CZ284104B6 - Postup tavení starého železa v elektrické peci a zařízení pro provádění tohoto postupu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká elektrické pece vyhřívané stejnosměrným proudem pro tavení železné suroviny jako je staré železo s nádrží (1) uzavřenou snímatelným krytem (13), s alespoň jednou odtavnou elektrodou (5) procházející otvorem (16) krytu (13), s alespoň jednou nepohyblivou elektrodou (50) umístěnou na dnu (2) nádrže (1) a s alespoň jedním zdrojem stejnosměrného elektrického proudu, přičemž nádrž (1) je vymezena dnem (2) ve formě kyvety (21) a boční stěnou. Výška (H1) a příčný řez (S1) kyvetou jsou určeny funkcí pracovních podmínek tak, že kyveta (21) může obsahovat vsazené množství kovu po roztavení a výška (H2) boční stěny (12) nádrže (1) je taková, že nádrž (1) může obsahovat vsázku starého železa (7) dostatečnou k tomu, aby se při jedné tavné operaci tento kov roztavil. ŕ

Description

Elektrická pec, vyhřívaná stejnosměrným proudem, pro tavení železné suroviny jako je staré železo

Oblast techniky

Vynález se týká elektrické pece vyhřívané stejnosměrným proudem, pro tavení železné suroviny, zejména starého železa.

Dosavadní stav techniky

Již dlouho se používají elektrické obloukové pece pro výrobu oceli tavením starého železa nebo jiné železné suroviny, např. redukované rudy a jejich využívání se stále rozšiřuje.

Obvykle sestává elektrická oblouková pec z uzavřené tavné nádoby, která je v horní části opatřena snímatelným klenutým krytem a má jednu nebo více elektrod, napojených na zdroj elektrického proudu.

Tavná nádoba přechází ve spodní Části v miskovitou nístěj, vyloženou žáruvzdorným materiálem a z boční válcovité chlazené stěny, jejíž dolní část je napojena na horní okraj nístěje.

Každá elektroda je upevněna na konci ramene konzoly umístěné nad nádobou a proniká do ní vertikálně otvorem, uspořádaným v krytu.

K provedení tavby se nejprve sejme kryt a odstraní se elektrody, obvykle pootočením okolo osy. Staré železo se vpraví do pece pomocí sklopných věder nebo transportních košů, které se naplní a transportují nad pec pomocí mostového jeřábu, uspořádaného nad celým zařízením. Každé vědro nebo košík jsou opatřeny otevíratelným dnem, aby se obsah starého železa mohl vysypat do pece.

Do nádoby se tak z jednoho nebo několika košů dostane určité množství starého železa, tedy vsázka. Pec se poté uzavře a elektrody se zasunou do pece. Zavede se proud a elektrické oblouky mezi elektrodami a starým železem surovinu roztavují.

Roztavený kov vtéká do nístěje a vytváří lázeň, pokrytou vrstvou strusky. Obvykle je pec namontována kyvné na zaoblených podpěrách a kov se odlévá vychýlením nádoby nebo odpichovým otvorem, upraveným ve dnu nístěje, který se uzavírá zátkovou tyčí nebo vnější výlevkou.

Všechny tyto operace vedou k velikému opotřebení vrstvy vyložení nístěje žáruvzdorným materiálem, jehož stav se musí kontrolovat po každém odpichu a žáruvzdorné vyložení se periodicky opravuje nebo nahrazuje.

Staré železo může být do pece vsazeno za studená; to však vede k nadbytečné spotřebě elektrické energie při zvyšování teploty starého železa z teploty okolního prostředí na teplotu tání.

Z tohoto důvodu se obvykle dává přednost daleko lacinějšímu zdroji, který ohřívá staré železo ještě před jeho vsazením do pece. Jelikož tavení starého železa vede uvnitř pece ke vzniku značného množství velice horkých spalin, rekuperuje se často kalorická kapacita těchto spalin za účelem ohřevu starého železa předtím, než se vsadí do pece.

