstrang und von einer ausreichenden Verdichtung des Pressstranges ab. Wie sich gezeigt hat, ist eine der Bedingungen für eine gleichmässige Kornausrichtung in einer zumindest angenähert konstanten Austrittsgeschwindigkeit des Pressstranges aus dem Mundstück des Presszylinders zu sehen. Diese Austrittsgeschwindigkeit des Pressstranges aus dem Mundstück des Presszyiinders hängt aber von dem über den Pressstempel auf die Kohlenstoffmasse ausgeübten Pressdruck ab, so dass für einen vorteilhaften Austrittsgeschwindig keitsbereich nur ein bestimmter Pressdruck aufgebracht werden darf. Für einen bestimmten Elektrodenquerschnitt kann folglich nur dann eine erwünschte Kornorientierung im Pressstrang sichergestellt werden, wenn eine bestimmte Presskraft und davon abhängig eine bestimmte Verdichtung eingehalten wird. Für hohe Ansprüche reicht diese Verdichtung jedoch im allgemeinen nicht aus, so dass man in solchen Fällen auf eine Vibrationsverdichtung in geschlossenen Formen übergeht, wobei allerdings keine Kornorientierung erreicht werden kann. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und ein Verfahren zum Strangpressen von Kohlenstoffmassen anzugeben, bei dem trotz einer guten Kornorientierung eine beliebig hohe Verdichtung des Pressstranges sichergestellt werden kann. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass auf den aus dem Mundstück austretenden Strang der Kohlenstoffmasse ein Gegendruck zum Pressdruck ausgeübt wird. Da die Austrittsgeschwindigkeit bei der Anwendung eines Gegendruckes von der Differenz des Pressdruckes und des Gegendruckes abhängt und diese Druckdifferenz in einfacher Weise auf die gewünschte Austrittsgeschwindigkeit des Pressstranges aus dem Mundstück angepasst werden kann, kann auf die Kohlenstoffmasse ein von der Austrittsgeschwindigkeit unabhängiger Verdichtungsdruck ausgeübt werden. Die sonst durch eine Vergrösserung des Pressdruckes bedingte Steigerung der Austrittsgeschwindigkeit wird ja durch den entsprechend gewählten Gegendruck unterbunden, so daR der Pressstrang mit einer für die gewünschte Orientierung vorteilhaften Geschwindigkeit aus dem Mundstück des Presszylinders austreten kann. Da sich der Reibungswiderstand zwischen der Kohlenstoffmasse und dem Presszylinder mit zunehmendem Pressstempelhub, also mit wachsender Länge des aus dem Mundstück austretenden Pressstranges verringert, vergrössert sich bei einer gleichbleibenden Pressstempelbeaufschlagung der im Mundstück bereich wirksame Auspressdruck mit wachsendem Pressstemlpel- hub, was eine steigende Austrittsgeschwindigkeit zur Folge hat. Um eine gleichmässige Austrittsgeschwindigkeit für den Pressstrang sicherzustellen, müsste daher der Beaufschlagungsdruck des Pressstempels in Abhängigkeit vom Pressstempelhub gesteuert werden. Wird nicht die Beaufschlagung des Pressstempels, sondern die Gegenkraft gesteuert, und zwar im Sinne einer Vergrösserung des Gegen druckes mit wachsender Länge des Pressstranges, so kann auch bei einer gleichbleibenden Beaufschlagung des Pressstempels eine konstante Austrittsgeschwindigkeit für den Pressstrang erreicht werden. Aufgrund der sich bei einem Pressstempelhub ändernden Reibungskräfte innerhalb des Presszylinders wird sich unter Wahrung einer konstanten Austrittsgeschwindigkeit für den Pressstrang eine Änderung des Verdichtungsdruckes ergeben. Diese Änderung hat aber auf die Qualität der Rohelektrode keinen wesentlichen Einfluss, weil ja im wesentlichen der gesamte Pressstrang dieser Änderung des Verdichtungsdruckes unterworfen ist. Zur Durchführung des Verfahrens kann von einer bekannten Vorrichtung ausgegangen werden (DE-OS 28 55 899), die für den aus einem vertikal angeordneten Presszylinder austretenden Pressstrang eine mit Abstand vom Mundstück des Presszylinders angeordnete Führungshülse vorsieht, um Deformationen des Pressstranges bei seinem Abtransport zu vermeiden. Der von der Führungshülse aufgenommene Pressstrang wird nämlich zusammen mit der Führungshülse weitergefördert. Wird zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens die Führungshülse einer solchen Vorrichtung als an das Mundstück des