DE1090696B

DE1090696B - Poking device for electrode reduction ovens

Info

Publication number: DE1090696B
Application number: DEE11741A
Authority: DE
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1954-12-24
Filing date: 1955-12-23
Publication date: 1960-10-13

Description

Stochervorrichtung für Elektroden-Reduktionsöfen Beim BetriebvonElektroden-Reduktionsöfen tauchen die Elektroden im allgemeinen in die feste Beschickung ein. Der Schmelzvorgang erfolgt hauptsächlich in der Umgebung des unteren Teils der Elektroden. Hier bilden sich Schmelzkrater, durch welche die Hauptmenge der Beschickung während des Schmelzens hinabsinkt. Form und Größe der Schmelzkrater sind bei den einzelnen Schmelzverfahren verschieden und außerdem von der Ofenbelastung, Stellung der Elektroden usw. abhängig. In der Regel sind die Krater oben eng und weiten sich gegen den Boden hin aus, wie in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Diese Figur veranschaulicht besonders die Verhältnisse in einem Reduktionsofen für die Erzeugung von Ferrosilizium und anderen Ferrolegierungen.Poking device for electrode reduction furnaces When operating electrode reduction furnaces The electrodes are generally immersed in the solid charge. The melting process occurs mainly in the vicinity of the lower part of the electrodes. Form here melt craters through which the bulk of the charge occurs during melting descends. The shape and size of the melting craters depend on the individual melting processes different and also dependent on the furnace load, position of the electrodes, etc. Usually the craters are narrow at the top and widen towards the bottom, like shown in Fig. 1 of the drawing. This figure particularly illustrates the situation in a reduction furnace for the production of ferro-silicon and other ferro-alloys.

Für einen regelmäßigen und wirkungsvolleq,Betrieb eines Ofens ist es von größter Bedeutung, daß die Beschickung gleichmäßig und sicher in die Schmelzzone im unteren Teil des Kraters hinabsinkt. Bei manchen Reduktionsprozessen, z. B. bei der Ferrosiliziumerzeugung, bilden. sich oft Krusten oder Brücken aus zusammengesintertem Material an oder über dem verengten Teil des Kraters. Die Beschickung schmilzt dann unter den Brücken. ein, und es entstehen dadurch Hohlräume, in denen sich das Ofengas sammelt, wobei der Gasdruck allmählich so zunimmt, daß schließlich das Gas die Beschickung durchbricht und explosionsartig entweicht. Der Ofen bläst. Diese zum Teil gewaltsamen Eruptionen haben große Verluste an Beschickungsmaterial und Energie zur Folge: gleichzeitig wird auch. der Ofen mit seiner Ausrüstung großen Beanspruchungen ausgesetzt. Es ist deshalb erforderlich, die Beschickung durch Stochern oder dergleichen Maßnahmen zu bearbeiten, um ein gleichmäßiges Hinabsinken in den Schmelzkrater zu erzielen.For a regular and effective operation of a stove is It is of the utmost importance that the feed is uniform and safe in the melt zone descends in the lower part of the crater. In some reduction processes, e.g. B. at of ferrosilicon production. often crusts or bridges from sintered together Material on or above the narrowed part of the crater. The feed then melts under the bridges. a, and this creates cavities in which the furnace gas is collects, the gas pressure gradually increasing so that eventually the gas takes the feed breaks through and escapes explosively. The stove blows. These are partly violent Eruptions result in great losses of feed material and energy: at the same time will also be. the furnace and its equipment are exposed to great stress. It is therefore necessary, the loading by poking or similar measures to work in order to achieve a uniform sinking into the melt crater.

Es ist bekannt, daß ein solches Stochern in geschlossenen Öfen dadurch ausgeführt werden kann, daß man eine Anzahl von Stochervorrichtungen durch das Ofengewölbe einführt. Jede Stochervorrichtung kann dann aus einem Stempel bestehen, der mit Hilfe eines Druckmediums durch einen in einem Zylinder laufenden Kolben vorwärts getrieben wird.It is known that such poking in closed ovens thereby can be carried out by placing a number of poking devices through the furnace vault introduces. Each poking device can then consist of a stamp with With the help of a pressure medium through a piston running in a cylinder forward is driven.