Byla již navržena četná řešení, jak tohoto cíle dosáhnout. Např. může být pec napojena na uzavřený obvod, uspořádaný na výstupu spalin, do kterého se umístí jeden nebo několik košíků,

- 1 CZ 284104 B6 které jsou připraveny pro vsázku. Tento obvod je vybaven velkorozměrnými dvířky, které se mají otevírat pokaždé, kdy se vsune nebo vysune košík se starým železem. Tyto manipulace však vedou ke snížení produktivity a k vnikání velkého objemu spalin do dílny při každém otevření dvířek.

Za účelem úspory pracovního času a zmenšení rizika znečišťování prostředí se vyskytly návrhy využít předehřívacího obvodu, který by byl mobilní a byl opatřen otvíráním dna, což může představovat zavážecí ústrojí, které se přesunuje mezi pozicí předběžného ohřevu vedle pece, kde je napojeno na výstup spalin a pozicí zavážení nad pecí.

Přihláška EP 0514.526 téhož přihlašovatele popisuje např. zařízení tohoto typu, zdokonalené takovým způsobem, že byly zjednodušeny obvody plynu a byla zmírněna rizika znečištění.

V každém případě je však třeba sejmout klenutý kryt pro vsazení předehřátého starého železa a není možno se přitom vyhnout velkému úniku spalin, zrovna tak jako vystřikování oceli a strusky, pokud není v okamžiku zavážení starého železa nádoba prázdná.

Množství tekutého kovu, které je třeba v peci vyrobit před odpichem, vyžaduje roztavení několika vsázek, jež se do pece postupně zavádějí; z toho plyne, že nádoba musí být otevírána dosti často, což jen zvyšuje riziko znečištění.

Obvykle jsou rozměry elektrické pece stanoveny vzhledem k žádoucí produkci a kapacitě elektrického proudu, která je k disposici. Každá tavba je spojena s různými operacemi a vyžaduje obvykle naklápění pece a tím také zastavení jejího chodu. V zájmu zvýšení produktivity existuje tedy zájem na snížení počtu taveb během jednoho pracovního dne.

Na druhé straně se ocel, vyráběná v peci, používá zejména v zařízeních pro kontinuální lití, jejichž kapacity jsou větší a vyžadují odpich velkého množství kovu v jedné operaci.

Z tohoto důvodu bylo tedy nutno zvýšit kapacitu elektrických pecí, které jsou nyní konstruovány pro produkci 100 až 150 tun oceli při každém odpichu.

Rozměry nádoby však normálně neumožňují zavádět najednou do pece potřebné množství starého železa pro odpich 120 tun nebo i více vzhledem ktomu, že existuje velký rozdíl mezi hustotou starého železa a hustotou tekutého kovu.

U známých zařízení se provádí odpich takto:

První várka starého železa se nejprve předehřeje, poté zavede do pece, jejíž klenutý kryt byl sejmut. Pak se pec uzavře a elektrody se uvedou v činnost. Během této doby se předehřeje další vsázka spalinami, vystupujícími z pece.

Po roztavení první vsázky se znovu otevře klenutý kryt a předehřátá druhá vsázka se zavede do nádoby na první lázeň z roztaveného kovu. Pak se kryt znovu uzavře s přistoupí se k tavbě druhé vsázky.

Roztavený kov se shromažďuje vnístěji a připojí se k první vsázce. Tak se postupně roztaví potřebný počet vsázek pro odpich. Manipulace se starým železem a otevírání klenutého krytu představují ztrátu času a tepla a zmenšují tak výkon celého zařízení. Jak je již výše uvedeno, existuje tu však riziko znečištění v důsledku úniku spalin.

Za účelem překonání této nevýhody se vyskytl návrh přechovávat určité množství starého železa v obvodu o velkých rozměrech, který ústí přímo do nádrže a je naplněn spalinami, čímž se staré železo předehřívá a postupně zavádí do pece, aniž je třeba pec otevírat.