Presszylinders dicht anschliessbarer, axial verschiebbarer Druckzylinder mit einem darin geführten Druckstempel ausgebildet, so kann über diesen Druckstempel auf den aus dem Mundstück des Presszylinders austretenden Pressstrang ein gewünschter Gegendruck zum Pressdruck ausge übt werden, weil der Mantel des Druckzylinders ein radiales Ausweichen des Pressstranges wirksam verhindert. Der Druckstempel muss dabei selbstverständlich über den austretenden Pressstrang zurückgeschoben werden können, ohne die Lage des Druckzylinders zu verändern. Ist die gewünschte Länge des Pressstranges erreicht, so kann der Druckzylinder vom Mundstück axial zurückgezogen werden, um den Pressstrang durchtrennen zu können. Um den Einfluss von Reibungskräften im Bereich des Druckzylinders weitgehend ausschliessen zu können, kann der Mantel des Druckzylinders an wenigstens eine Druckleitung für ein Gleitmittel angeschlossene Schmieröffnungen aufweisen, durch die das Gleitmittel zwischen den Mantel des Druckzylinders und den Pressstrang gedrückt wird. Bei einer horizontalen Presszylinderanordnung muss der Pressstrang beim Abziehen des Druckzylinders entsprechend unterstützt werden. Hiefür können ausserhalb des Druckzylinders vorgesehene, anstellbare Stützauflagen angeordnet werden, die beim Abziehen des Druckzylinders vom Strang in die Arbeitsstellung eingeschwenkt oder angehoben werden. Eine besonders vorteilhafte Unterstützung des Pressstranges erhält man jedoch, wenn im Mantel des Druckzylinders ein einen Teil der Innenwandung bildender Stützträger für den Pressstrang axial verschiebbar geführt ist, weil in diesem Falle der Pressstrang auf dem Stützträger beim Abziehen des Druckzylinders aufliegen bleiben kann. Der Stützträger wird beim Abziehen des Druckzylinders ortsfest gehalten und aus dem Druckzylindermantel ausgezogen. An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens in einem schematischen Längsschnitt mit verschlossenem Mund stück des Presszylinders, Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit an das Mundstück des Presszylinders angeschlossenem Druckzylinder, Fig. 3 die Vorrichtung während des Auspressens eines Pressstranges gegen einen Gegendruck, Fig. ii die Vorrichtung nach der Beendigung des Press vorganges vor dem Durchtrennen des Pressstranges, Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5. Die dargestellte Vorrichtung zum Strangpressen von Kohlenstoffelektroden besteht im wesentlichen aus einem Presszylinder 1, der ein mit Hilfe eines Deckels 2 verschliessbares Mundstück 3 aufweist und einen PreRstempel 4 verschiebbar aufnimmt. In axialer Verlängerung des Mundstückes 3 ist ein axial verschiebbarer Druckzylinder 5 vorgesehen, der dicht an das Mundstück 3 des Presszylinders 1 angeschlossen werden kann und mit einem Druckstempel 6 versehen ist. Nach dem Anstauchen der in den Presszylinder 1 eingebrachten Kohlenstoffmasse 7, was bei verschlossenem Mundstück 3 über den Pressstempel 4 gemäss Fig. 1 durchgeführt wird, wird der Deckel 2 vom Verschlussstück 3 abgenommen und der Druckzylinder 5 an das Mundstück 3 dicht angeschlossen. Vor dem eigentlichen Strangpressen wird der im Druckzylinder 5 geführte Druckstempel 6 entsprechend beaufschlagt und gegen die Kohlenstoffmasse 7 im Bereich des Mundstückes gedrückt, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Wird nun der Pressstempel 4 beaufschlagt, so wird die Kohlenstoffmasse 7 gegen die Kraft des Druckstempels 6 aus dem Mundstück 3 herausgedrückt, wobei der austretende PreR- strang 8 durch den Druckzylinder 5 geführt wird, so dass über den Druckstempel 6 ein entsprechender Gegendruck zum Pressdruck ausgeübt werden kann. Auf die Kohlenstoffmasse 7 bzw. den Pressstrang 8 wirkt somit ein Verdichtungsdruck, der von der Grösse des Pressdruckes und der Grösse des Gegendruckes durch den Druckstempel 6 abhängt. Die Austrittsgeschwindigkeit des Pressstranges 8 aus dem Mundstück 3 ist allerdings von diesem Verdichtungsdruck unabhängig, weil für die Austrittsgeschwindigkeit lediglich die Druckdifferenz zwischen dem Gegendruck und dem Druck im Bereich des Mundstückes 3 massgebend ist. Es