BG62150B1

BG62150B1 - Method and furnace for making a molten product

Info

Publication number: BG62150B1
Application number: BG101072A
Authority: BG
Inventors: Jean-Marie Derkenne
Original assignee: Jean-Marie Derkenne
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1999-03-31
Also published as: RU2144285C1; HU9603424D0; PL176908B1; AU2708795A; SK283103B6; DE69504350D1; BG101072A; ATE170356T1; HU220470B1; HUT76456A; CZ376096A3; PL317937A1; CZ289969B6; EP0768017A1; BE1008485A3; DE69504350T2; WO1996000489A1; ES2124557T3; SK165496A3; EP0768017B1

Abstract

A method and a furnace for melting a solid material to forman elecrocast product, including at least two electrodes (4, 5).According to the method, the melting process is started bycontacting the tops (13) of the electrodes (4, 5) with said solidmaterial (23) to be melted while holding the electrodes closeenough together to enable an electric current to flowtherebetween, an electric arc is then generated between saidelectrodes to melt the solid material adjacent the tops (13) ofthe electrodes (4, 5), and said tops are subsequently graduallymoved apart without breaking the contact with the material orcutting off the current flow between the electrodes.

Description

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до метод за топене на твърд материал, по-специално метална или керамична шихта, за получаване на електростопен продукт в електродъгова пещ, както е дефинирана в ограничителната част на претенция 1.The invention relates to a method for melting solid material, in particular a metal or ceramic mixture, for producing an electrostatic product in an arc furnace, as defined in the limiting part of claim 1.

Изобретението се отнася до метод, позволяващ получаването по прост и икономически оправдан начин на електростопен продукт, като се излиза от много разнообразни твърди материали, провеждащи или не електричество.The invention relates to a method which allows the production of an electrostatic product in a simple and economically justified manner, starting from a wide variety of solid materials, whether or not conducting electricity.

По-специално, изобретението се отнася до метод, който дава възможност за получаване на електростопени продукти при относително висока температура.In particular, the invention relates to a process which enables the production of electrostatic products at a relatively high temperature.

Изобретението се отнася също до елект- 25 родъгова пещ за получаване на електростопен продукт по метода съгласно изобретението.The invention also relates to an electrode 25 furnace for producing an electrostatic product according to the method according to the invention.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Съгласно известните методи от този тип шихтата, която се подлага на топене, за предпочитане трябва да бъде електропроводима. Ако шихтата не е електропроводима, е необходимо вземане на съответни мерки за започване на топенето, като добавяне на въглерод или графит, за да бъде възможно протичане на електрически ток през материала.According to known methods of this type, the batch to be melted should preferably be electrically conductive. If the charge is not electrically conductive, appropriate measures must be taken to start the melting process, such as the addition of carbon or graphite, to allow electric current to flow through the material.

Известните досега методи са приложими само при относително ниски температури, например от 1500 до 1600°С.The methods known so far are only applicable at relatively low temperatures, for example from 1500 to 1600 ° C.

В “Patent Abstracts of Japan* vol. 14, N 172 (M-958), 07/04/1990 и JP-A-02025292 e ₄₅описан метод, който има признаците, описани в ограничителната част на претенция 1 съгласно настоящото изобретение, но при който контролът на производството е сравнително сложен и несигурен. 50In Patent Abstracts of Japan * vol. 14, No. 172 (M-958), 07/04/1990 and JP-A-02025292 is a ₄₅ method described having the features described in the limiting part of claim 1 according to the present invention, but in which production control is relatively complex and uncertain. 50

В патент FR-A-483 147 е описана електродъгова пещ, на която електродите са наклонени един спрямо друг и подвижни един спрямо друг между една приближена позиция, при което върховете се допират един с друг, и една раздалечена позиция, когато върховете се намират на определено разстояние един от друг, като през цялото време са в контакт с масата за стопяване, и са предвидени също средства, позволяващи по същество непрекъс10 нато преместване на върховете между тези две позиции.Patent FR-A-483 147 describes an electric arc furnace in which the electrodes are inclined to one another and move relative to one another, with the tips touching each other, and a distant position when the tips are at a certain distance from each other, in contact with the melting mass at all times, and means are also provided to allow substantially continuous movement of the peaks between the two positions.