-2CZ 284104 B6

Dokument FR-A-2,498,309 stejného přihlašovatele popisuje např. obloukovou pec, která se otevírá vzadu do komory, z níž vystupují spaliny a do které se vpraví velké množství starého železa, jež se může postupně dopravovat do kovové lázně.

Dokument WO 91/18120 popisuje zařízení obsahující dvě pece, z nichž každá má svůj kryt, na kterém je upravena boční komora, ústící na stěnu pece bočním otvorem a vytvářející tak kanál, ve kterém se skladuje určité množství starého železa, jež se přivádí do horní části kanálu a pak postupně klesá do kovové lázně poté, kdy se předehřeje spalinami, unikajícími tímto kanálem.

Taková uspořádání však přece jen komplikují využívání pece. I když se používá velkorozměrná komora pro uskladnění starého železa, je zapotřebí periodicky otevírat pec za účelem zavedení dalšího množství starého železa během tavby a nelze zcela vyloučit riziko úniku spalin.

Podstata vynálezu

Vynález se týká zdokonalení obloukové pece, které vede k odstranění shora uvedených nevýhod.

Předmětem vynálezu je tedy elektrická pec vyhřívaná, stejnosměrným proudem, za účelem roztavení železné suroviny jako je staré železo, z sestávající nádoby, uzavřené v horní části snímatelným krytem, který umožňuje zavádění vsázky materiálu k roztavení, z alespoň jedné odtavné elektrody, umístěné ve středu nádoby a vertikálně posuvné směrem dovnitř nádoby otvorem v krytu, dále z alespoň jedné nepohyblivé elektrody, umístěné ve dnu nádoby, a alespoň jednoho kontinuálního zdroje energie, jehož dva póly jsou napojeny vždy na jednu z elektrod, přičemž dno této nádrže je opatřeno povlakem z žáruvzdorného materiálu a tvoří nístěj se zvýšeným okrajem a maximální hloubkou, maximálním příčným řezem a boční stěnou, upravenou v prodloužení okraje nístěje, čímž se vymezuje válcovitý prostor o příčném řezu stejném jako maximální řez nístějí.

Podle vynálezu jsou hloubka a příčný řez nístěje určeny se zřetelem k metalurgickým požadavkům tak, aby nístěj mohla obsahovat množství roztaveného kovu z vložené suroviny, pročež boční stěna dosahuje takové výšky, aby - vzhledem k rozdílným hustotám starého železa a roztaveného kovu - válcovitý prostor vymezený touto boční stěnou, mohl obsahovat odpovídající vsázku železné suroviny a poskytl tak v jediné tavné operaci požadované množství roztaveného železa.

Vynález navazuje na nedávný vývoj techniky u pecí, vyhřívaných stejnosměrným proudem, a je zejména zaměřen na zvýšení kapacity jejich výroby.

Je známo, že charakteristiky jsou tavné pece určeny v podstatě žádoucí celkovou produkcí a elektrickým výkonem, který je k disposici.

Dříve se pokládalo za užitečné vyhřívat elektrickou pec o velké kapacitě střídavým proudem a používat tři odtavné grafitové elektrody. Od určité doby však přihlašovatel díky několika zdokonalením může využívat stejnosměrný proud i pro výrobu ve velkém měřítku, např. od 100 do 150 tun najeden odpich; tento způsob napájení vykazuje přitom četné výhody.

U pece napájené střídaným proudem jsou elektrody, mezi kterými vznikají oblouky, podrobeny magnetickým a mechanickým, více či méně stochastickým silám. Naproti tomu lze u pece na stejnosměrný proud lépe kontrolovat magnetické působení. Opatření, popsaná zejména v patentech FR 2.602.320 nebo 2.602.351. stejného přihlašovatele, umožňují kontrolovat směr elektrických oblouků.

