| Patentansprüche 1. Schachtofen (10) zur Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern, insbesondere Anoden (17), mit einer Anordnung der Formkörper in zumindest einer zwischen Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 21) angeordneten Formkörpersäule (11 bis 15), die in einem Förderschacht (57) eine Mehrzahl von ü- bereinander angeordneten Formkörperreihen (16) aufweist, wel- che ausgehend von einem Eingangstemperaturfeld (60) hin zu einem Ausgangstemperaturfeld (73) an einer Mehrzahl von Temperaturfeldern (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) vorbei bewegt werden und eine Aufheizzone (25), eine mit einer Brennereinrichtung (28) versehene Feuerzo- ne (27) und eine Abkühlzone (26) durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl zwischen den Temperaturfeldern (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) als auch zwischen den Formkörperreihen der Formkörpersäule thermisch isolieren- de Zwischenlagen (32, 18) angeordnet sind. 2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturfelder (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) in Längsrichtung der Formkörperreihen (16) verlaufende Kanäle (42) aufweisen, die an ihren Enden zur Ausbildung einer serpentinenartig aufsteigenden Kanalanord- nung (41) über Umlenkeinrichtungen (43) miteinander verbunden sind. 3. Schachtofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kanalanordnung (41) eines Temperaturfeldes (60 bis 73) zumindest eine den Volumenstrom in einem stromaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich (51) reduzierende Drosseleinrichtung vorgesehen ist. 4. Schachtofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (42) einen räumlich verwinkelten Verlauf aufweisen, derart, dass die Kanäle aus einem stromaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich (51) anteilig in einem stromabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich (52) verlaufen und umgekehrt. 5. Schachtofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungseingangsbereich (46) eines Temperaturfeldes (60 bis 73) eine zwei benachbarte Kanäle (42) unmittelbar miteinander verbindende Bypass-Einrichtung (47) vorgesehen ist. 6. Schachtofen (10) zur Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern, insbesondere Anoden (17), mit einer Anordnung der Formkörper in zumindest einer zwischen Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) angeordneten Formkörpersäule (11 bis 15), die in einem Förderschacht (57) eine Mehrzahl von ü- bereinander angeordneten Formkörperreihen (16) aufweist, welche ausgehend von einem Eingangstemperaturfeld (60) hin zu einem Ausgangstemperaturfeld (73) an einer Mehrzahl von Temperaturfeldern (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) vorbei bewegt werden und eine Aufheizzone (25), eine mit einer Brennereinrichtung (28) versehene Feuerzo- ne (27) und eine Abkühlzone (26) durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schachtofen zur gleichzeitigen Wärmebehandlung einer Mehrzahl von Formkörpersäulen zumindest zwei Förderschächte (57) aufweist, zwischen denen eine Heizschachteinrichtung (19, 20, 22) zur gleichzeitigen Wärmebehandlung beider in den Förderschächten geförderten Formkörpersäulen angeordnet ist, wobei in der Feuerzone angeordnete Temperaturfelder (66, 67, 68) der Temperierschachteinrichtungen mit Brennern (29) der Brennereinrichtung (28) versehen sind, die so angeordnet sind, dass eine Temperaturbeaufschlagung der Temperaturfelder tangential zu den Formkörperreihen erfolgt 7. Schachtofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (29) derart angeordnet sind, dass die Temperaturbeaufschlagung der Temperaturfelder (66, 68, 69) in Längsrichtung der Temperaturfelder erfolgt. 8. Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern, insbesondere Anoden (17), mit einer Anordnung der Formkörper in zumindest einer zwischen Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) angeordneten Formkörpersäule (11 bis 15), die in einem Förderschacht (57) eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Formkörperreihen (16) aufweist, welche ausgehend von einem Eingangstemperaturfeld (60) hin zu einem Ausgangstemperaturfeld (73) an einer Mehrzahl von Temperaturfeldern (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) vorbei bewegt werden und eine Aufheizzone (25), eine mit einer Brennereinrichtung (28) versehene Feuerzone (27) und eine Abkühlzone (26) durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zwischen thermisch isolierenden Zwischenlagen (18) angeordneten Formkörperreihen getaktet an den Temperaturfeldern vorbei bewegt werden, derart, dass die Formkörperreihen in einer Temperierungsphase zwischen zwei Vorbewegungstakten in einer seitlichen Überdeckungslage mit dem zuge- ordneten ebenfalls zwischen thermisch isolierenden Zwischenlagen (32) angeordneten Temperaturfeld angeordnet sind. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für einen stromaufwärts einer in der Aufheizzone ausgebil- deten Gasströmung gelegenen Temperaturfeldbereich (51) eine Reduzierung des Durchflusses gegenüber einem stromabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich (52) erfolgt. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussreduzierung für den stromaufwärts gelegenen Temperaturffeldbereich (51) der Gasströmung durch eine mit dem stromabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich (52) der Gasströmung verbundene Bypass-Einrichtung (47) erfolgt. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasströmung durch Kanäle (42) geleitet wird, die einen räumlich verwinkelten Verlauf aufweisen, derart, dass die Gasströmung durch Kanäle aus einem stromaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich (51) anteilig in einen stromabwärts gele- genen Temperaturfeldbereich (52) geleitet wird und umgekehrt. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasströmungen in benachbarten Temperaturfeldern (60 bis 73) thermisch gegeneinander isoliert werden. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Temperaturfeldern (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen (19, 20, 22) eine in Längsrichtung der A- nodenreihen (16) verlaufende serpentinenartige Gasströmung ausgebildet wird. 14. Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern, insbesondere Anoden (17,) mit einer Anordnung der Formkörper in zumindest einer zwischen Tempe- rierschachteinrichtungen (19, 20, 22) angeordneten Formkörpersäule (11 bis 15), die in einem Förderschacht (57) eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Formkörperreihen (16) aufweist, welche ausgehend von einem Eingangstemperaturfeld (60) hin zu einem Ausgangstemperaturfeld (73) an einer Mehrzahl von Temperaturfeldern (60 bis 73) der Temperierschachteinrichtungen vorbei bewegt werden und eine Aufheizzone (25), eine mit einer Brennereinrichtung (28) versehene Feuerzone (27) und eine Abkühlzone (26) durchlaufen, dadurch gekennzeichnet dass die Wärmebehandlung von zumindest zwei Formkörpersäulen gleichzeitig erfolgt, derart, dass eine zwei Formkörpersäulen voneinander trennende Temperierschachteinrichtung zur Temperaturbeaufschlagung beider Formkörpersäulen dient, wobei im Bereich der Feuerzone (27) angeordnete Temperatur- felder (66 bis 68) der Temperierschachtanordnungen (19, 20, 22) derart mit Brennern (29) der Brennereinrichtung beaufschlagt werden, dass sich eine im Wesentlichen parallel zu den Formkörperreihen (16) ausgebildete Rauchgasströmung (38) einstellt. |
Formkörpern
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schachtofen zur Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern, insbesondere Anoden, mit einer Anordnung der Formkörper in zumindest einer zwischen Temperierschachteinrichtungen angeordneten Formkörpersäule, die in einem Förderschacht eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Formkörperreihen aufweist, welche ausgehend von einem Eingangstemperaturfeld hin zu einem Ausgangstemperaturfeld an einer Mehrzahl von Temperaturfeldern der Temperierschachteinrichtungen vorbei bewegt werden und eine Aufheizzone, eine mit einer Brennereinrichtung versehene Feuerzo- ne und eine Abkühlzone durchlaufen, nach Anspruch 1 oder 6. Des
Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern, insbesondere Anoden, gemäß den Oberbegriff der Ansprüche 8 oder 14.
Aus der WO 99/06779 ist ein Schachtofen zur kontinuierlichen Wärme- behandlung von als Anoden ausgebildeten kohlenstoffhaltigen Formkörpern in einer Säulenanordnung bekannt, bei dem die Anoden vermittels einer Fördereinrichtung zwischen Temperierschachteinrichtungen durch eine Aufheizzone, eine Feuerzone und eine Kühlzone einer Ofeneinrichtung gefördert werden. Bei dem bekannten Verfahren sind die Formkörper in übereinander angeordneten Formkörperreihen angeordnet und werden in einem Förderschacht zwischen Heizschachteinrichtungen ausgehend von einer Bestückungsstation bis hin zu einer Entnahmestation hindurchgeführt. Dabei bilden die übereinander angeordneten Formkörperreihen insgesamt eine Formkörpersäule.
