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BREVET D'INVENTION " PROCEDE ET APPAREIL POUR TRAITER ELECTRIQUEMENT LES MATIERES DANS DES FOURS
TOURNANTS"
La présente invention est relative à un procédé permettant d'amener du courant électrique à des matières qui doivent être chauffées sans qu'il se produise de fusion ou d'agglomération ou de concrétion, alors que la température de traitement est au voisinage de cette gamme de température. Un exemple typique de procédé de ce genre est la réduction de minerais de fer en mélange avec du charbon pour donner du fer spongieux, procédé auquel l'invention se rapporte principalement, quoi qu'elle, soit également applicable à d'autres opérations dans lesquelles règnent les circonstances ci-dessus mentionnées.
Le chauffage se fait dans un
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four tournant, la chaleur nécessaire étant produite dans la charge du fait qu'un courant électrique passe dans celle-ci, ce qui est, de façon générale, déjà connu en soi.
Toutefois la façon dont le courant est fourni à la charge est, dans ce cas, d'importance essentielle. En premier lieu, on doit remarquer que, dans ce but, les élec- trodes utilisées doivent être faites de façon à supprimer le risque de fuites de courant. Une augmentation temporaire de la température de la charge envisagée ici peut facilement produire des dépôts sur les parois du four, dans la zone amenant le courant et le courant passe alors plus facilement dans ces dépôts que dans la charge d'où. une fuite de courant* Etant donné que de ce fait le dépôt devient plus chaud que le reste de la charge, une quantité encore plus grande de la charge s'agglomère en cet endroit jusqu'à ce que, fina- lement, le four doive être mis hors de service.
Une disposition d'électrodes qui réduit le danger de fuite de courant de ce genre a été décrite dans le brevet belge N 366.060 du 7 Décembre 1929 . Suivant ce brevet, on utilise le principe que les électrodes doivent être placées de façon que le courant passe surtout à une certaine distan- ce de la paroi du four, ce qui supprime le risque de for- mation de dépôt sur celle-ci. Toutefois, on a constaté que si la densité du courant sur la surface de contact entre l'élec- trode et la charge se trouve augmentée au-dessus d'une cer- taine valeur, il se produit une concrétion sur l'électrode elle-même. En d'autresermes, il n'est pas possible de four- j nir au four plus qu'un maximum de puissance donné, pour une tension donnée.
Par suite, la surface effective de l'élec-
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trode détermine la production maximum du four. Etant donné que la surface de chacune des électrodes pour la disposition en question ne peut pas être faite plus grande qu'une certaine partie de la section transversale du four, il pourrait se faire que la capacité du four devienne moindre que cela ne serait autrement le cas à d'autres points de vue.
La présente invention porte sur un principe différent d'alimentation en courant du fait que l'on utilise un autre système d'électrode et, par suite, il est possible d'obtenir pour un certain diamètre de four une surface d'électrode effective considérablement plus grande. Au lieu de faire passer le courant entre deux électrodes dans le sens de la longueur du four, comme cela est-le cas dans le brevet ci-dessus, conformément à la présente invention, le courant passe entre une électrode.centrale et une électrode extérieure, placée au voisinage de la paroi du four. Les surfaces de contact qui, de cette façon, s'étendent dans le sens de la longueur du four peuvent ainsi être relativement grandes sans qu'il soit nécessaire en même temps d'augmenter le diamètre du four.
L'application de ce principe d'amenée de courant procure en outre un autre avantage qui, ainsi qu'on l'a constaté, est de grande importance dans l'obtention de fer spnngieux. Si la charge, pour une raison ou pour une autre, par exemple du fait d'une densité de courant temporairement trop élevée, commence à se coller ou à s'agglomérer dans la zone d'amenée du courant, il se forme facilement des morceaux qui, lorsqu'on les y laisse, tournent continuellement et augmentent peu à peu de dimension et provoquent bientôt des trou-
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bles de fonctionnement.
Dans le cas d'électrodes disposées transversalement, les électrodes empêchent ces gros morceaux d'aller plus loin, tandis que, lorsque les électrodes sont placées conformément à la présente invention, elles ne les empêchent en aucune façon de suivre le restant de la charge pendant que celle-ci sort de la zone où passe le courant.