-3 CZ 284104 B6

Navíc je při využívání stejnosměrného proudu, a to i při velkých intensitách, možné používat jedinou elektrodu o velkém průměru, která je odolnější a méně namáhaná v důsledku toho, že staré železo při vpravování do pece padá směrem dolů. Bylo shledáno, že je možné připustit daleko hlubší proniknutí elektrody do nádoby, aniž se riskuje její porušení, protože poměr mezi volnou délkou elektrody a jejím průměrem může být až deset. Tak je možné vytvořit nádobu o dostatečné výšce, aby mohlo být do pece vpraveno železo o takovém objemu které při jednom odpichu poskytne žádoucí množství kovové taveniny, která postačí i pro výrobu ve velkém měřítku.

Není již tedy vůbec nutné otevírat kryt pece mezi dvěma operacemi tavby, protože se vzázka provádí najednou. Tepelné ztráty se tak vyloučí a riziko znečištění se snižuje.

V praxi je tedy výška boční stěny taková, aby objem jí vymezený byl šestkrát až dvanáctkrát větší než je kapacita nistěje, odpovídající množství roztaveného kovu.

Tepelný výkon se rovněž zlepší tím, že vsázka starého železa zůstává delší dobu uvnitř pece v kontaktu se spalinami, které unikají otvorem v krytu.

Navíc - podle dalšího charakteristického znaku vynálezu - je nádoba pece vybavena přídavnými vyhřívacími prostředky, které umožňují předehřívání vsázky uvnitř nádoby. Vsázku lze tedy za studená vpravit do pece, což snižuje riziko úniku znečišťujících látek.

Podle prvního provedení se postupuje při tavbě ve dvou fázích tímto způsobem,

Po zavedení vsázky starého železa do nádoby o velikosti, která odpovídá jedné tavbě a po uzavření krytu se vsázka předehřeje přívodem tepelné energie do pece. V první fázi postupu není pec napojena na zdroj proudu a odtavná elektroda je vytažena nad kryt; vstupní otvor je krytem uzavřen. V druhé fázi postupu se roztaví předehřáté staré železo zavedením elektrody do nádoby, při čemž je pec samozřejmě napojena na zdroj elektrického proudu.

Přívod tepla, nezbytného k předehřívání materiálu se s výhodou provádí přídavnými topnými prostředky uspořádanými na obvodu nádoby např. jedním nebo několika hořáky umístěnými na obvodu nádoby a směrovanými k základně boční stěny.

Nad spojením boční stěny se dnem je však také možno upravit alespoň jedno potrubí pro vstup horkých spalin napojené na spalovací komoru, vybavenou hořákem.

Je třeba poznamenat, že přídavné vyhřívací prostředky uspořádané na obvodu nádrže mohou být v činnosti během tavby elektrickým obloukem.

Podle dalšího provedení lze však první fázi předehřívání vyloučit a zavést proud ihned po vpravení vsázky do nádoby a uzavření krytu. Odtavná elektroda sestupuje postupně do nádoby se starým železem, střední část vsázky se roztavuje tak, jak elektroda postupuje, zatímco prstencovitá část vsázky u boční stěny se ohřívá pomocí horkých spalin z hořáků, umístěných na základně boční stěny, které stoupají podél stěny směrem vzhůru a unikají výstupním otvorem, upraveným v krytu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude možno lépe pochopit z dalšího podrobného popisu určitých způsobů provedení vynálezu, které se dále uvádějí jako příklad na připojených výkresech,

-4CZ 284104 B6

- obr. 1 je schematický pohled v řezu na elektrickou pec, zdokonalenou podle vynálezu,

- obr. 2 je schematický pohled v řezu na další variantu provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Tavná pec klasického typu sestává z nádoby 1 s dnem 2, pokrytým žáruvzdorným materiálem, který tak vytváří miskovitou nístěj 1, na niž je dále napojena boční stěna 12, uzavřená snímáte Iným krytem 13.