Aufgrund der Ausbildung lediglich einer Formkörpersäule ist beidseitig der einen Formkörpersäule jeweils eine Temperierschachteinrichtung vorgesehen. Weiterhin ist durch die Ausbildung lediglich einer Formkörpersäule die Produktionsleistung der Ofeneinrichtung durch die Höhe der Formkörpersäule begrenzt. Basierend auf dem bekannten Verfahren bzw. der zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten, bekannten Vorrich- tung ist daher eine Steigerung der Produktionsleistung nur möglich durch eine entsprechende Vervielfachung der gesamten Ofeneinrichtung, woraus sich ein entsprechender Raumbedarf für die Installation einer in der Produktionsleistung gesteigerten Gesamtanlage ergibt.
Dabei wird der Raumbedarf für die Unterbringung einer Mehrzahl der bekannten Ofeneinrichtungen noch dadurch vergrößert, dass bei der bekannten Ofeneinrichtung Brennereinrichtungen, die in der Feuerzone der Ofeneinrichtung angeordnet sind, jeweils quer zu den beiden sich in Längsrichtung der Formkörperreihen erstreckenden Temperierschachteinrichtungen angeordnet sind und entsprechend seitlich abstehen. Hier- durch wird die Breite der gesamten Ofeneinrichtung also wesentlich von den seitlich angeordneten Brennereinrichtungen sowie mit den Brennereinrichtungen verbundenen Versorgungs- und Anschlussleitungen bestimmt.
Ebenso wie die kontinuierliche Förderung der Formkörperreihen zwi- sehen den Temperierschachteinrichtungen fördert die seitliche Anordnung der Brennereinrichtungen durch Ausbildung so genannter „Hot Spots" eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in den Formkörpern, mit der Folge, dass sich in den Formkörpern ein ungleichmäßiges Gefüge ausbildet mit den entsprechenden nachteiligen Auswirkungen, die sich im Falle der Ausbildung der Formkörper als Anoden insbesondere in einem ungleichmäßigen Elektrodenabbrand bemerkbar machen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen bzw. ein Verfahren zur Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern in einem Schachtofen vorzuschlagen, der bzw. das eine möglichst gleichmäßige, der Ausbildung eines Temperaturgradienten entgegen wirkende Temperaturbeaufschlagung der Formkörper ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist der erfindungsgemäße Schachtofen die Merkmale des Anspruchs 1 oder 8 auf.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung sind sowohl zwischen den Temperaturfeldern der Temperierschachteinrichtungen als auch zwischen den Formkörperreihen der Formkörpersäule thermisch isolierende Zwischenlagen ausgebildet. Einerseits wird hierdurch der Ausbildung eines Temperaturgradienten in einem Temperaturfeld entgegengewirkt. Andererseits wird der Ausbildung eines Temperaturgradienten in den Formkörpern durch Wärmeleitung zwischen den Formkörperreihen entgegen gewirkt.
Weiterhin trägt zur Ausbildung eines möglichst geringen Temperaturgradienten, insbesondere in Längsrichtung der Formkörperreihen, bei, wenn die Temperaturfelder der Temperierschachteinrichtung in Längsrichtung der Formkörperreihen verlaufende Heizkanäle aufweisen, die an ihren Enden zur Ausbildung einer serpentinenartigen Kanalanordnung über Umlenkeinrichtungen miteinander verbunden sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Gasströmung in Längsrichtung der Formkörperreihen zwangsgeführt wird. Besonders vorteilhaft zur Ausbildung eines möglichst geringen Temperaturgradienten innerhalb eines Temperaturfeldes ist es auch, wenn in den Heizkanälen eines Temperaturfeldes zumindest eine den Volumenstrom in einem stromaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich reduzierende Drosseleinrichtung vorgesehen ist, so dass die unmittelbare Einleitung eines Teilvolumenstroms in stromabwärts gelegene Bereiche der Kanalanordnung möglich ist.
Eine derartige Drosseleinrichtung kann besonders vorteilhaft realisiert werden, wenn im Strömungseingangsbereich eines Temperaturfeldes eine zwei benachbarte Kanäle unmittelbar miteinander verbindende Bypass- Einrichtung vorgesehen ist.
Zur Beeinflussung eines Temperaturgradienten ist es auch vorteilhaft, wenn die Kanäle einen räumlich verwinkelten Verlauf aufweisen, derart, dass die Kanäle aus einem stromaufwärts gelegenen Temperaturfeldbe- reich anteilig in einem stromabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich verlaufen und umgekehrt.