Цел на настоящото изобретение е метод за топене на твърд материал в електродъгова пещ, позволяващ отстраняването на неудобствата на известните методи и приложим както за материали, провеждащи електрически ток, така и за такива, които не провеждат ток, като за последните не е необходимо вземане на съответни мерки.It is an object of the present invention to provide a method for melting solid material in an electric arc furnace, which eliminates the disadvantages of the known methods and is applicable to both electrical and non-electric materials, the latter of which does not require the removal of appropriate measures.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Съгласно метода от настоящото изобретение за да започне топенето, върховете на електродите се допират до твърдия материал за топене. Върховете на електродите се доближават един към друг така, че да бъде възможно между електродите да протече електрически ток и да се създаде волтова дъга, за да може да се стопи шихтата, намираща се в близост до върховете на електродите. След това с напредване на топенето върховете постепенно 35 се раздалечават един от друг, като през цялото време остават в допир с шихтата, за да се осигури протичане на електрически ток през образуваната между тях стопена част от материала.In accordance with the method of the present invention, to start the melting, the electrode tips touch the solid melting material. The electrode tips approach each other so that it is possible for an electric current to flow between the electrodes and to create a voltage arc so that the charge near the electrode peaks can be melted. Then, as the melting progresses, the vertices are gradually separated from each other 35, remaining in contact with the charge at all times to ensure that electrical current flows through the molten material formed between them.

Методът за получаване на електростопен продукт съгласно изобретението се провежда в електродъгова пещ, описана във FRA-483 147, но на която електродите са монтирани всеки върху стойка с възможност за преместване по съответните им оси и около една външна за пещта точка, като Стойките са отдалечени от страничните стени на пещта, и които електроди преминават свободно през страничните стени, всеки в съответен отвор, предвиден в стената, чийто разрез е такъв, че да образува около съответния електрод пръс2 теновиден отвор, при което ъгълът а, образуван между осите на тези електроди, може да варира от 15 до 165°С, а ваната е затворена в горната си част със свод, в който е предвиден отвор за вкарване на шихтата във ваната.The method for producing an electrostatic product according to the invention is carried out in an electric arc furnace described in FRA-483 147, but on which the electrodes are mounted each on a stand with the possibility of moving along their respective axes and around one external point of the furnace, with the Racks distant from the side walls of the furnace, and which electrodes pass freely through the side walls, each into a corresponding hole provided in the wall, the incision of which is such that a round hole is formed around the respective electrode finger 2, wherein the angle a, forms between the axes of the electrodes may vary from 15 to 165 ° C, and the tub is closed in its upper part by a vault in which is provided an opening for inserting the charge into the tub.

Други особености и подробности на изобретението ще бъдат изяснени в даденото подолу описание посредством неограничаващи обхвата примери, форми на особено приложение на метода и пещта съгласно изобретението, илюстрирани на приложените фигури.Other features and details of the invention will be elucidated in the description below by way of non-limiting examples, forms of particular application of the process and furnace according to the invention illustrated in the accompanying drawings.

Описание на приложените фигуриDescription of the attached figures

Фигура 1 представлява вертикален разрез на пещ в схематичен вид на особена форма на осъществяване;Figure 1 is a vertical sectional view of a furnace in a schematic view of a particular embodiment;

фигура 2 - поглед от линия П-П на фиг. 1; фигура 3 - принципна схема на токозахранването на електродите.FIG. 2 is a view from line P-P in FIG. 1; Figure 3 is a schematic diagram of the power supply to the electrodes.

На различните фигури еднаквите цифри обозначават едни и същи елементи.In different figures, the same numbers indicate the same elements.

Изобретението се отнася основно до метод за топене на твърд материал, който може да бъде с твърде различна природа, но който е по-специално шихта от огнеупорни вещества, предназначени за окисление с цел образуване на огнеупорен електростопен продукт.The invention relates essentially to a process for melting solid material, which may be of a very different nature, but which is in particular a mixture of refractories intended for oxidation to form a refractory electrostatic product.

Топенето се извършва в електродъгова пещ, включваща най-малко два електрода, между върховете на които може да бъде създадена електрическа дъга, източник на необходимата енергия за топенето.The melting is carried out in an electric arc furnace comprising at least two electrodes, between the tips of which an electric arc can be created, a source of the energy required for melting.