Pec je s výhodou upravena jako kyvná tak, ze dno 2 je namontováno na podstavci 10, umístěném na pevné základové desce, na níž spočívá zaoblenými opěrami. Pec je dále vybavena obvyklým zařízením pro odpich roztaveného železa a strusky.

Dále může být pec vybavena dvojím vyústěním pro odpich, a to na jedné i druhé straně, jimiž se provádí odpich oceli a odstranění strusky při vychýlení pece dopředu a dozadu.

Jak je na obrázcích znázorněno, je možno také použít odpichový otvor, uspořádaný ve dnu nístěje 21, a uzavřený výlevkou 22'; na druhé straně je pec vybavena otvorem pro odstranění strusky 23.

V tomto případě může být nístěj. 21 napojena na vertikální stěnu z žáruvzdorného materiálu, což umožňuje shromáždit velké množství roztaveného kovu, aniž se příliš zvětší průměr nístěje 21.

Jak bylo popsáno, pec je napájena stejnosměrným proudem a vybavena jedinou odtavnou elektrodou 5, představující katodu, která může vertikálně sestupovat do nádoby a dále ještě jednou nebo několika nepohyblivými elektrodami 50. představujícími anodu, které jsou umístěny v nístěji 21. Tyto elektrody 5, 50 jsou propojeny vodičem 54 se dvěma svorkami, a to zápornou a kladnou se zdrojem stejnosměrného proudu.

Elektroda 5, která je známým způsobem, neznázoměným na obrázcích, posuvně uspořádána na vnější podpěře, jako je otočné rameno, jež nese rovněž vodič, a zavádí se vertikálně do pece otvorem 16, uspořádaným v krytu 13.

Když se elektroda 5 vytáhne, může se otvor 16 velmi těsně uzavřít snímatelným uzávěrem 17.

Kryt 13 je vybaven alespoň jedním otvorem 14, prodlouženým v kanál 15, který může být napojen na výpustný obvod plynů a spalin, vytvářených v peci.

Elektroda 5 postupně sestupuje tak, jak se okolo ní taví staré želeno 3 a roztavený kov tvoří kapalnou lázeň 31, která se shromažďuje v nístěji 2L Ze známých důvodů je lázeň 31 pokryta vrstvou strusky 32.

Tekutý kov se může hromadit v nístěji 21 až do úrovně A, která - jak je znázorněna v příkladu se nachází mírně pod otvorem pro vyprázdnění strusky 23 vzhledem k tloušťce vrstvy strusky 32 pokrývající lázeň.

Když je nístěj 21 naplněna kovem až po tuto úroveň A, tekutý kov se vypustí otvorem 22 tak, že se otevře výlevka 22'. kterou může být posuvný uzávěr.

Jak je výše uvedeno, produktivita celého zařízení a zejména pak počet odpichů, které je možno každý den uskutečnit, závisí na kapacitě pece ajejích rozměrech, jež však není možno zvolit zcela náhodně.

-5CZ 284104 B6

Při každém odpichu záleží množství vyrobené oceli na kapacitě nístěje 21, ve které se shromažďuje kov, toto množství tedy vlastně závisí na profilu nístěje 21, jejím příčném řezu S1 a výšce h maximální úrovně A nad nejnižším bodem nístěje 21.

Zákazník však může zcela obecně určit žádoucí rozsah výroby, dále požadavky na zařízení umístěné před pecí, pokud jde o potřebu tekuté oceli, např. zařízení na kontinuální lití, dále elektrický výkon, jenž je k disposici a počet odpichů, které mají být uskutečněny v jednom pracovním dnu.

Z toho se vypočítá množství kovu, které má být při každém odpichu vyrobeno a na jeho základě pak i kapacita nístěje 21, kde se má kov shromažďovat.