Gemäß einer alternativen erfindungsgemäßen Lösung weist der Schachtofen zur gleichzeitigen Wärmebehandlung einer Mehrzahl von Formkörpersäulen zumindest zwei Förderschächte auf, zwischen denen eine Temperierschachteinrichtung zur Beheizung der mit in den Förderschächten geförderten Formkörpersäulen angeordnet ist, wobei die in der Feuerzone angeordneten Temperaturfelder der Temperierschachteinrichtungen mit Brennern versehen sind, die so angeordnet sind, dass eine Temperaturbeaufschlagung der Temperaturfelder tangential zu den Formkörperreihen erfolgt.
Durch die tangentiale Ausrichtung der Brenner wird eine im Vergleich zu der bekannten quergerichteten Beaufschlagung große Formkörperfläche mit Temperatur beaufschlagt. Die Ausbildung eines Hot Spots unterbleibt. Durch die sandwichartige Anordnung der Temperierschachtein- richtung wird eine gleichzeitige und gleichmäßige Temperaturbeauf- schlagung von zwei seitlich in Förderschächten angeordneten Formkörpersäulen ohne tangentiale Abstrahlungsverluste möglich, so dass eine tangentiale Temperaturbeaufschlagung betriebswirtschaftlich attraktiv ist.
Der erfindungsgemäße Aufbau des Schachtofens ermöglicht darüber hinaus eine zueinander parallele Anordnung einer Mehrzahl von Formkörpersäulen, wobei jeweils zwei benachbarte Formkörpersäulen durch eine beiden Formkörpersäulen zugeordnete Temperierschachteinrichtung temperiert werden. Dabei ermöglicht die Anordnung der Brenner der Brennereinrichtung in der Feuerzone mit einer tangentialen Beaufschlagung der Formkörperreihen, dass jeweils ein Brenner zur Temperierung zweier benachbarter Formkörpersäulen bzw. Formkörperreihen dient, ohne dass die Brennereinrichtung die parallele „Schichtanordnung" der Formkörpersäulen stören würde.
Insgesamt lässt sich somit basierend auf dem erfindungsgemäßen Aufbau des Schachtofens eine erhebliche Steigerung der Produktionsleistung bei einer relativ geringen Erhöhung des Raumbedarfs realisieren. Im Vergleich zu einem konventionellen Schachtofen gemäß der WO 99/06779 lässt sich bei einem erfindungsgemäß aufgebauten Schachtofen eine Verdoppelung der Produktionsleistung bei einer Vergrößerung des Raumbedarfs um lediglich etwa 50 % realisieren.
Wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Schachtofens die Brenner derart angeordnet sind, dass die Temperaturbeaufschlagung der Temperaturfelder in Längsrichtung der Temperaturfelder erfolgt, ist die Ausbildung einer entsprechend ausgerichteten Längsströmung des
Rauchgases in den Temperaturfeldern möglich, so dass eine bezogen auf die Länge der jeweiligen Formkörperreihe maximierte Reichweite in der Rauchgasströmung erreicht wird. In einer ersten Variante weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Wärmebehandlung von kohlenstoffhaltigen Formkörpern die Merkmale des Anspruchs 8 auf.
Erfindungsgemäß werden die jeweils zwischen thermisch isolierenden Zwischenlagen angeordneten Formkörperreihen getaktet an den Temperaturfeldern vorbei bewegt, derart, dass die Formkörperreihen in einer Temperierungsphase zwischen zwei Vorbewegungstakten in einer seitlichen Überdeckungslage mit dem zugeordneten ebenfalls zwischen thermisch isolierenden Zwischenlagen angeordneten Temperaturfeld ange- ordnet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit über eine zeitlich definierbare Phase eine Beaufschlagung der Formkörper mit einer definierten Temperatur, ohne dass es infolge Wärmeleitung zwischen den übereinander liegend angeordneten Formkörperreihen zur Ausbildung eines wesentlichen Temperaturgradienten in den Formkörpern kommen könnte.
Insbesondere zur Reduzierung eines Temperaturgradienten zwischen einem stromaufwärts gelegenen Teil einer Gasströmung und einem stromabwärts gelegenen Teil der Gasströmung trägt es bei, wenn für einen stromaufwärts der Gasströmung gelegenen Bereich eine Reduzierung des Durchflusses erfolgt.