В случаите, когато шихтата не е слабо електропроводима или е такава, какъвто е случаят с твърди керамични материали, посочените върхове на електродите се допират един до друг и до твърдия материал за стопяване. В този момент между електродите се създава електрическа дъга, по такъв начин, че да се получи нагряване на твърдия материал, намиращ се в непосредствена близост до върховете на електродите, вследствие на което той се стопява.In cases where the charge is not weakly electrically conductive or as is the case with solid ceramic materials, the indicated electrode tips touch each other and the solid melt material. At this point, an electric arc is created between the electrodes in such a way that the solid material in the immediate vicinity of the electrode tips is heated, which causes it to melt.

След това върховете на електродите постепенно се раздалечават един от друг с напредването на топенето на твърдия материал, като през цялото време електродите са в до пир с твърдия материал и се подсигурява протичането на електрически ток между електродите през образуваната между тях стопена маса.The electrode tips are then gradually separated from each other as the melting of the solid material progresses, all the while the electrodes are in contact with the solid material and an electric current is passed between the electrodes through the molten mass formed between them.

В този етап на метода нагряването се дължи главно на ефекта на Джаул - на съпротивлението на шихтата, в която частично са потопени електродите, на протичането на електрически ток.At this stage of the method, the heating is mainly due to the Joule effect - the resistance of the charge, in which the electrodes are partially submerged, to the flow of electric current.

Ефектът е аналогичен на случая, когато един твърд материал не провежда ток, но след като премине в течно състояние става електропроводим.The effect is similar to the case where a solid material does not conduct current, but after passing into a liquid state becomes electrically conductive.

Ако материалът за топене е достатъчно добър проводник и е например със съдържание на метали, за започване на топенето не е необходимо върховете на електродите да бъдат допрени един до друг, а е достатъчно да са на такова разстояние, че протичането на електрически ток между тях да бъде възможно. Полученото нагряване се дължи отчасти на топлината от волтовата дъга в твърдия материал и отчасти на ефекта на Джаул - на съпротивлението на шихтата, в която частично са потопени електродите на протичането на електрически ток.If the melting material is sufficiently good conductor and is, for example, metallic, the electrodes need not be contacted with each other to begin melting, but sufficiently spaced such that there is an electric current between them. be possible. The resulting heating is due, in part, to the heat from the arc in the solid material and in part to the Joule effect - the resistance to the charge in which the electrodes of the electric current are partially submerged.

От казаното дотук следва, че приближената и отдалечената позиция на върховете на електродите могат да варират в зависимост от природата на материала, който трябва да бъде стопен. Така например, за материалите, които не са електропроводими, в приближената позиция електродите практически се допират или са много близо един до друг така, че да може да се създаде дъга между върховете им, а в случаите на електропроводими материали, това не е необходимо.It follows from the foregoing that the approximate and distant positions of the electrode tips may vary depending on the nature of the material to be melted. For example, for materials that are not electrically conductive, in the approximate position, the electrodes practically touch or are very close to each other so that an arc can be created between their peaks, and in the case of electrically conductive materials, this is not necessary.

Същото се отнася и за крайната раздалечена позиция, която също зависи от проводимостта на стопения материал и от мощността на електрозахранващия източник. Тази раздалечена позиция в действителност съответства на тази, при която ефектът е оптимален.The same applies to the final distance position, which also depends on the conductivity of the molten material and the power of the power source. This spaced position actually corresponds to that at which the effect is optimal.

От друга страна съгласно изобретението за да се хомогенизира вече стопеният материал, той се разбърква чрез конвекция преди да се изведе от ваната. Това разбъркване се осъществява чрез доближаване отново на електроди те един към друг за определено време, след като целият материал е стопен.On the other hand, according to the invention, in order to homogenize the already melted material, it is stirred by convection before being removed from the bath. This stirring is accomplished by bringing the electrodes back to each other again for a certain time after all the material has melted.

Приложените фигури представят електродъгова пещ за получаване на електростопен продукт и именно за осъществяване на метода, описан по-горе.The accompanying figures represent an electric arc furnace for producing an electrostatic product and precisely for carrying out the method described above.

Създадената пещ е по-специално от типа пещи, при които се използва система от потопени електроди.The furnace created is in particular of the type of furnace using a submerged electrode system.

Тази пещ включва вана 1, затворена отгоре със свод 2, в който е предвиден отвор 3 за внасяне на шихтата за топене във ваната 1.This furnace includes a bath 1 closed from above by a vault 2, in which an opening 3 is provided for introducing the melting charge into the bath 1.