Aby však bylo možno přesně zvolit rozměry nádrže, umožňující dosáhnout žádoucí kapacitu, je nutno dodržet určité parametry. Např. je zejména nutné respektovat určitý vztah mezi hloubkou lázně a průměrem nístěje 21. Tato hloubka musí být zejména dostatečná k tomu, aby se v daném případě umožnilo promíchání kovu, vhánění plynu nebo jiných produktů potrubím např. za účelem rafinace po roztavení.

Kovová lázeň se však vždy pokryje vrstvou strusky a není možno zvětšovat povrch oceli kontaktem se struskou a tím i příčný řez horní části nístěje 21.

Dále je pec umístěna na podstavci umožňujícím sklopení; a okolo pece je rozmístěno mnoho navazujících zařízení. Je tedy nutno co nejvíce omezit její naplnění atak vymezit příčný řez S1 nístěje 21, její profil, maximální hloubku lázně a celkovou výšku dna 2.

Jak jsme již uvedli, boční stěna 12 nádoby 1 má příčný řez S2 totožný s maximálním příčným řezem S1 nístěje 21, který byl takto definován v důsledku funkce různých metalurgických požadavků.

Vzhledem k výšce H1 horního okraje nístěje 21 nad jejím dnem 24 je možné určit výšku H2 boční stěny 12 tak, že celkový objem starého železa, které může být vpraveno do nádoby 1, představuje alespoň šestinásobek kapacity tekutého kovu v nístěji 21.

Tento objemový vztah závisí na profilu nístěje 21. V praxi je výška volného objemu nad lázní až ke krytu 13 alespoň čtyřnásobná než maximální výška kovu h v nístěji 21.

Není však možno zvyšovat příliš volnou délku elektrody 5 pronikající dovnitř nádrže vstupním otvorem 16. Aby elektroda vykazovala dostatečný odpor, může být poměr této délky L k průměru d elektrody až deset.

Obecně řečeno, použití jediné elektrody, která vstupuje do nádrže a tím způsobuje tavení ve středu vsázky starého železa, vyloučí rizika jejího porušení, jelikož elektroda je namáhána téměř symetricky. V tomto případě může být poměr objemu starého železa k roztavenému kovu až dvanáct, ale s výhodou se bude pohybovat mezi osmi až deseti.

Na obrázcích je možno vidět, že se pec podle vynálezu odlišuje od klasických pecí výškou boční stěny 12, navazující na dno 2, a tím i velkým objemem starého železa 3, které lze vpravit do nádrže najednou.

Dále je důležitým význakem vynálezu, že pec je vybavena samostatnými prostředky pro přívod tepla jako je hořák 4, směřující ke spodní části boční stěny 12 a, nad horní okraj dna 2.

Je velmi výhodné použít několik hořáků 4, rozmístěných na obvodu stěny ]_2.

-6CZ 284104 B6

Každý hořák 4 je napojen na přívod paliva, jako je zemní plyn, propan-butan nebo uhlí, a na přívod látky, podporující hoření, jako je vzduch nebo kyslík, při čemž příslušná průtoková množství mohou být za účelem kontroly stechiometrického poměru plamene, regulována.

Dále je výhodné upravit nádobu 1 tak, aby byla uzavřena velmi těsně během tavení. Obvykle se užívá otvor o velkých rozměrech pro odstranění strusky, který je uzavřen jednoduchými dvířky; v tomto řešení se dává přednost redukovat otvor jen na rozměry dostatečné k tomu, aby se struska odstranila a otvor se dal utěsnit. Jak již bylo uvedeno v přihlášce WO 92.19594 stejného přihlašovatele, je možno tak lépe udržovat rovnováhu tlaku, vyloučí se vstup vzduchu a zlepší se 10 energetická bilance pece.

Díky celému souboru těchto opatření je možno uskutečnit předehřátí starého železa uvnitř pece, i když se užívá izolované pece.