Diese Durchflussreduzierung für den stromaufwärts gelegenen Teil der Gasströmung kann vorteilhaft durch eine mit dem stromabwärts gelegenen Teil der Gasströmung verbundene Bypass-Einrichtung erfolgen.
Eine Beeinflussung der Ausbildung eines Temperaturgradienten ist auch vorteilhaft möglich, wenn die Gasströmung durch Kanäle geleitet wird, die einen räumlich verwinkelten Verlauf aufweisen, derart, dass die Gasströmung Kanäle aus einem stromaufwärts gelegenen Temperatur- feldbereich anteilig in einen stromabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich geleitet wird und umgekehrt.
Zur Ausbildung einer definierten Temperatur in den Temperaturfeldern trägt es bei, wenn die Gasströmungen in benachbarten Temperaturfeldern thermisch gegeneinander isoliert werden.
Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wärmebehandlung von Anoden weist die Merkmale des Anspruchs 14 auf.
Hierbei erfolgt erfindungsgemäß die Wärmebehandlung der kohlenstoffhaltigen Formkörper in zumindest zwei Formkörpersäulen gleichzeitig, derart, dass eine zwei Formkörpersäulen voneinander trennende Temperierschachteinrichtung zur Temperaturbeaufschlagung beider Formkörpersäulen dient, wobei im Bereich der Feuerzone angeordnete Temperaturfelder der Temperierschachteinrichtungen mit Brennern der Brennereinrichtung derart beaufschlagt werden, dass sich eine im Wesentlichen parallel zu den Formkörperreihen ausgebildete Rauchgasströmung einstellt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rauchgasströmung in Längsrichtung der Temperaturfelder ausgebildet wird.
Bevorzugt wird in den Temperaturfeldern der Heizschachteinrichtungen eine in Längsrichtung der Anodenreihen verlaufende, serpentinenartige Gasströmung ausgebildet, um der Ausbildung eines Temperaturgradienten insbesondere in Längsrichtung der Formkörperreihen entgegenzuwirken.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Schachtofens sowie eine vorteilhafte Variante des Verfahrens zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von hier als Anoden ausgebildeten kohlenstoffhaltigen Formkörpern anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schachtofen zur Herstellung von in einer Mehrzahl von Anodensäulen angeordneten Anoden in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung des in Fig. 1 dargestellten Schachtofens gemäß Schnittlinienverlauf H-II in Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Schachtofen;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch den in Fig. 1 dargestellten Schachtofen gemäß Schnittlinienverlauf IV-IV in Fig. 1 ;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch eine in Fig. 4 dargestellte
Absaugkanaleinrichtung;
Fig. 6 eine Teilschnittdarstellung des in Fig. 1 dargestellten
Schachtofens gemäß Schnittlinienverlauf VI-VI in Fig. 1 ;
Fig.7 ein Temperaturprofil einer Heizschachteinrichtung des in Fig. 1 dargestellten Schachtofens in Tabellenform.
Fig. 1 zeigt einen Schachtofen 10 mit einer Mehrzahl von als Anodensäulen 1 1 , 12, 13 , 14, 15 ausgebildeten Formkörpersäulen, die jeweils übereinander liegend angeordnet als Anodenreihen 16 ausgebildete Formkörperreihen mit jeweils vier in einer Reihe angeordneten als Anoden 17 ausgebildete Formkörper aufweisen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt 14 Anodenreihen übereinander liegend angeordnet, von denen aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung jeweils nur die oberste Anodenreihe 16 dargestellt ist. Fig. 2 zeigt die Anodensäule 15 in einer Schnittdarstel- lung mit den vierzehn übereinander liegend angeordneten Anodenreihen 16, die jeweils über eine thermisch isolierende Zwischenlage 18 in vertikaler Richtung voneinander getrennt sind. Die Zwischenlage 18 ist vorzugsweise als feuerfeste Isolierschicht aus Leichtschamotte ausge- führt. Die Zwischenlage kann als Schicht oder aus einzelnen Formstücken, wie bspw. Feuerleichtsteine, ausgebildet sein. Die Schicht kann als wieder verwendbare Schicht bei der Anordnung der Anordnung der Anodenreihen 16 in einem Förderschacht 57 (Fig. 6) jeweils auf die oberste Anodenreihe 16 aufgelegt werden.