Dans certains cas, il peut y avoir inconvénient à placer les électrodes de la façon indiquée ci-dessus du fait de la difficulté qu'il y a à maintenir une charge uniforme tout le long de l'électrode parce que la conductivité de la charge varie pendant son passage dans la zone où passe le courant du fait que la température augmente progressivement et peut-être aussi du fait de la réaction chimique qui se fait progressivement. Par exemple, dans l'obtention de fer spongieux,la réduction entraîne une augmentation de la conductivité de la charge et étant donné qu'en outre la température augmente en proportion de la réduction de la charge, il peut se produire pour cette raison une augmentation de la densité du courant dans le sens du mouvement de la charge.
Toutefois,s'il est bon d'avoir un courant uniformément réparti, ces inconvénients peuvent être compensés en donnant à l'une des électrodes ou aux deux une forme différant quelque peu de celle d'une surface cylindrique, par exemple une forme conique, ainsi que cela est décrit plus en détail cidessous.
Un autre inconvénient résultant parfois de l'utilisation du système d'électrodes selon l'invention est que la charge, lors de la rotation du four, s'accroche entre l'électrode centrale et la paroi du four, ce qui peut entraîner des surchauffes en certains points. En conséquence, on a cons-
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taté qu'il était bon, pour éviter cet inconvénient, de faire l'électrode centrale de telle sorte que la charge passe librement en un certain nombre d'endroits à travers la paroi de l'électrode centrale, Dans ce but, cette paroi peut être perforée de façon appropriée ou bien peut être divisée en un certain nombre d'anneaux (conformément à la figure 3 du dessin annexé) ou en barreaux parallèles à la génératrice (suivant les figures 5 et 6) ou d'autres façons, en tenant compte, toutefois,
de ce que la surface effective de l'électrode ne doit pas être réduite plus que cela est nécessaire.
On a constaté qu'il était%intéressant également à un autre point de vue de diviser de cette façon l'électrode in- térieure ou électrode centrale; plus est faible la résistance opposée par l'électrode au déplacement de la masse, meilleure est l'agitation de la charge. On a constaté que , à une vitesse de rotation du four suffisamment élevée, on peut obtenir, dans la fabrication de fer spongieux à partir d'un mélange de concentrés et de charbon pulvérulent, un mélange si intime que la charge a sensiblement la même composition dans toute la zone où passe le courant et que, de cette façon, on a une résistance au passage du courant sensiblement constante. Cette possibilité est d'une grande importance lorsque l'on fabrique du f'er spongieux.
L'électrode extérieure, qui, dans sa forme la plus naturelle, consiste en une paroi cylindrique disposée au voisinage de la paroi du four, peut être divisée en éléments plus petits ce qui, au point de.vue construction, peut convenir particulièrement dans le cas de grands fours.
La façon dont est portée l'électrode centrale est un
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détail de construction important. Dans le cas de fours assez longs, les pièces de support peuvent partir de la paroi cylindrique du four, à une distance telle de l'électrode antérieure qu'il n'y ait pas à craindre de passage du courant le long de la paroi. Dans le cas de fours plus courts, les pièces de support peuvent partir de la paroi d'extrémité du four.
Dans certains cas, il peut être intéressant de porter l'électrode au moyen d'un bras qui est, entièrement distinct du four et qui est introduit au centre, en passant à travers l'une des parois d'extrémité du four (figure 7 ). L'électrode centrale peut alors ne pas tourner ou tourner à une vitesse différente de celle du four. L'arrivée de courant ainsi que le remplacement de l'électrode centrale sont simplifiés avec cette disposition. Lorsqu'il s'agit de charges ayant une conductibilité électrique élevée , il peut se faire que la tention électrique de fonctionnement pour ce système d'électrodes devienne plus faible que cela n'est à souhaiter.