Два електрода 4 и 5, наклонени един спрямо друг, са монтирани всеки поотделно на електроизолирана стойка 6 и са разположени от две срещуположни страни на ваната 1 по такъв начин, че да могат да се преместват от приближената до раздалечената позиция, при което техните върхове съответно се допират или се намират на определено разстояние един от друг. С оглед на това преместване електродите преминават свободно през предвидените за целта в страничните стени Г на ваната 1 пръстеновидни отвори 19, чиято площ е такава, че позволява навлизането на въздух в пещта и осигурява подвижността на електродите. Обикновено ъгълът а, който сключват осите на електродите, варира от 15 до 165°.Two electrodes 4 and 5, inclined toward each other, are mounted individually on an electrically insulated stand 6 and are arranged on two opposite sides of the bath 1 in such a way that they can be moved from the approximate to the spaced position, with their vertices respectively touch or be at a certain distance from each other. In view of this displacement, the electrodes pass freely through the annular openings 19 provided for the purpose in the side walls D of the bath 1, the area of which is such as to allow air to enter the furnace and to ensure the mobility of the electrodes. Typically, the angle a that the axes of the electrodes conclude varies from 15 to 165 °.

Наклоняването на електродите се извършва за предпочитане около една външна за пещта ос 28, достатъчно отдалечена от стената Г на пещта, така че да се получи възможно най-голяма амплитуда на накланяне на електродите 4 и 5 в пещта, а също така и прецизен контрол на протичането на топенето, независимо от количеството на използвания материал. Тази ос 28 обикновено е разположена върху Стойката 6.The tilting of the electrodes is preferably carried out around an external axis 28 of the furnace, sufficiently distant from the furnace wall D so as to obtain the largest possible tilting amplitude of the electrodes 4 and 5 in the furnace, as well as precise control of the electrodes. the melting process, regardless of the amount of material used. This axis 28 is generally located on the Stand 6.

По-конкретно всяка стойка 6 включва основа 7, върху която е закрепена колона 8, към горния край на която, посредством шарнир, представляващ оста 28 на завъртане, е свързан електрододържател 9, в който е закрепен електродът по подвижен начин посредством пръстени 10. Освен това към държателя 9 е предвидена, механизирана или не, шайба за регулиране 11, позволяваща преместването на електродите по посока на стрелките 12 и по този начин да се променя разстоянието между върховете 13 на електродите 4 и 5 вътре във ваната 1. Това разстояние може да се регулира също посредством накланянето на електродите около оста 28, както беше описано по-горе.In particular, each stand 6 includes a base 7, on which column 8 is attached, to the upper end of which, by means of a hinge representing the axis 28 of rotation, an electrical support 9 is connected, in which the electrode is secured by means of rings 10. In addition this to the holder 9 is provided, whether or not mechanized, with an adjusting washer 11, which allows the electrodes to be moved in the direction of the arrows 12 and thus to change the distance between the tips 13 of the electrodes 4 and 5 inside the bath 1. This distance may is regulated by just by tilting the electrodes around the axis 28, as described above.

Дъното на ваната 1 се състои от външна цилиндрична стена 15, чрез която ваната е монтирана посредством шайби 16 върху поставка 14, като шайбите могат да се местят по релси 17, предвидени върху цилиндричната стена 15.The bottom of the tub 1 consists of an outer cylindrical wall 15, through which the tub is mounted by means of washers 16 on a stand 14, the washers can be moved on rails 17 provided on the cylindrical wall 15.

На страничната стена на ваната 1 е предвиден отвор за леене 18, разположен на средата на височината на ваната.On the side wall of bath 1 is provided a casting opening 18 located at the middle of the height of the bath.

Така, за изпразване на ваната, тя се накланя върху поставката си 14 по посока на стрелка 26, както е показано на фиг.2.Thus, for emptying the tub, it tilts on its stand 14 in the direction of arrow 26, as shown in FIG. 2.

Фактът, че електродите 4 и 5 преминават напълно свободно през стените Г на пещта, без да се допират до тях, представлява много важна особеност, която разграничава тази пещ от познатите пещи за електротопене.The fact that electrodes 4 and 5 pass freely through the walls D of the furnace without touching them is a very important feature that distinguishes this furnace from the known electric furnace.