kann daher bei sehr hohen Verdichtungsdrücken eine vergleichsweise geringe Austrittsgeschwindigkeit sichergestellt werden, so dass der Pressstrang 8 nicht nur eine hohe Verdichtung, sondern auch eine erwünschte Kornorientierung aufweist. Durch eine Steuerung der Beaufschlagung des Druckstempels 6 und/oder des Pressstempels 4 können dabei sehr unterschiedliche Verhältnisse berücksichtigt werden. Um die Reibungskräfte im Bereich des Druckzylinders 5 möglichst klein zu halten, sind im Mantel des Druckzylinders 5 Schmieröffnungen 9 vorgesehen, die an eine Druckleitung 10 für ein Gleitmittel angeschlossen sind, so dass das Gleitmittel unter dem nötigen Druck zwischen den Zylindermantel und den Pressstrang 8 geleitet werden kann. Nach der Beendigung des Pressvorganges wird der Druckstempel 6 vom Pressstrang 8 abgehoben und der Druckzylinder 5 aus seiner Arbeitsstellung gemäss Fig. 3 vom Pressstrang 8 in die Stellung nach Fig. 4 zurückgezogen, um den Pressstrang 8 mit Hilfe der Messer 11 durchtrennen zu können. Beim Zurückziehen des Druckzylinders 5 vom Pressstrang 8 muss dieser entsprechend unterstützt werden. Zu diesem Zweck sind nach Fig. lt anhebbare Stützauflagen 12 vorgesehen, die an den Pressstrang 8 angestellt werden, sobald dieser vom Druckzylinder 5 freigegeben wird. An Stelle der Stützauflagen 12 kann auch ein Stützträger 13 vorgesehen werden, der in einer Axialnut 14 des Mantels des Druckzylinders 5 axial verschiebbar geführt ist und einen Teil der Innenwandung des Druckzylinders 5 bildet, wie dies in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Der Stützträger 13 braucht daher beim Zurückziehen des Druckzylinders 5 vom Mundstück 3 des Presszylinders 1 lediglich mittels eier Halterung 15 festgehalten zu werden, um ihn aus dem Druckzylinder 5 herauszuziehen. Der Pressstrang 8 bleibt folglich ohne Relativbewegung während des Abziehens des Druckzylinders 5 auf dem Stützträger 13 liegen, so daR eine ununterbrochene Unterstützung des Pressstranges 8 erreicht werden kann. Um einen dichten Anschluss des Druckzylinders 5 an das Mundstück 3 des Presszylinders sicherzustellen, ohne die Halterung 15 abnehmen zu müssen, kann der Druckzylinder 5 mit einer stirnseitigen Aufnahmeaussparung 16 für die Halterung 15 versehen werden. Die Anordnung muss dabei selbstverständlich so getroffen werden, dass die Messer 11 zum Durchtrennen des Pressstranges 8 unbehindert eingesetzt werden können. Zu diesem Zweck kann eine bereichsweise Verschiebung der Halterung 15 notwendig sein.

Claims: Patentansprüche. 1. Verfahren zum Strangpressen von Kohlenstoffmassen, insbesondere von Kohlenstoffelektroden, wobei die in einen Presszylinder mit verschliessbarem Mundstück eingebrachte Kohlenstoffmasse mit Hilfe eines Pressstempels zunächst bei verschlossenem Mundstück angestaucht und dann bei geöffnetem Mundstück aus dem Presszylinder herausgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf den aus dem Mundstück austretenden Strang der Kohlenstoffmasse ein Gegendruck zum Pressdruck ausgeübt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruck mit wachsender Länge des Pressstranges vergrössert wird. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem einen Pressstempel aufnehmenden Presszylinder, der ein verschliessbares Mundstück aufweist und aus einer Führungshülse für den aus dem Mundstück austretenden Pressstrang, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse als an das Mundstück (3) des PreR- zylinders (1) dicht anschliessbarer, axial verschiebbarer Druckzylinder (5) mit einem darin geführten Druckstempel (6) ausgebildet ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daR der Mantel des Druckzylinders (5) an wenigstens eine Druckleitung (10) für ein Gleitmittel angeschlossene Schmieröffnungen (9) aufweist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Mantel des Druckzylinders (5) ein einen Teil der Innenwandung bildender Stützträger (13) für den Pressstrang (8) axial verschiebbar geführt ist.

Inventors: VOEST-ALPINE AKTIENGESELLSCHAFT
Applicants: VOEST-ALPINE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: B29C47
IPC codes: B30B11