DE2450123C3

DE2450123C3 - Device for moving and distributing the charge within an electric melting furnace

Info

Publication number: DE2450123C3
Application number: DE19742450123
Authority: DE
Inventors: Harald Gjettum Krogsrud (Norwegen)
Original assignee: F27b 14a8
Current assignee: F27b 14a8
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1974-10-22
Publication date: 1976-10-28

Description

2525th

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung und Verteilung der Charge innerhalb eines elektrischen Schmelzofens.The invention relates to a device for moving and distributing the charge within an electrical Melting furnace.

Bei der Mehrzahl der Schmelzprozesse, die in elektrischen Schmelzofen stattfinden, ist es von Vorteil, wenn die Möglichkeit gegeben ist, durch Stochen oder auf andere Weise eine Bewegung der Charge bzw. der Beschickung, die in den Schmelzofen gegeben worden ist, zu bewirken.With the majority of the melting processes that take place in electrical Melting furnace take place, it is advantageous if the possibility is given by piercing or otherwise movement of the charge that has been placed in the furnace is to effect.

Es ist weiter bekannt, daß eine Rotationsbewegung des Ofengefäßes zusammen mit einem mechanischen Stochen oder Nivellieren der Oberfläche der Charge einen günstigen Effekt hat für die Herstellung beispielsweise von Siliciummetall und Legierungen, die reich an Silicium sind. Durch die Rotationsbewegung des Ofengefäßes wird zu einem gewissen Grad die Bildung von Verkrustungen und Brücken im Ofen verringert, wobei gleichzeitig eine bessere Wärme-Verteilung und eine gleichmäßigere Abnutzung des Auskleidungs-Materials erreicht wird. Aus diesen Gründen werden nicht geschlossene Schmelzofen, das sind öfen ohne Ofendach bzw. Ofenabdeckung, für die Herstellung von Siliciummetall und Legierungen, die reich an Silicium sind, angewendet, wogegen bei einer Anzahl von anderen Schmelzprozessen geschlossene öfen, die ein Ofendach aufweisen, eingesetzt werden.It is also known that a rotational movement of the furnace vessel together with a mechanical Pricking or leveling the surface of the batch has a beneficial effect for manufacturing, for example of silicon metal and alloys rich in silicon. Through the rotation of the furnace vessel the formation of incrustations and bridges in the furnace is reduced to a certain extent, whereby at the same time a better heat distribution and a more even wear of the lining material is achieved. For these reasons, closed melting furnaces are not used, i.e. furnaces without a furnace roof or furnace cover, used for the production of silicon metal and alloys that are rich in silicon, whereas a number of other smelting processes have closed furnaces that have a furnace roof have, are used.

Weiter ist bekannt, daß das Absinken bzw. Abrutschen der Charge über die Querschnittsfläche des Ofengefäßes gesehen sehr unterschiedlich ist. Der Verbrauch der Charge ist am größten innerhalb eines von den Elektroden gebildeten Dreiecks-Bereichs und nimmt ab in Richtung nach außen zum Rande des Ofengefäßes hin. Dies ist eine allgemein beobachtete Tendenz, weiche jedoch zu einem gewissen Grad durch andere Faktoren beeinflußt sein kann. Zu diesen Faktoren sind zu zählen die Ausdehnung der Abstichfläche, die Anordnung der Gas-Abzugsöffnung und die Segregation der Charge. Ein derartiger ungleichmäßiger Verbrauch der Charge bzw. der Beschickung führt zu Nachteilen während des Schmelzprozesses. Das Ausmaß dieser Schwierigkeiten variiert stark in Abhängigkeit vom Ofentyp und der Art des Schmelzprodukts.It is also known that the sinking or slipping of the charge over the cross-sectional area of the Kiln vessel is seen very different. The consumption of the batch is greatest within one of the triangular area formed by the electrodes and decreases in the outward direction towards the edge of the furnace vessel there. This is a commonly observed tendency, but it gives way to some extent to others Factors can be influenced. These factors include the extension of the tapping surface, the Arrangement of the gas vent and the segregation of the batch. Such uneven consumption the charge or the loading leads to disadvantages during the melting process. The extent this difficulty varies widely depending on the type of furnace and the kind of melt product.