В действителност, в тези познати пещи електродите са монтирани неподвижно в стените на ваната и са окачени за наклоняване в относително сложни устройства, подходящи за високи температури, поради което следователно е необходимо вземането на сериозни мерки, а именно за предпазване на електродите от тези високи температури. Наличието на тези устройства често е причината, поради която тези познати пещи могат да функционират само при температури от порядъка на 1600°С.In fact, in these known furnaces, the electrodes are fixedly mounted in the walls of the tub and are suspended for tilting in relatively complex devices suitable for high temperatures, and therefore serious measures are required, namely to protect the electrodes from these high temperatures. . The presence of these devices is often the reason why these known furnaces can only function at temperatures in the order of 1600 ° C.

Обратно, благодарение на факта, че в пещта съгласно изобретението е предвиден достатъчно голям пръстеновиден отвор 19 около електродите, позволяващ по този начин циркулация на студен въздух около тях през този отвор, и че освен това всеки един от тях е монтиран върху странична стойка 6, достатъчно отдалечена от стените Г, никакви особени мерки не е необходимо да се вземат за предпазването на електродите и тяхната защита срещу високите температури във ваната.Conversely, due to the fact that the furnace according to the invention provides a sufficiently large annular opening 19 around the electrodes, thus allowing the circulation of cold air around them through this opening, and that each is further mounted on a lateral stand 6, far enough from the walls D, no special measures need to be taken to protect the electrodes and protect them against high temperatures in the bath.

Като следствие от казаното дотук се явява възможността за работа при температури, по-високи от 2500°С и подлагането на огне упорни продукти на електротопене.As a consequence of the above, it is possible to operate at temperatures higher than 2500 ° C and to subject the fire-resistant products to electric heating.

Фигура 3 представя в схематичен вид електрозахранването на електродите 4 и 5, което е включено, в 29, в мрежата по традиционен начин посредством автоматичен прекъсвач, който не е представен на схемата. Захранването включва индукционна бобина 20, която може да бъде свързана последователно с електродите 4 и 5, докато те са в посочената приближена позиция.Figure 3 is a schematic view of the power supply of the electrodes 4 and 5, which is connected, in 29, to the mains in a conventional manner by means of a circuit breaker not represented in the circuit. The feed includes an induction coil 20 that can be connected in series with the electrodes 4 and 5 as long as they are in the indicated approximate position.

Прекъсвачът 21 е предвиден за свързване на късо на тази бобина 20, когато електродите 4 и 5 се намират в гореспоменатата раздалечена позиция.The switch 21 is provided for shorting this coil 20 when the electrodes 4 and 5 are in the aforementioned distance position.

Веригата включва, освен това, трансформатор 27, даващ възможност да се приложи напрежение във върховете на електродите и да се осигури необходимата плътност на тока за започване на топенето. В частност, може да се използва класически трансформатор с определен коефициент на трансформация, например 220 V/1100 V.The circuit further includes a transformer 27, which allows voltage to be applied at the tops of the electrodes and to provide the necessary current density to start melting. In particular, a classic transformer with a certain transformation factor, for example 220 V / 1100 V., may be used.

Основен прекъсвач 22 позволява затварянето на веригата и по този начин прилагането на напрежение на електродите 4 и 5.A main circuit breaker 22 allows the circuit to be closed and thus to apply voltage to the electrodes 4 and 5.

Така, при пускането в действие на системата, най-напред се затваря прекъсвачът 22, като се внимава прекъсвачът 21 да бъде в отворено положение и върховете на електродите 4 и 5 да бъдат потопени в шихтата или най-малко да бъдат в допир с нея, като те самите се намират в приближена позиция.Thus, when starting the system, the switch 22 is first closed, making sure that the switch 21 is in the open position and the tips of the electrodes 4 and 5 are immersed in the charge or at least in contact with it, and they are in an approximate position.

След като определено количество 24 от твърдия материал 23 е стопено, постепенно се раздалечават електродите 4 и 5 и прекъсвачът 21 се затваря, с което индукционната бобина 20 се свързва на късо.After a certain amount 24 of the solid material 23 has been melted, the electrodes 4 and 5 are gradually separated and the switch 21 is closed, thereby short-circuiting the induction coil 20.