En ce cas, l'électrode centrale peut être sectionnée en direction axiale (suivant le principe indiqué sur la figure 9)et le courant peut être amené à passer de l'une des électrodes intérieures, à travers la charge, jusqu'à ltélectrode extérieure et, de là, revenir à travers la charge à l'autre partie de 1''électrode centrale. Pour un certain effet, on obtient ainsi une tension double et une intensité de courant moitié. On peut également utiliser des fours ayant un certain nombre de systèmes d'électrodes.
A titre d'exemple, on a représenté sur le dessin annexé plusieurs formes de réalisation de fours de chauffage tournants ou continus pourvus d'électrodes disposées
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conformément à la présente invention.
La figure 1 représente une forme de réalisation du four, en coupe longitudinale verticale.
La figure 2 représente une forme de réalisation du système d'électrodes dans lequel l'électrode intérieure est faite en forme de chemise allant en se rétrécissant en cône vers l'extrémité de sortie.
La figure 3 représente une forme de construction de l'électrode intérieure dans laquelle celle-ci est sec- tionnée dans le sens transversal ou, en d'autres termes, est constituée par un certain nombre de parties en forme d'an- neaux à une certaine distance les unes des autres dans le sens longitudinal.
La figure 4 est une vue en bout du dispositif de support des électrodes en forme d'anneaux.
La figure 5 représente une autre forme de réalisa- tion de l'électrode intérieure suivant laquelle cette élec- trode est faite d'une enveloppe ou chemise rainurée dans le sens longitudinal ou composée de barreaux ou de pièces dis- posées dans le sens de la longueur et formant ensemble une chemise annulaire en section transversale de forme de cylin dre ou de cône ou d'une autre surface de révolution quel- conque,
La figure 6 est une vue en bout de ce système d'électrodes.
La figure 7 est une coupe longitudinale d'un four dans lequel l'électrode intérieure est portée par une barre centrale passant dans une ouverture ménagée dans l'une des parois d'extrémité du four, barre qui est complètement in- dépendante du four tournant de sorte que l'électrode inté- rieure ne prend part au mouvement de rotation du four.
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La figure 8 est une vue en bout de ce dispositif de support de l'électrode intérieure et de cette barre ou bras.
La figure 9 représente une disposition de l'électrode centrale, Cette électrode est divisée en deux parties de telle façon que le courant passe d'abord de l'une des électrodes intérieures, à travers la charge, pour aller à l'électrode extérieure et revient à travers la charge jusqu'à l'autre partie de l'électrode centrale.
On va d'abord décrire l'invention en se reportant à la figure 1. la disposition extérieure du four est sensiblement la même que celle qui est décrite dans le brevet susmentonné, quoique le système de sas représenté à ltextrémité d'entrée dans ledit brevet, lequel n'est pas compris dans le dispositif faisant l'objet de la présente invention, ne soit pas représenté sur le dessin.
Le four tournant proprement dit 1 est porté de façon connue en soi par les galets tournants! réunis par paires au moyen d'un arbre et qui, dans certains cas, sont faits de façon à leur permettre de faire tourner le four. Un tube d'amenée d'air ±¯ pénètre dans le four par l'ouverture d'alimentation de la charge, ménagée dans l'une des parois d'extrémité du four.
Le produit traité sort par l'ouverture 7 et, en quittant le four, on le fait passer de préférence dans un dispositif de refroidissement et d'éclusage analogue à celui qui est décrit dans le brevet mentionné ci-dessus ; ce système de sas est représenté sur le dessin mais n'est pas décrit en détail car il est déjà connu et ne.constitue pas une caractéristique essentielle de la présente invention.
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H, H est une ligne horizontale. Ainsi qu'on le voit sur le dessin, le four est un peu incliné vers le bas depuis l'extrémité d'entrée jusque vers l'extrémité de sortie de sorte que, lorsque le four tourne, la charge se déplace automatiquement dans cette direction.
Une électrode 8 est disposée dans le four tournant, au voisinage de la surface intérieure de celui-ci, et, dans l'exemple de réalisation représenté, cette électrode est cylindrique, L'électrode intérieure 9, comme représenté sur la figure 1, a la forme d'un cylindre mais, comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, elle peut avoir une autre forme. La surface effective de l'électrode intérieure ou centrale est faite de façon à constituer une surface de révolution ayant le même axe que le four.