Die Stochervorrichtung für elektrische Reduktionsöfen gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Hohlzylinder, der im Umkreis der Elektrode parallel zur Elektrodenachse hin- und herbeweglich ist und den unteren Teil der Eelektrodenfassung umschließt, aber nicht an ihr anliegt. Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, die Beschickung um die Elektroden herumzustochern, indem man die Vorrichtung auf- und abwärts bewegt. Beim Abwärtsbewegen der Vorrichtung wird sie gegen die der Elektrode zunächst liegende Beschickung gepreßt, und zwar gerade an der Stelle, an der eine möglicherweise gebildete Kruste oder Brücke am schwächsten ist. Bei der nachfolgenden Hubbewegung der Vorrichtung wird neue Beschickung, an der Unterseite der Vorrichtung entlanggleitend, unter deren unterer Begrenzung herab-rutschen. Diese Beschickung wird dann beim nächsten Senken der Vorrichtung in den Krater hinabgedrückt. Diese Vorgänge lassen sich in beliebiger Folge und Häufigkeit wiederholen. Auf diese Weise erzielt man ein gleichmäßiges Einschmelzen und eine gleichmäßige Gasentwicklung.The poking device for electric reduction furnaces according to the invention consists essentially of a hollow cylinder that is parallel around the electrode to the electrode axis is reciprocable and the lower part of the electrode holder encloses, but does not lie against it. With such a device it is possible poke the charge around the electrodes by opening the device and moved downwards. As the device moves down, it becomes against that of the electrode initially lying loading pressed, precisely at the point at which one any crust or bridge that may have formed is the weakest. In the following Lifting movement of the device is new feed, at the bottom of the device sliding along, sliding down below the lower limit. This loading is then pushed down into the crater the next time the device is lowered. These Processes can be repeated in any sequence and frequency. In this way uniform melting and gas development are achieved.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Zylinder, mit dem gestochert wird, und der Elektrode bzw. der Elektrodenfassung eine Abdichtung vorgesehen. Durch diese wird ein Abströmen des Ofengases zwischen Zylinder und Elektrode bzw. Elektrodenfassung vermieden. Wenn die Stochervorrichtung mit einer Gasabführungsleitung versehen ist, kann sie gleichzeitig als Gassammelbehälter dienen. Die Gasabführungsleitung kann am Zylinder angebracht sein; es ist aber auch möglich, am Oberteil des Zylinders eine Erweiterung vorzusehen und hieran ein Gasableitungs.rohr anzuordnen. Selbstverständlich muß dann die Abdichtung sich auch über die Erweiterung erstrecken. Das Gasableitungsrohr, das vom Zylinder bzw. von der am Oberteil des Zylinders vorgesehenen Erweiterung ausgeht, kann gegebenenfalls teleskopartig ausgebildet sein.According to one embodiment of the invention is between the cylinder, with which is poked, and the electrode or the electrode holder a seal intended. This causes the furnace gas to flow out between the cylinder and the electrode or electrode holder avoided. If the poking device with a gas discharge line is provided, it can also serve as a gas collection container. The gas discharge line can be attached to the cylinder; but it is also possible on the upper part of the cylinder to provide an extension and to arrange a gas discharge pipe on it. Of course the seal must then also extend over the extension. The gas discharge pipe, that of the cylinder or of the extension provided on the upper part of the cylinder goes out, can optionally be designed telescopic.

Es ist bekannt, daß stationäre zylinderförmige Gassammelbehälter verwendet werden, die jede Elektrode umgeben und oben gegen die Elektrodenfassung gedichtet sind. Es ist jedoch nicht bekannt, daß ein Gassammelbehälter und eine Stochervorrichtung kombiniert werden können, indem man einen Gassammelbehälter in vertikaler Richtung beweglich macht.It is known to use stationary cylindrical gas collecting containers surrounding each electrode and sealed against the top of the electrode socket are. However, it is not known that a gas collection container and A poking device can be combined by making a gas collection container makes movable in the vertical direction.

Sehr zweckmäßig ist es, den Zylinder mit Wasser zu kühlen. Zu diesem Zweck wird er als Doppelmantel mit den entsprechenden Anschlüssen für die Zu- und Ableitung des Kühlwassers und gegebenenfalls Leitblechen, welche eine gleichmäßige Kühlung bewirken sollen, ausgebildet.It is very useful to cool the cylinder with water. To this Purpose it is as a double jacket with the appropriate connections for the inlet and Drainage of the cooling water and, if necessary, baffles, which ensure a uniform Should cause cooling, trained.