Последователно, с напредване на топенето се увеличава разстоянието между електродите, но това става, като се вземат мерки плътността на тока, протичащ между електродите през стопената част 24, да остане достатъчно голяма, за да се създаде необходимото нагряване за по-нататъшното топене на съседния твърд материал 23.Consistently, as the melting progresses, the distance between the electrodes increases, but this is done by taking the density of current flowing between the electrodes through the molten part 24 to remain large enough to create the necessary heating for the further melting of the adjacent solid material 23.

В момента, когато целият твърд материал е стопен, електродите 4 и 5 се доближават отново един до друг, за предпочитане на достатъчно голяма дълбочина под нивото на стопения материал и ако е необходимо се отваря прекъсвачът 21, за да се избегне много силен ток във веригата. Като резултат от това се получава съсредоточаване на голямо количество енергия в малък обем от стопения материал, което води до локално повишаване на температурата в този материал. Следователно, като резултат от образуваните конвекционни потоци, се получава много добро разбъркване на стопения материал, което дава възможност за получаване на хомогенна маса с високо качество.At the moment when all the solid material is melted, the electrodes 4 and 5 approach each other again, preferably at a sufficiently deep depth below the level of the melted material and, if necessary, open circuit breaker 21 to avoid very high current in the circuit . As a result, a large amount of energy is concentrated in a small volume of the molten material, which results in a local increase in the temperature in that material. Therefore, as a result of the convection flows formed, a very good stirring of the molten material is obtained, which enables a homogeneous mass of high quality to be obtained.

По-нататък са дадени конкретни примери, поясняващи прилагането на метода съгласно изобретението в пещта, която е описана по-горе и каквато е представена на приложените фигури.The following are specific examples explaining the application of the method according to the invention in the furnace described above and as presented in the accompanying figures.

Примерни изпълнения на изобретениетоEmbodiments of the invention

В пещта се внасят 1500 kg шихта със следния състав: 33% циркониев оксид, 50% алуминиев оксид, 14% силициев оксид и 3% алкална сол - натриев бикарбонат. Средният гранулометричен състав на шихтата варира от 0,5 mm до 15 cm (в диаметър).A 1,500 kg batch of the following composition is introduced into the furnace: 33% zirconium oxide, 50% aluminum oxide, 14% silica and 3% alkaline salt - sodium bicarbonate. The average particle size distribution of the mixture varies from 0.5 mm to 15 cm (in diameter).

Първоначално върховете 13 на електродите 4 и 5, които в случая са от графит, се доближават един до друг на нивото на твърдата маса, която е внесена предварително във ваната 1, като върховете 13 на електродите са частично покрити с част от шихтата, като са потопени в нея.Initially, the peaks 13 of the electrodes 4 and 5, which in this case are of graphite, approach each other at the level of the solid mass introduced in the bath 1, with the peaks 13 of the electrodes partially covered by part of the charge, being immersed in it.

След това се затваря прекъсвачът 22, като се внимава прекъсвачът 21 да бъде в отворено положение, и между електродите 4 и 5 се образува електрическа дъга.The switch 22 is then closed, making sure that the switch 21 is in the open position and an electric arc is formed between the electrodes 4 and 5.

Енергията на електродите е от порядъка на 300 kW. След около 5 min около върховете 13 на електродите 4 и 5 се получава определено количество стопена маса 24, достатъчна, за да бъде възможно свързването на късо на бобината 20, като се затваря прекъсвачът 21, и същевременно електродите постепенно се раздалечават един от друг.The electrode energy is in the order of 300 kW. After about 5 minutes around the peaks 13 of the electrodes 4 and 5, a certain amount of molten mass 24 is obtained, sufficient to allow the coil to be shortly connected 20 by closing the switch 21, and at the same time the electrodes are gradually separated from each other.

Тази течна маса 24 е електропроводима, електрическият ток протича следователно меж ду електродите 4 и 5 през стопената част 24 на шихтата. Общата продължителност на топенето е от порядъка на 45 min, а температурата е от порядъка на 2250°С.This liquid mass 24 is electrically conductive, and therefore the electrical current flows between the electrodes 4 and 5 through the molten portion 24 of the charge. The total melting time is in the order of 45 min and the temperature is in the range of 2250 ° C.