Zwischen den Anodensäulen 1 1 bis 15 des in Fig. 1 dargestellten Schachtofens 10 ist jeweils eine Temperierschachteinrichtung 19 angeordnet, die mit weiteren äußeren Temperierschachteinrichtungen 20, 22 ein in Fig. 3 dargestelltes Temperierschachtsystem 24 bilden. Die je- weils zwischen zwei Anodensäulen 1 1 und 12, 12 und 13 , 13 und 14 sowie 14 und 15 angeordneten Temperierschachteinrichtungen 19 sowie die beiden zu den Temperierschachteinrichtungen 19 parallelen äußeren Temperierschachteinrichtungen 20 und 22 sind in einer zwischen einer Aufheizzone 25 und einer Abkühlzone 26 angeordneten Feuerzone 27 mit einer Brennereinrichtung 28 versehen, die jeweils den Temperierschachteinrichtungen 19, 20 und 22 zugeordnete Brenner 29 aufweist.
Aufgrund der entsprechend dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Schachtofens 10 parallelen Anordnung einer Mehrzahl von Anodensäulen 1 1 bis 15 kann mit dem Schachtofen 10 eine theoretisch beliebige Anzahl von Anodensäulen in einem gemeinsamen Produktionslauf innerhalb derselben Produktionszeit hergestellt werden wie eine einzige Anodensäule, wobei mit der Erhöhung der Anodenproduktion nur ein vergleichsweise gering erhöhter Raumbedarf verbunden ist.
Wie Fig. 4 anhand einer Schnittdarstellung einer Temperierschachtein- richtung 19 zeigt, ist die Temperierschachteinrichtung 19 in insgesamt 14, jeweils den Anodenreihen 16 zugeordnete Temperaturfelder 60 bis 73 aufgeteilt, die jeweils über eine Isolierschicht 32 thermisch gegeneinander isoliert sind. Die Isolierschicht 32 soll einen Temperaturausgleich zwischen den Temperaturfeldern 60 bis 73 weitestgehend verhindern und die Einstellung definierter Temperaturen einer die Temperierschachteinrichtung 19 durchströmenden Gasströmung 33 innerhalb der jeweiligen Temperaturfelder 60 bis 73 ermöglichen. Die Gasströmung 33 besteht in der unteren Abkühlzone 26 der Temperierschachteinrichtung 19 im Wesentlichen aus einer in das unterste Temperaturfeld 73 eingeleiteten Frischluft- bzw. Kühlluftströmung 34.
In der Feuerzone 27 wird über Brennerköpfe 35 , 36, 37 des Brenners 29 eine Rauchgasströmung 38 eingeleitet. Wie Fig. 4 und im übrigen auch die Fig. 1 und 6 zeigen, erfolgt die Beaufschlagung der Temperaturfelder 66 bis 68 in der Feuerzone 27 durch die Brennereinrichtung 28 bzw. die Brennerköpfe 35 , 36, 37 derart, dass sich eine im Wesentlichen parallel zu den Anodenreihen 16 ausgebildete Rauchgasströmung einstellt, die im vorliegenden Fall in Längsrichtung der Temperaturfelder 66 bis 68 ausgebildet ist. Bezogen auf Seitenflächen 75 der Anoden 17, die durch die Temperaturfelder 66 bis 68 mit Temperatur beaufschlagt werden, ergibt sich somit eine tangentiale Strömungsrichtung, die eine gleichmä- ßige Temperaturverteilung über die Seitenflächen 75 der Anoden 17 ohne Ausbildung von Hot Spots ermöglicht.
Die Rauchgasströmung 38 verlässt die Temperierschachteinrichtung 19 durch eine im obersten Temperaturfeld 60 der Aufheizzone 25 ausgebildete Abluftöffnung 39. Zur Ableitung der Kühlluftströmung 34 ist im obersten Temperaturfeld 69 der Abkühlzone 26 eine Abluftöffnung 58 vorgesehen.