Des amenées de courant 10 aboutissent à l'électrode 8 - que l'on appellera également dans ce qui suit "électrode extérieure" - et les arrivées de courant 11 aboutissent à l'électrode intérieure ou centrale 9 qui est portée par des supports 13 passant à travers la paroi du four, de façon appropriée au nombre de trois et disposées à 1200 les unes des autres ; barreaux ou barres longitudinales 13 sont reliés à ces supports et, tout en portant l'électrode intérieure, ils sont reliés de façon conductrice à celle-ci, A l'extrémité de sortie du four, ces barres 13 sont fixées au four de façon appropriée afin de constituer un support sûr pour l'électrode intérieure.
Comme on l'a dit ci-déssus, la présente invention se distingue essentiellement, au point de vue de la disposition des électrodes et du passage du courant à travers
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la charge de ce qui est indiqué dans le brevet mentionné ci-dessus par le fait que, conformément à la présente invention, le courant passe entre une électrode centrale et une électrode extérieure placée au voisinage de la paroi du four au lieu de passer, comme cela est le cas dans ce brevet, entre deux électrodes dans le sens de la longueur du four, Les surfaces de contact qui, de cette faon , sont disposées dans le sens de la longueur du four, peuvent ainsi être relativement grandes sans avoir besoin d'augmenter en même temps le diamètre du four,
Comme on l'a dit ci-dessus,
cette disposition des électrodes et de l'arrivée de courant procure en outre l'avantage, en particulier dans la fabrication de fer spongieux, que si la charge 14 pour quelque raison, par exemple du fait d'une densité de courant temporairement trop élevée, commence à s'agglomérer ou à se concrétionner dans la zone de passage de courant, les morceaux - qui se forment facilement dans la masse et qui, si on les y laisse tourner continuellement, augmentent peu à peu de dimension et entraînent rapidement des perturbations de fonctionnement - accompagnent le restant de la charge hors de la zone où passe le courant grâce à la façon dont sont placées les électrodes, conformément à la présente invention, et sans être gênées par ces électrodes,
Pour le reste,
on se reportera à ce qui a été dit ci-dessus au sujet de la construction des électrodes et de la façon dont elles sont portées et de l'importance qu'ont ces dispositions pour le fonctionnement du four,
Sur la figure 2, on a représenté une forme de réalisation de l'électrode intérieure 9¯ suivant 1 aquelle cette
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électrode forme une enveloppe ou surface de révolution conique dont la pointe est dirigée vers l'extrémité de sortie.
Comme on l'a dit ci-dessus, cette disposition provoque une distribution plus uniforme du courant pendant la fabrication, Si on le désire, au lieu de cela l'enveloppe extérieure peut avoir une forme conique correspondante, telle que la distance entre la paroi extérieure et la paroi intérieure de l'électrode devient plus faible; à l'extrémité la plus voisine de l'extrémité d'alimentation qu'à l'extrémité opposée ou bien les deux électrodes peuvent être faites d'une façon convenant pour ce résultat,
Sur les figures 3 et 4, on a représenté un système d'électrode intérieure suivant lequel cette électrode est sectionnée en direction transversale de façon à être constituée par un certain nombre d'anneaux 15 qui sont séparés les uns des autres dans le sens de la longueur par des espaces in- termédiairesl6.
Ces anneaux sont portés et fixés en place au moyen des barreaux 13 de la même façon qu'indiqué ci-dessus. Il en résulte que la charge peut aussi passer librement en un certain nombre d'endroits à travers la paroi de l'électrode centrale, de sorte qu'on évite ainsi l'inconvénient, qui autrement serait susceptible de se produire dans certains cas, que la charge s'accroche lors de la rotation du four entre l'électrode centrale et la paroi du four, ce qui, évidemment, entraînerait des surchauffes locales.