Така получената топлина е достатъчна за осъществяване на постепенното стапяне на шихтата, като междувременно разстоянието между електродите продължава да се увеличава до пълното стапяне на шихтата.The heat thus obtained is sufficient to effect the gradual melting of the charge, while in the meantime the distance between the electrodes continues to increase to the complete melting of the charge.

Други видове материали могат да се обработват в тази пещ по аналогичен начин.Other types of material can be treated in this furnace in a similar manner.

Става въпрос именно за материал, съдържащ 50% желязо и 50% кобалт; или 95% алуминиев оксид и 5% алкална сол; или 50% никел и 50% кобалт; за материал от бронз, месинг и т.н.It is precisely a material containing 50% iron and 50% cobalt; or 95% aluminum oxide and 5% alkali salt; or 50% nickel and 50% cobalt; for bronze, brass, etc.

Друг важен пример представлява топенето на стъклени отпадъци (“groisils”), като например регенеративно стъкло.Another important example is glass smelting ("groisils"), such as regenerative glass.

В този случай например се използват молибденови или графитни електроди.In this case, for example, molybdenum or graphite electrodes are used.

Тези отпадъци се подлагат на топене в пещ като тази, описана по-горе и представена на приложените фигури, заедно с остатъци от горене, съдържаща евентуално тежки метали. По-конкретно става въпрос за остатъците, съществуващи в твърдо състояние в пещите за изгаряне на отпадъци.These wastes are melted in a furnace such as the one described above and presented in the accompanying figures, together with residues from combustion containing possibly heavy metals. In particular, the residues that exist in the solid state in the waste incinerators are in question.

Следователно, от топенето се получава стъклен продукт, в който са включени посочените тежки метали и който може да се използва като базисен материал при производството на гранули, използвайки познати начини за оползотворяване на отпадъчни продукти, съдържащи тежки метали.Therefore, melting results in a glass product incorporating said heavy metals and which can be used as a base material in the production of granules using known methods for utilizing heavy metal containing waste products.

Топенето се извършва непрекъснато чрез поддържане на ваната 1 в наведено положение по такъв начин, че стопената стъклена маса да може да се излива чрез преливане през отвора 18 постепенно, с напредване на топенето, докато в същото време се добавя шихта във ваната през отвора 3 в свода на пещта.The melting is carried out continuously by keeping the bathtub 1 in a position so that the molten glass mass can be poured by pouring through the hole 18 gradually, with the melting progress, while at the same time adding a charge to the bathtub through the hole 3 in. the arch of the furnace.

Този непрекъснат процес може да се прилага и за всеки друг тип шихта.This continuous process can be applied to any other type of charge.

Методът съгласно изобретението така, както е описан по-горе, и електродъговата пещ за осъществяването на този метод имат пре димството, че не изискват вземане на никакви особени мерки по време на пускането или спирането на пещта.The method according to the invention as described above and the electric arc furnace for carrying out this method have the advantage that they do not require any special measures during the startup or shutdown of the furnace.

Така например, е възможно да се остави в пещта за втвърдяване една част от шихтата, която не е проводима, като се внимава електродите 4 и 5 да са в раздалечената позиция над стопилката, преди това втвърдяване, за да бъде възможно започването на процеса, така както е описано по-горе.For example, it is possible to leave a portion of the non-conductive charge in the curing furnace, taking care that the electrodes 4 and 5 are in the remote position above the melt, prior to curing, to allow the process to start, as described above.

От друга страна, могат да се регулират условията на работа на пещта, така че да се поддържа на повърхността на стените на ваната определен слой електростопен продукт 25, представляващ постоянна защита на вътрешните стени на ваната 1.On the other hand, the operating conditions of the furnace may be adjusted so that a certain layer of electrostatic product 25 is maintained on the surface of the bath walls, providing constant protection of the interior walls of the bath 1.

Пещта може да функционира както с постоянен ток, така и с моно- или трифазен ток.The furnace can be operated with either direct current or mono or three phase current.

Електродите 4 и 5 се монтират по такъв начин спрямо ваната 1, че да бъде възможно регулирането на ъгъла между тях в зависимост от нивото на шихтата. По този начин се държи сметка за това да може да се постигне определен наклон на електродите спрямо колоната 8 на Стойката 6 с относително значима амплитуда, най-вече благодарение на факта, че оста на наклоняване е достатъчно отдалечена от стената на пещта.The electrodes 4 and 5 are mounted in such a way relative to the bath 1 that it is possible to adjust the angle between them depending on the charge level. In this way, it is ensured that a certain tilt of the electrodes can be achieved with respect to the column 8 of the Stand 6 with a relatively significant amplitude, mainly due to the fact that the tilt axis is sufficiently far from the furnace wall.