Es ist auch möglich, den Zylinder - sei es, daß er massiv ist, sei es, daß er einen wasserkühlbaren Doppelmantelkörper darstellt - mit einem isolierenden Belag an seinem Außenumfang zu versehen.It is also possible for the cylinder - be it that it is massive or that it is it is that it represents a water-coolable double-jacket body - with an insulating one To provide covering on its outer circumference.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Zylinders besteht darin, daß dessen Unterseite ein- oder beiderseitig abgeschrägt ist, so daß der Zylinder beim Stochervorgang mit einer ringkeilförmigen Unterseite auf das unter ihm befindliche Gut trifft. Besonders vorteilhaft ist ein Zylinder mit einer zur Elektrode hin gewandten Abschrägung der Unterseite. Durch eine solche Ausgestaltung wird das Gut gegen die Elektrode hin getrieben. Auf diese Weise wird eine Gutförderung nicht nur in vertikaler, sondern in bezug auf die Elektrode auch in radialer Richtung erreicht.An advantageous embodiment of the cylinder is that its Underside is beveled on one or both sides, so that the cylinder during the poking process hits with a wedge-shaped underside on the goods located below it. A cylinder with a bevel facing towards the electrode is particularly advantageous the bottom. With such a configuration, the material is against the electrode driven there. In this way, a good conveyance is not only vertical, but with respect to the electrode is also achieved in the radial direction.

Die Bewegung der Stochervorrichtung muß den Verhältnissen der verschiedenen Reduktionsöfen bzw. den mit unterschiedlichen Materialien beschickten Reduktionsöfen angepaßt werden. Im allgemeinen ist es am günstigsten, wenn die Stocheraorrichtung auf-und abwärts bewegt wird. Der Hub wird je nach Stückgröße der Beschickung, Art und Dicke der Kruste und anderen Gegebenheiten eingestellt. In vielen Fällen lassen sich auch gute Ergebnisse erzielen, wenn man die Stochervorrichtung vibrieren läßt. Die Bewegungen können kontinuierlich oder intermittierend sein.The movement of the poking device must match the conditions of the various Reduction furnaces or the reduction furnaces charged with different materials be adjusted. In general, it is best if the poke device is moved up and down. The stroke is depending on the size of the feed, Art and thickness of the crust and other circumstances set. In many cases leave good results can also be achieved if the poking device is vibrated. The movements can be continuous or intermittent.

Ein mit der beschriebenen S tocherv orrichtung versehener Reduktionsofen ist im allgemeinen geschlossen, so daß man den Ofengang nicht beobachten kann. Es ist aber auch möglich, die Betätigung der Stochervorrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des angesammelten Gases zu regulieren.A reduction furnace provided with the described device is generally closed so that you cannot watch the oven. It but it is also possible to actuate the poking device as a function of regulate the temperature of the accumulated gas.

Bei gutem, gleichmäßigem Ofengang ergibt sich eine gleichmäßige Gasentwicklung, und das Gas gibt einen großen Teil seiner Wärme an die kältere Beschickung im oberen Teil des Ofengangs ab und wird dadurch abgekühlt. Sinkt nun die Beschickung nicht gleichmäßig ab, so bilden sich Gänge und Brücken. Das Gas wird sich unter diesen ansammeln und - wenn der Druck groß genug geworden ist - das zusammengesinterte Material mit großer Kraft durchbrechen. Die Wärmeabgabe an die Beschickung wird wesentlich geringer, und demzufolge werden die Instrumente eine höhere Gastemperatur, als normalerweise vorliegt, registrieren. Eruptive Gasausstoßungen können - wie schon oben gesagt - durch rechtzeitiges Stochern vermieden werden. Das Stochern darf aber auch nicht übertrieben werden, weil dadurch die Beschickung zu stark zusammengepreßt werden würde. Hierdurch würde eine Verminderung der Porosität und gleichzeitig eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit herbeigeführt werden, wodurch die Elektrode nach oben verstellt wird. Auch in diesem Falle würde die Gastemperatur steigen. Die Gastemperatur ist somit ein wichtiges Merkmal der Ofenverhältnisse, und der Stochervorgang kann nach ihr reguliert werden.A good, even furnace cycle results in an even development of gas, and the gas gives much of its heat to the colder feed in the upper part Part of the furnace corridor and is thereby cooled down. Now the load does not decrease evenly, this is how corridors and bridges are formed. The gas will be under these and - when the pressure is high enough - the sintered together Break through material with great force. The heat dissipation to the feed is significantly lower, and consequently the instruments will have a higher gas temperature, than is normally the case. Eruptive gas ejections can - like already said above - can be avoided by poking around in good time. The poking But it must not be exaggerated either, because this compresses the load too much would be. This would reduce the porosity and at the same time a Increase in electrical conductivity can be brought about, thereby reducing the electrode is adjusted upwards. In this case too, the gas temperature would rise. The gas temperature is thus an important characteristic of the furnace conditions, and the The poking process can be regulated according to it.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen in den Fig. 1 bis 3 veranschaulicht.The invention is illustrated with reference to the drawings in FIGS.