Jak jsme již výše uvedli, považovalo se až dosud za vhodné rekuperovat pro předehřátí starého železa teplo spalin tím, že by spaliny procházely obvodem umístěným vedle pece nebo by se využívalo dvou pecí, které by střídavě pracovaly za účelem předehřívání a tavení spolu s recyklací spalin z jedné pece do druhé.

Díky vynálezu je však možné uskutečnit v peci předehřívání a tavení ve dvou postupných etapách stím, že pec může obsahovat veškeré potřebné staré železo k jednomu odpichu a může být vybavena i hořáky.

Po naplnění pece žádoucím objemem starého železa 3 se kryt 13 uzavře, hrdlo 15 vypouštěcího 25 vedení se otevře a zapálí se hořák 4.

V této první předehrivací etapě je elektroda 5 nad krytem 13 a vstupní otvor 16 je uzavřen uzávěrem 17, jak je znázorněno na obr. 2.

Staré železo 3, které naplňuje pec 1 do dosti velké výšky, se tak předehřívá pomocí hořáků 4 a horké plyny stoupají vsázkou a unikají hrdlem 15 spolu s plynnými sloučeninami ze starého železa.

Je třeba poznamenat že díky využití samostatného prostředku pro předehřátí vnitřku pece se 35 plynné sloučeniny, které jsou často toxické, zcela rozpustí ve spalinách, vytvářených hořáky 4, přičemž může být průtok plynu, vystupující hrdlem 15, je značně redukován a upravován specielními prostředky, které jsou přizpůsobeny toxické povaze sloučenin.

Když se staré železo ohřeje na dostatečnou teplotu, předehřívání se zastaví a nastává druhá etapa 40 postupu - tavení.

Uzávěr 17 se otevře, aby mohla elektroda 5 vniknout do nádoby. Vzhledem k tomu, že otvor 16 vykazuje relativně menší řez oproti krytu, je množství spalin, které v této chvíli může uniknout, zcela minimální a to tím spíše, že se elektroda 5 okamžitě zavádí do otvoru. Rizika znečištění 45 jsou tedy velice redukována a vyloučí se rovněž ochlazení prostoru, které se nezbytně vyskytuje u klasických zařízeni když se staré železo předem zahřívá, transportuje a pak vyklápí do pece.

Jakmile se odtavná elektroda 5 dostane do kontaktu se starým železem, je napojena na zdroj elektrické energie, zrovna tak jako nepohyblivá elektroda 50; vytvoří se tedy kontakt pomocí 50 starého železa 3 a eventuelně i pomocí základu roztaveného kovu 31 ve dnu nístěje 21.

Elektrické oblouky se vytvářejí mezi elektrodami a starým železem, které je obklopuje a které se postupně taví v nístěji 21, do níž pomalu klesá elektroda 5, jak je znázorněno na obr. 1.

-7CZ 284104 B6

Vsázka starého železa 3 tak zahrnuje střední část 33 v bezprostřední blízkosti elektrody 5, ve které je staré železo udržováno na velice vysoké teplotě elektrickými oblouky a dále prstencovitou část 34, která se rozkládá okolo boční stěny 12. Teplo vydávané ve střední části 33 se přenáší a vyzařuje do prstencovité části 34, která je také vyhřívána konvexí díky proudění spalin, unikajících hrdlem 15.

Je možné a také výhodné uvést do činnosti hořáky 4, aby se tak ještě zvětšila teplota plynů v prstencovité části 34.

Vzhledem k tomu, že výška vsázky starého železa je značná, největší její část je popsaným způsobem prohřívána, když elektroda 5 sestupuje a teplota starého železa se ještě zvyšuje v důsledku roztavení železa v tavné lázni.

Tento postup je možno přirovnat k postupu, který probíhá u pecí s boční skladovací komorou, jak jsme v předchozím textu popsali. U provedení podle vynálezu však dochází k tomu, že se ohřev a tavení vztahuje jen na vsázku nutnou pro tavbu a zavádí se do pece najednou jako celek.