Dans le même but, l'électrode centrale peut également être rainurée dans le sens de la longueur, de la façon indiquée sur les figures 5 et 6, ou bien, elle peut être constituée par des barreaux 17 , parallèles à la génératrice,
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entre lesquels sont ménagés des/intermédiaires longitudinaux 18 de dimension appropriée. Toutefois, on doit faire attention dans les deux cas à ce que la surface effective de l'électrode ne soit pas réduite plus que cela est nécessaire.
On a indiqué plus haut un autre avantage qui est obtenu en outre grâce à ces dispositions.
L'électrode extérieure peut évidemment être sectionnée de façon correspondante si l'on trouve que cela convient .
Comme on l'a dit plus haut, la figure 7 r epr é s en- te une disposition suivant laquelle l'électrode intérieure ou centrale est portée par une barre ou organe analogue 19 passant dans une ouverture 20 ménagée dans la paroi d'extrémité 21 du four, de façon telle que l'électrode intérieure ne prenne pas part au mouvement de rotation du four.
L'électrode intérieure proprement dite peut être de n'importe quel modèle approprié conformément au principe indiqué ci-dessus, mais dans les figures 7 et 8, on l'a représentée comme constituée d'éléments en forme d'anneaux 15 séparés dans le sens de la longueur par des intervalles 16. Le courant est amené à ces anneaux par la barre 19 et les supports 22 qui portent les éléments en forme d'anneaux ou les parties constituant l'électrode intérieure,que celle-ci soit en forme de barreaux suivant les figures 5 et 6, ou en forme d'anneaux suivant les figures 3 et 4, ou de tout autre type.
Avec ces dispositions, pendant le fonctionnement du four, les électrodes centrales peuvent rester au repos ou bien on peut les faire tourner à une vitesse différente de la vitesse
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de rotation du four, dans le même sens ou encore en sens contraire, de sorte que l'on a un mouvement relatif entre les deux électrodes,
L'introduction de la charge, de l'air, etc. peut se faire suivant le même principe que celui qui a été décrit ci-dessus au sujet de la figure 1, la barre 9 ayant, dans certains cas, la forme d'un tube comportant des perforations, par lesquelles l'air rentre dans la chambre du four, ou bien de l'air ou autre gaz convenant pour l'opération, peut être introduit par des ouvertures d'amenée spéciales, telles que l'ouverture 20.
Conformément à la figure 9, l'électrode centrale est divisée dans le sens longitudinal en deux parties 91, 92 reliées toutes les deux à des conducteurs, le courant passant de l'une des électrodes intérieures à travers la charge pour aller à l'électrode extérieure, puis revenant de celle-ci à travers la charge à l'autre partie de l'électrode centrale. On obtient alors un effet donné avec une tension double et une intensité de courant moitié.
Sur la figure 9, on a représenté les électrodes comme étant faites d'éléments en forme d'anneaux analogues à ceux représentés sur la figure 3, mais il est évident qu'elles peuvent aussi être faites d'une autre façon , par exemple suivant l'une quelconque des formes de réalisation ci-dessus décrites.
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PATENT OF INVENTION "METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRICALLY TREATING MATERIALS IN OVENS
TURNING "
The present invention relates to a process for bringing electric current to materials which must be heated without any melting or agglomeration or concretion occurring, while the treatment temperature is in the vicinity of this range. temperature. A typical example of such a process is the reduction of iron ores in admixture with coal to give spongy iron, a process to which the invention relates mainly, however, is also applicable to other operations in which the above-mentioned circumstances prevail.
Heating is done in a
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rotary furnace, the necessary heat being produced in the load due to the fact that an electric current passes through it, which is, in general, already known per se.
However, the way in which the current is supplied to the load is, in this case, of essential importance. First, it should be noted that for this purpose the electrodes used should be made in such a way as to eliminate the risk of current leakage. A temporary increase in the temperature of the charge envisaged here can easily produce deposits on the walls of the furnace, in the zone carrying the current and the current then passes more easily in these deposits than in the charge from where. current leakage * As the deposit therefore becomes hotter than the rest of the charge, an even greater amount of the charge will agglomerate at this point until, finally, the furnace must be taken out of service.