1 bezeichnet die Ofenwanne; 2 bezeichnet die Elektroden und 3 die Elektrodenfassung. 4 ist die als Gassammelbehälter ausgestaltete Stochervorrichtung. Bei der Ausführungsform der Zeichnung ist die Stochervorrichtung zur Kühlung mit Wasser als doppelmanteliger Zylinder ausgebildet. 5 ist das geschmolzene Metall und 6 der Schmelzkrater, durch den die Beschickung 7 hinabsinkt. 8 ist ein schräg angeordnetes Abzugsrohr für das Ofengas. Dieses AIr zugsrohr kann auch senkrecht angeordnet werden, indem am Zylinder oben eine Erweiterung vorgesehen ist, wie durch die gestrichelte Linie 9 in Fig. 2 angedeutet. Das Abzugsrohr 10 kann mit einer tel-eskopartigen Dichtung gegen die Decke der Erweiterung angebracht sein. Das Abzugsrohr kann auch im Verhältnis zum Gassammelbehälter stationär sein. 11 sind Schienen, die den Behälter tragen: diese ruhen. auf Hebeböcken 12, die gegebenenfalls mit Motorantrieb die Behälter auf- und abwärts bewegen können. Der Motor 13 kann gegebenenfalls mit Instrumenten zum Messen der Temperatur im Ofengas in Verbindung stehen und durch die Gastemperatur gesteuert werden.1 denotes the furnace pan; 2 denotes the electrodes and 3 the Electrode holder. 4 is the poking device designed as a gas collecting container. In the embodiment of the drawing, the poking device is included for cooling Water designed as a double-jacketed cylinder. 5 is the molten metal and 6 the melt crater through which the charge 7 descends. 8 is a slant arranged exhaust pipe for the furnace gas. This pull pipe can also be vertical be arranged by providing an extension on the top of the cylinder, as by the dashed line 9 in Fig. 2 indicated. The exhaust pipe 10 can with a tel-eskop-like seal against the ceiling of the extension. The exhaust pipe can also be stationary in relation to the gas collection container. 11 are rails, who carry the container: these are at rest. on jacks 12, optionally with Motor drive can move the container up and down. The motor 13 can optionally communicate with instruments for measuring the temperature in the furnace gas and through the gas temperature can be controlled.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Poking device for electrode reduction furnaces, which can be moved back and forth in the vicinity of the electrode parallel to the electrode axis is, characterized by a hollow cylinder (4), which the lower part of the electrode holder encloses, but does not lie against it.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a seal between the cylinder (4) and the electrode (2) or electrode holder (3).

3. Apparatus according to claim 2, characterized by a gas discharge tube (8) on the cylinder (4).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the gas discharge pipe (8) on an extension (9) on the upper part of the cylinder (4) is arranged.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the cylinder (4) has a double jacket.

6. Device according to the claims 1 to 5, characterized by the arrangement of an insulating covering on the outer circumference of the cylinder (4).

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that that the underside of the cylinder (4), which faces the electrode, has a bevel having. B. Device according to claims 1 to 7, characterized in that the poking device is arranged on rails (11) which are placed on lifting jacks (12) store, which are movable by motor drive, and that the movement of the poking device can be controlled as a function of the temperature of the accumulated furnace gas. In Documents considered: German Patent Specifications No. 682 611, 859 927; Austrian patent specification No. 164 482.