Celá tavba se tedy provádí za zvláště ekonomicky výhodných podmínek.

Díky těmto opatřením je tedy možno také vynechat etapu předehřívání a uspořit tak čas tím, že se elektroda 5 ihned po uzavření pece spustí do starého železa. Elektrický výkon se tak využije jak pro tavení střední části 33, obklopující elektrodu 5, tak pro předehřívání prstencovité části 34. která však představuje převážné množství vsázky ajejíž ohřev je ze značné části zajišťován hořáky, při čemž spaliny unikají hrdlem 15.

Je zřejmé, že se vynález nevztahuje jen na shora popsané detaily provedení, neboť existují další jeho varianty, které spadají do rozsahu ochrany vymezené připojenými patentovými nároky.

Vynález lze zejména využít i u jiných typů elektrických pecí, a to zejména u pece, jejíž boční část může být jednoduchým způsobem modifikována tak, aby se mohly uplatnit prostředky definované patentovými nároky.

Na druhé straně je možno využít další samostatné prostředky, pro přívod tepla za účelem předehřátí např. elektrické odpory.

Vztahové značky označující jednotlivé konstrukční prvky, uváděné v patentových nárocích, mají za účel usnadnit porozumění a nikterak neomezují rozsah patentových nároků.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (6)

1. Elektrická pec, vyhřívaná stejnosměrným proudem, pro tavení železné suroviny jako je staré železo, sestávající z nádoby (1), uzavřené v horní části snímatelným krytem (13) pro zavádění vsázky suroviny (7) k tavení, z alespoň jedné odtavné elektrody (5), umístěné v ose nádoby (1) a vertikálně posuvné dovnitř nádoby (1) s alespoň jedním otvorem (16) v krytu (13), z alespoň jedné nepohyblivé elektrody (50) umístěné na dnu (2) nádoby (1), a z alespoň jednoho zdroje stejnosměrného proudu, jehož dva póly jsou napojeny na odtavnou elektrodu (5) a nepohyblivou elektrodu (50), přičemž dno (2) nádoby (1) je vyloženo žáruvzdorným materiálem a vytváří nístěj (21) se zvýšeným okrajem (22) o výšce (Hl) a maximálním příčném řezu (Sl) a boční stěna (12) nádoby (1), navazující na okraj (22) nístěje (21), vymezuje válcovitý prostor o příčném řezu (S2)

-8CZ 284104 B6 totožném s maximálním řezem (S1) nístěje (21), vyznačená tím, že boční stěna (12) nádoby (1) vymezuje objem nádoby (1) šestkrát až dvanáctkrát větší než je kapacita nístěje (21), odpovídající kovu, roztaveného z vsazeného množství.

2. Elektrická pec podle nároku 1, vyznačená tím, že je napojena na jedinou odtavnou elektrodu (5), vnikající do pece v délce (L) od krytu (13), přičemž poměr mezi délkou (L) a průměrem elektrody (5) nepřesahuje 10.

3. Elektrická pec podle jednoho z předchozích nároků 1 a 2, vyznačená tím, že nádoba (1) pece je napojena na přídavné vyhřívací prostředky pro předehřátí vsázky uvnitř nádoby (1).

4. Elektrická pec podle nároku3, vyznačená tím, že přídavné vyhřívací prostředky jsou tvořeny alespoň jedním hořákem uvnitř nádoby (1) u paty boční stěny (12).

5. Elektrická pec podle jednoho z nároků 3a 4, vyznačená tím, že přídavné vyhřívací prostředky jsou tvořeny nejméně jedním vstupním hrdlem pro horké plyny, vznikající uvnitř nádoby (1) právě nad spojením boční stěny (12) s dnem (2).

6. Elektrická pec podle nároku 5, vyznačená tím, že vstupní hrdlo pro horké plyny je spojeno se spalovací komorou, vybavenou hořákem a zásobovanou topným plynem.