An arrangement of electrodes which reduces the danger of current leakage of this kind has been described in Belgian Patent No. 366,060 of December 7, 1929. According to this patent, the principle is used that the electrodes must be placed so that the current flows mainly at a certain distance from the wall of the furnace, which eliminates the risk of deposit formation thereon. However, it has been found that if the current density on the contact surface between the electrode and the load is increased above a certain value, a concretion takes place on the electrode itself. even. In other words, it is not possible to supply the oven with more than a given maximum power, for a given voltage.
Therefore, the effective area of the electricity
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trode determines the maximum output of the furnace. Since the area of each of the electrodes for the arrangement in question cannot be made larger than a certain part of the cross section of the furnace, it could happen that the capacity of the furnace becomes less than it would otherwise be. case from other points of view.
The present invention relates to a different principle of current supply because a different electrode system is used, and hence it is possible to obtain for a certain furnace diameter a considerably effective electrode area. bigger. Instead of passing the current between two electrodes along the length of the furnace, as is the case in the above patent, in accordance with the present invention, the current passes between a central electrode and an outer electrode. , placed near the wall of the oven. The contact surfaces which in this way extend along the length of the furnace can thus be relatively large without at the same time having to increase the diameter of the furnace.
The application of this current supply principle furthermore provides another advantage which, as has been observed, is of great importance in obtaining spongy iron. If the charge, for one reason or another, for example because of a temporarily too high current density, starts to stick or to agglomerate in the area of current supply, pieces easily form. which, when left there, rotate continuously and gradually increase in size and soon cause
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operating problems.
In the case of electrodes arranged transversely, the electrodes prevent these large pieces from going further, while, when the electrodes are placed in accordance with the present invention, they do not in any way prevent them from following the remainder of the charge for a while. that it leaves the zone where the current passes.
In some cases, it may be inconvenient to place the electrodes in the above manner due to the difficulty of maintaining a uniform charge throughout the electrode because the conductivity of the charge varies. during its passage in the zone where the current passes owing to the fact that the temperature gradually increases and perhaps also owing to the chemical reaction which takes place gradually. For example, in obtaining spongy iron, the reduction results in an increase in the conductivity of the charge and since in addition the temperature increases in proportion to the reduction in the charge, there may therefore be an increase of the current density in the direction of load movement.
However, while it is good to have a uniformly distributed current, these drawbacks can be compensated for by giving one or both electrodes a shape which differs somewhat from that of a cylindrical surface, for example a conical shape, as is described in more detail below.
Another drawback sometimes resulting from the use of the electrode system according to the invention is that the load, during rotation of the furnace, gets caught between the central electrode and the wall of the furnace, which can lead to overheating. at certain points. Consequently, we have
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found that it was good, to avoid this drawback, to make the central electrode such that the charge passes freely in a number of places through the wall of the central electrode. For this purpose, this wall can be appropriately perforated or can be divided into a number of rings (according to figure 3 of the accompanying drawing) or into bars parallel to the generator (according to figures 5 and 6) or other ways, taking account, however,
that the effective surface of the electrode should not be reduced more than necessary.
It has been found to be advantageous also from another point of view to divide the inner or central electrode in this way; the lower the resistance offered by the electrode to the displacement of the mass, the better the agitation of the load. It has been found that, at a sufficiently high speed of rotation of the furnace, it is possible to obtain, in the manufacture of sponge iron from a mixture of concentrates and pulverulent coal, a mixture so intimate that the charge has substantially the same composition. throughout the area where the current passes and that, in this way, there is a resistance to the flow of the current which is substantially constant. This possibility is of great importance when making spongy iron.
The outer electrode, which in its most natural form consists of a cylindrical wall disposed in the vicinity of the furnace wall, can be divided into smaller elements which, in terms of construction, may be particularly suitable in the furnace. case of large ovens.
The way the center electrode is worn is a
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important construction detail. In the case of fairly long furnaces, the support pieces can start from the cylindrical wall of the furnace, at such a distance from the front electrode that there is no fear of current flowing along the wall. In the case of shorter ovens, the support pieces may start from the end wall of the oven.