От само себе си се разбира, че изобретението не се ограничава в частния случай на приложение, описан по-горе, и че доста варианти могат да бъдат предвидени, без да се излиза от рамките на настоящото изобретение.It goes without saying that the invention is not limited to the particular application described above, and that many variants can be contemplated without departing from the scope of the present invention.

Също така, могат да се използват всички видове електроди, използваеми при известните електродъгови пещи, включващи система от потопени електроди, а освен това, конструкцията на стойката 6 за електродите може да бъде с твърде разнообразни решения.Also, all types of electrodes that can be used in known arc furnaces, including a submersible electrode system, can be used, and in addition, the construction of the electrode stand 6 can be quite versatile.

Що се отнася до материала за топене, не само неговият химически състав може да бъде доста различен, но също така и гранулометричната характеристика. Може да става въпрос както за прахообразна смес, така и за големи късове, чийто диаметър е от порядъка на няколко десетки сантиметра.As for the melting material, not only its chemical composition can be quite different, but also the particle size distribution. It can be a powder mixture as well as large pieces with a diameter of about tens of centimeters.

Claims

A method for melting solid material (23), in particular a metal or ceramic mixture, for producing an electrostatic product in an arc furnace having at least two electrodes (4 and 5) between which peaks (13) an electric current is released and an electric arc is created whereby the tips (13) of the electrodes (4 and 5) touch the solid melting material (23) so that they converge with each other so that an electric current flows between them. , possibly in the form of an arc and begin melting of the solid material (23) adjacent to the electrode tips and this current then flows through the molten portion of the charge formed between the electrodes, characterized in that the electrode tips (13) are then gradually separated from each other as the melting of the solid material progresses (23) , ensuring that they remain in contact with the material (23) at all times and continue to flow between them.

Method according to claim 1, characterized in that during the melting the melting charge is gradually brought close to the electrodes (4 and 5) and more precisely between them, while at the same time removing the molten material (24). in such a way that a continuous process is carried out.

A process according to claim 1 or 2, characterized in that the melting is carried out in an oxidizing medium.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that it is stirred by convection before removing the molten material.

5. Electric arc furnace for producing an electrostatic product by melting a mixture of solid materials (23), in particular metal and ceramic charges, for applying the method of claim 1, comprising a bath (1), at least two electrodes ( 4 and 5) passing through the furnace wall (D) and means (20, 21, 22) for generating electrical current between the tips (13) of the electrodes (4 and 5), which the electrodes (4 and 5) are inclined relative to each other and moving relative to each other between an approximate and a distant position at which the vertices (13) touch each other in contact with each other or at a certain distance from each other and at all times in contact with the melting batch (23), allowing the intended means (9, 10, 11) to allow the peaks (13) to move continuously between these two positions, characterized in that the electrodes (4 and 5) are each mounted on a Stand (6) capable of being moved along their respective axis and tilted about one point outside the furnace (28) away from the wall (D). the furnace, and which electrodes (4 and 5) pass freely through the wall (1 ') through an opening whose incision is such, is formed around the electrodes (4 and 5) by an annular opening (19), wherein the angle a between the axes of the electrodes (4 and 5) can vary from 15 to 165 ° C and the bath (1) is closed at its upper part by vault (2), which provides an opening for insertion of the charge (23) into the bath (1).

A furnace according to claim 5, characterized in that each stand (6) is electrically insulated and consists of a base (7) on which a column (8) is attached, at the upper end of which, by means of a pivot joint representing the axis of rotation (28), an electrode holder (9) is connected, in which an electrode is secured in such a way that it can be moved and tilted to change the distance between the electrode tips (4 and 5).

A furnace according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the electrode supply circuit (4 and 5) consists of an induction coil (20) which can be connected in series with the electrodes (4 and 5), until are in the approximate position and may be short-circuited while the electrodes (4 and 5) are in the remote position.

A furnace according to claims 5 and 6, characterized in that means are provided for keeping the tub (1) in an inclined position during the melting of the charge in such a way as to ensure a constant removal of the molten material obtained, such as at the same time melting material is gradually introduced into the bath (1).