Am Beispiel des obersten Temperaturfeldes 60 der Aufheizzone 25 ist in Fig. 4 eine im Temperaturfeld 60 ausgebildete Kanalanordnung 41 dargestellt mit horizontal verlaufenden Kanälen 42, die an ihren Enden über als Verbindungskanäle 43 ausgebildete Umlenkeinrichtungen miteinander verbunden sind. Die Verbindungskanäle 43 befinden sich jeweils in den am Kopf und am Fuß der Anodenreihen 16 angeordneten Temperierschachteinrichtungen 21 und 23. Die horizontal ausgerichteten Kanäle 42 bewirken zusammen mit den Verbindungskanälen 43 die Ausbildung eines serpentinenartigen Strömungsweges, derart, dass
Kanalströmungen 44, 45 benachbarter Kanäle 42 gegensinnig ausgerich- tet sind, so dass über die Strömungsstrecke in den Kanälen 42 erfolgende Wärmeverluste der Kanalströmungen zumindest anteilig über die jeweilige Gegenströmung ausgeglichen werden, mit der Folge, dass ein resultierender Temperaturgradient in horizontaler Richtung im Temperaturfeld 60 möglichst gering gehalten werden kann.
Weiterhin ist am Beispiel des obersten Temperaturfeldes 60 der Aufheizzone 25 in einem Strömungseingangsbereich 46 des Temperaturfeldes 60 eine Bypass-Einrichtung 47 zu erkennen, die eine Aufteilung einer Eintrittsströmung 48 nach Durchströmung der strömungsdurchlässigen Isolierschicht 32 in einen ersten Strömungsanteil 49 und einen zweiten Strömungsanteil 50 bewirkt, wobei der Strömungsanteil 49 in einen strömungsaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich 51 und der Strömungsanteil 50 unmittelbar in einen strömungsabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich 52 geleitet wird. Durch die unmittelbare Einleitung des aufgeheizten Strömungsanteils 50 in den strömungsabwärts gelegenen
Temperaturfeldbereich 52 wird der Ausbildung eines Temperaturgradienten in vertikaler Richtung entgegengewirkt.
Andererseits kann durch eine geeignete Ausführung oder Einstellung der Bypass-Einrichtung 47bei Bedarf gezielt ein Temperaturgradient einge- stellt werden.
Abweichend von dem in Fig. 4 dargestellten horizontalen Verlauf der Kanäle 42 ist es auch möglich, die Kanäle 42 als räumlich verwinkelte Kanalstrukturen auszubilden, derart, dass die Kanäle aus dem stromaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich 51 anteilig im stromabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich 52 verlaufen und umgekehrt. Bei
Bedarf kann ein trotz der zwischen den Anodenreihen 16 angeordneten isolierenden Zwischenlagen 18 in den Anodensäulen 1 1 bis 15 ausgebildeter vertikaler Restwärmestrom dadurch kompensiert werden, dass am untersten Kanal des Temperaturfeldes die kältere Austrittsseite der Rauchgase und am obersten Kanal die heißere Eintrittsseite der Rauchgase angeordnet wird. Im Zusammenwirken mit den die einzelnen Temperaturfelder 60 bis 73 voneinander thermisch trennenden Isolierschichten 32 wird somit die Ausbildung einer weitestgehend konstanten Temperatur in den Temperaturfeldern 60 bis 73 unterstützt.
Wie weiterhin der Darstellung des obersten Temperaturfeldes 60 der
Aufheizzone 25 zu entnehmen ist, ist das Temperaturfeld 60 mit einer im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels den strömungsaufwärts gelegenen Temperaturfeldbereich 51 vom strömungsabwärts gelegenen Temperaturfeldbereich 52 trennenden Absaugkanaleinrichtung 53 verse- hen, die eine parallel zu den Kanälen 42 verlaufenden Sammelkanal 54 und, wie in Figur 5 dargestellt, eine Vielzahl von den Sammelkanal 54 mit einer die Anoden 17 umgebenden, mit einem mit einer Kokspackung verfüllten Entgasungsspalt 55 verbindenden Entgasungskanäle 56 aufweist.
Damit können in der Aufheizzone 25 aus den noch grünen Anoden entweichende, flüchtige Ausgasungsbestandteile über die Absaugkanaleinrichtung 53 der Brennereinrichtung 28 als Brennstoffzusatz für die Brenner 29 zugeführt werden.