In certain cases, it may be advantageous to carry the electrode by means of an arm which is entirely separate from the furnace and which is introduced in the center, passing through one of the end walls of the furnace (figure 7 ). The central electrode may then not rotate or rotate at a speed different from that of the oven. The arrival of current as well as the replacement of the central electrode are simplified with this arrangement. When it comes to charges having high electrical conductivity, the operating electrical voltage for this electrode system may become lower than desired.
In this case, the central electrode can be cut in the axial direction (following the principle shown in figure 9) and the current can be made to pass from one of the internal electrodes, through the load, to the external electrode. and, from there, back through the load to the other part of the center electrode. For a certain effect, we thus obtain a double voltage and a half current intensity. It is also possible to use ovens having a number of electrode systems.
By way of example, there is shown in the accompanying drawing several embodiments of rotary or continuous heating furnaces provided with electrodes arranged
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in accordance with the present invention.
FIG. 1 shows an embodiment of the oven, in vertical longitudinal section.
Figure 2 shows an embodiment of the electrode system in which the inner electrode is made in the form of a jacket tapering into a cone towards the outlet end.
Fig. 3 shows a form of construction of the inner electrode in which the latter is sectioned in the transverse direction or, in other words, is made up of a number of ring-shaped parts. a certain distance from each other in the longitudinal direction.
FIG. 4 is an end view of the device for supporting the electrodes in the form of rings.
FIG. 5 shows another embodiment of the internal electrode according to which this electrode is made of a casing or jacket grooved in the longitudinal direction or composed of bars or parts arranged in the direction of the length and together forming an annular liner in cross section in the form of a cylinder or cone or some other surface of revolution,
Figure 6 is an end view of this electrode system.
FIG. 7 is a longitudinal section of a furnace in which the internal electrode is carried by a central bar passing through an opening made in one of the end walls of the furnace, which bar is completely independent of the rotary furnace so that the internal electrode does not take part in the rotational movement of the furnace.
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FIG. 8 is an end view of this device for supporting the internal electrode and of this bar or arm.
Figure 9 shows an arrangement of the central electrode, This electrode is divided into two parts so that current flows first from one of the inner electrodes, through the load, to the outer electrode and returns through the load to the other part of the center electrode.
The invention will first be described with reference to FIG. 1. The external arrangement of the oven is substantially the same as that described in the aforementioned patent, although the airlock system shown at the inlet end in said patent , which is not included in the device forming the subject of the present invention, is not shown in the drawing.
The actual rotating oven 1 is carried in a manner known per se by the rotating rollers! assembled in pairs by means of a shaft and which in some cases are made in such a way as to allow them to turn the oven. An air supply tube ± ¯ enters the furnace through the feed supply opening in one of the end walls of the furnace.
The treated product leaves through the opening 7 and, on leaving the oven, is preferably passed through a cooling and locking device similar to that described in the patent mentioned above; this airlock system is shown in the drawing but is not described in detail because it is already known and does not constitute an essential characteristic of the present invention.
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H, H is a horizontal line. As can be seen in the drawing, the furnace is tilted a little downward from the inlet end to the outlet end so that when the furnace rotates the load automatically moves in that direction .
An electrode 8 is arranged in the rotary kiln, in the vicinity of the interior surface thereof, and, in the embodiment shown, this electrode is cylindrical, The interior electrode 9, as shown in FIG. 1, has the shape of a cylinder but, as will be described in more detail below, it may have another shape. The effective surface of the inner or central electrode is made so as to constitute a surface of revolution having the same axis as the furnace.
Current leads 10 lead to the electrode 8 - which will also be called in what follows "outer electrode" - and the current inlet 11 lead to the inner or central electrode 9 which is carried by supports 13 passing through. through the wall of the furnace, suitably three in number and arranged 1200 from each other; longitudinal bars or bars 13 are connected to these supports and, while carrying the inner electrode, they are conductively connected to it, At the outlet end of the furnace, these bars 13 are suitably fixed to the furnace in order to provide a secure support for the inner electrode.
As said above, the present invention differs essentially, from the point of view of the arrangement of the electrodes and of the passage of the current through
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the charge of what is indicated in the patent mentioned above by the fact that, according to the present invention, the current passes between a central electrode and an external electrode placed in the vicinity of the wall of the furnace instead of passing, as this is the case in this patent, between two electrodes in the direction of the length of the furnace, The contact surfaces which, in this way, are arranged in the direction of the length of the furnace, can thus be relatively large without the need for '' simultaneously increase the diameter of the oven,
As we said above,
this arrangement of the electrodes and the current supply furthermore provides the advantage, in particular in the manufacture of sponge iron, that if the charge 14 for some reason, for example due to a current density which is temporarily too high, begins to agglomerate or to form in the current passage area, the pieces - which easily form in the mass and which, if left to rotate continuously there, gradually increase in size and quickly lead to disturbances of operation - accompany the remainder of the charge outside the zone where the current passes thanks to the way in which the electrodes are placed, in accordance with the present invention, and without being hampered by these electrodes,
For the rest,
reference is made to what has been said above concerning the construction of the electrodes and the way in which they are worn and the importance that these arrangements have for the operation of the furnace,
In Figure 2, there is shown an embodiment of the inner electrode 9¯ according to 1 according to this
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electrode forms a conical envelope or surface of revolution, the tip of which is directed towards the outlet end.
As said above, this arrangement causes a more uniform distribution of current during manufacture, If desired, instead the outer casing can have a corresponding conical shape, such that the distance between the wall outer and inner wall of the electrode becomes weaker; at the end closest to the feed end than at the opposite end or the two electrodes can be made in a manner suitable for this result,
In Figures 3 and 4, there is shown an internal electrode system in which this electrode is sectioned in the transverse direction so as to be constituted by a number of rings 15 which are separated from each other in the direction of the length by intervening spaces16.
These rings are worn and fixed in place by means of the bars 13 in the same way as indicated above. As a result, the charge can also pass freely in a number of places through the wall of the center electrode, so that the inconvenience, which would otherwise be likely to occur in some cases, that the load clings during the rotation of the furnace between the central electrode and the wall of the furnace, which obviously would lead to local overheating.
For the same purpose, the central electrode can also be grooved lengthwise, as shown in Figures 5 and 6, or else, it can be formed by bars 17, parallel to the generator,
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between which are formed / longitudinal intermediates 18 of appropriate size. However, care must be taken in both cases that the effective area of the electrode is not reduced more than necessary.
Another advantage has been indicated above which is also obtained by virtue of these arrangements.
The outer electrode can of course be cut off correspondingly if found to be suitable.
As stated above, FIG. 7 shows an arrangement according to which the inner or central electrode is carried by a bar or the like member 19 passing through an opening 20 made in the end wall. 21 of the oven, so that the inner electrode does not take part in the rotational movement of the oven.
The inner electrode itself may be of any suitable design in accordance with the principle stated above, but in Figures 7 and 8 it has been shown as consisting of separate ring-shaped elements in the direction of the length by intervals 16. The current is brought to these rings by the bar 19 and the supports 22 which carry the elements in the form of rings or the parts constituting the inner electrode, whether the latter is in the form of a ring. bars according to Figures 5 and 6, or in the form of rings according to Figures 3 and 4, or any other type.
With these arrangements, during operation of the oven, the central electrodes can remain at rest or they can be rotated at a speed different from the speed
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of rotation of the furnace, in the same direction or in the opposite direction, so that there is a relative movement between the two electrodes,
The introduction of load, air, etc. can be done according to the same principle as that which has been described above with regard to FIG. 1, the bar 9 having, in certain cases, the shape of a tube comprising perforations, through which the air enters the furnace chamber, or air or other gas suitable for the operation, can be introduced through special inlet openings, such as opening 20.
According to figure 9, the center electrode is divided in the longitudinal direction into two parts 91, 92 both connected to conductors, the current flowing from one of the inner electrodes through the load to the electrode outside, then returning from it through the load to the other part of the center electrode. We then obtain a given effect with a double voltage and a half current intensity.
In Figure 9, the electrodes have been shown as being made of ring-shaped elements similar to those shown in Figure 3, but it is obvious that they can also be made in another way, for example following any of the embodiments described above.