Zur Erläuterung des Betriebs des in Fig. 1 dargestellten Schachtofens 10 zeigt Fig. 6 eine Teilschnittdarstellung des Schachtofens 10 mit jeweils zwischen Temperierschachteinrichtungen 19 angeordneten, in Förderschächten 57 zur getakteten Vorbewegung aufgenommenen Anodensäulen 1 1 , 12. Die in einem Formgebungsverfahren hergestellten ungebrannten und daher als „grüne Anoden" bezeichnete Anoden 17 werden über eine hier nicht näher dargestellte Zuführeinrichtung in einer Aufnahmeposition 74 als oberste Anodenreihe 16 den Förderschächten 57 zugeführt, die jeweils eine Anodensäule 1 1 , 12 aufnehmen. Fig. 6 zeigt die in Anodenreihen 16 in den Förderschächten 57 angeordneten Anoden 17 in einer Stillstandsphase, in der sich die Anodenreihen in einer Temperierungs- phase zwischen zwei Vorbewegungstakten befinden. Wie Fig. 6 ferner deutlich erkennen lässt, sind die Anodenreihen 16 innerhalb des Schachtofens 10 jeweils zwischen thermisch isolierenden Zwischenlagen 18 angeordnet und befinden sich während der Temperierungsphase in einer seitlichen Überdeckungslage mit dem zugeordneten ebenfalls zwischen den thermisch isolierenden Zwischenlagen 32 angeordneten Temperaturfeldern 60 bis 73 der Temperierschachteinrichtungen 19. hierdurch ist sichergestellt, dass jeweils Seitenflächen 75 der Anoden 17 im wesentlichen vollständig mit der Temperatur der Temperaturfelder 60 bis 73 beaufschlagt werden. Dabei wirken die zwischen den Anodenreihen 16 angeordneten isolierenden Zwischenlagen 18 der Ausbildung eines Temperaturgradienten innerhalb der Anoden 17 als Folge der unterschiedlich temperierten Anodenreihen 16 entgegen.
Nach erfolgter Temperierung der zwischen den obersten Temperaturfeldern 60 der Temperierschachteinrichtungen 19 angeordneten Anodenreihen 16 werden diese mittels einer unterhalb jeder Anodensäule angeord- neten Fördereinrichtungen 77 um einen Vorbewegungstakt nach unten zwischen die Temperaturfelder 61 der Temperierschachteinrichtungen 19 vorbewegt und durch eine Halteeinrichtung 78 in dieser Position während der Temperierungsphase gehalten. Mit j edem nachfolgenden Vorbewegungstakt bewegen sich die Anodenreihen 16 sukzessive an den weiteren Temperaturfeldern vorbei bis sie schließlich in eine Entnahmeposition 76 unterhalb des Schachtofens 10 gelangen, in der eine seitliche Entnahme der Anodenreihen 16 aus der jeweiligen Anodensäule 1 1 , 12 erfolgt.
Nach jedem Fördertakt wird in der Aufnahmeposition 74 eine neue Anodenreihe 16 dem Förderschacht 57 zugeführt. Nachfolgend durchläuft jede Anodenreihe 16 das in Figur 7 exemplarisch dargestellte Temperaturprofil, beginnend mit einer Temperaturbeaufschlagung der Anoden 17 der Anodenreihe 16 im obersten Temperaturfeld 60 über einen Zeitraum von zwölf Stunden mit einer Gastemperatur von 232°C. Dabei erreicht die grüne Anode im Temperaturfeld 60 eine Temperatur von 70 0 C. Unter Einhaltung der im Temperaturprofil für die einzelnen Temperaturfelder 60 bis 73 jeweils angegebenen Verweildauern wird so jede Anodenreihe 16 über die gesamte Anodensäulenhöhe von oben nach unten durch den Schachtofen 10 zwischen den mit den einzelnen Temperaturfeldern 60 bis 73 versehenen Temperierschachteinrichtungen 19, 20, 22 hindurch bewegt. Bei dem beispielhaften Temperaturprofil gemäß Fig. 7 ergibt sich für einen Produktionslauf vorbei an den Temperaturfeldern 60 bis 73 zur Umwandlung einer grünen Anode 17 in eine fertig gebrannte Anode 17, die in der Entnahmeposition 76 (Fig. 6) vermittels einer hier nicht näher dargestellte Entnahmevorrichtung im Anschluß an das Tem- peraturfeld 73 dem Schachtofen 10 entnommen werden kann, eine Produktionszeit von 168 Stunden.