Die Staubkonzentration wird beispielsweise in Bereichen, in welchen der Verbrauch der Charge gering ist, d.h. in denjenigen Bereichen, in welchen die Charge bzw. Beschickung mehr oder weniger unbeweglich ist, sehr hoch sein. Hohe Staubkonzentration führt zu geringer Gasdurchlässigkeit in den Abschnitten, die reich an Staub sind, so daß die Gasverteilung und damit die Wörmeverteilung in der Beschickung ungleichmäßig wird, wobei gleichzeitig eine hohe Belastung des Gases mit Staub gegeben ist. Eine derartig geringe Gasdurchlässigkeit und Gasverteilung bewirkt wiederum eine geringe Vorreduktion der festen Charge im Ofen, und man erhält eine unkontrollierte Bildung von Verkrustungen und Brücken, was zu Gasansammlungen und Explosionen führen kann. Auch die Verhältnisse im Ofen hinsichtlich des elektrischen Widerstands werden stark variieren, wie der Strom nicht gewünschte Wege nehmen wird. Auch ist die Gefahr gegeben, daß sogenannte falsche Böden wie auch Verstopfungen im Ofengefäß entstehen, was wiederum zu einem nicht korrekten Eintauchen der Elektroden führt. Des weiterer wird der Abfluß zwischen den Elektroden gering werden und die Abstichbedingungen erschwert sein. Der Einfluß dieser Nachteile und deren Ausmaß wird sich mit der Art des Schmelzprozesses und dem Schmeizprodukt stark ändern.The dust concentration is, for example, in areas in which the consumption of the batch is low, i.e. in those areas in which the batch or loading is more or less immobile, be very high. High dust concentration leads to low gas permeability in the sections that are rich of dust, so that the gas distribution and thus the heat distribution in the charge are uneven is, at the same time there is a high pollution of the gas with dust. Such a low gas permeability and gas distribution in turn causes a slight pre-reduction of the solid charge in the furnace, and you get an uncontrolled formation of incrustations and bridges, which leads to gas accumulations and Explosions. The conditions in the furnace with regard to the electrical resistance are also determined vary greatly in how the current will take undesired routes. There is also the risk that so-called Wrong bottoms as well as blockages in the furnace vessel arise, which in turn leads to a failure correct immersion of the electrodes. Furthermore, the outflow between the electrodes becomes small and the tapping conditions are made more difficult. The influence of these disadvantages and their extent will be vary greatly with the type of melting process and the melt product.

Der Erfindung ist sonach die Aufgabe als zugrunde liegend anzusehen, eine einfach aufgebaute und einfach zu bedienende Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, auf einfache Weise der im Ofengefäß des elektrischen Schmelzofens eingegebenen Beschickung eine annähernd horizontale Bewegung in Richtung auf das Ofenzentrum zu verleihen.The invention is therefore to be regarded as the underlying task, a simply structured and simple To create a device to be operated with which it is possible in a simple manner to use the in the furnace vessel of the electric furnace input an approximately horizontal movement towards to lend the furnace center.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb des Ofengefäßes des elektrischen Schmelzofens in koaxialer Anordnung wenigstens ein von außen dreh- oder schwenkbares Rohr eingesetzt ist, an dessen Innenseite Förder- oder Leitelemente angebracht sind.This object is achieved according to the invention by a device which is characterized in that within the furnace vessel of the electric melting furnace in a coaxial arrangement at least one of outside rotatable or pivotable tube is used, attached to the inside of conveyor or guide elements are.

Durch eine derartige Vorrichtung wird unter Ausräumung der vorgenannten Nachteile erreicht, daß wenn der Beschickung in den Ofenbereichen, in welchen bekannterweise eine sehr geringe Verschiebung der Charge gegeben ist, eine Bewegung in Richtung auf das Ofenzentrum bzw. der Mitte des Ofens aufgegeben wird, die Möglichkeit eröffnet wird, einen ziemlich gleichmäßigen Verbrauch der Charge über den gesamten Querschnitt des Ofengefäßes zu erreichen. Der Verbrauch der Charge ist — wie bekannt — am höchsten in den zentralen Bereichen des Ofens und ist gering in den peripheren Bereichen des Ofengefäßes, insbesondere in diesen peripheren Bereichen, die zwischen den Elektroden gelegen sind. Die der Charge verliehene Horizontal-Bewegung bringt es mit sich, daß es bis zu einem gewissen Grade möglich sein wird, festzulegen, welcher Abschnitt der Beschickungsfläche die schnellste Verschiebung haben soll. Durch diese annähernde Horizontal-Bewegung der peripheren Bereiche der Charge in Richtung auf die Ofenmitte werden mechanische Stochmaßnahmen und -Vorrichtungen bei solchen Prozessen, bei welchen ein Stochen notwendig ist, entbehrlich und Verbesserungen der Schmelzprozesse, welche in sich nicht drehenden, geschlossenen öfen ausgeführt werden, erreicht.With such a device is achieved with elimination of the aforementioned disadvantages that if the loading in the furnace areas, in which it is known that there is very little displacement of the Charge is given, a movement in the direction of the furnace center or the middle of the furnace is abandoned the possibility is opened up of a fairly even consumption of the batch over the entire period To achieve cross-section of the furnace vessel. As is known, the consumption of the batch is the highest in the central areas of the furnace and is low in the peripheral areas of the furnace vessel, in particular in those peripheral areas that are located between the electrodes. The batch imparted horizontal movement implies that it will be possible to a certain extent determine which section of the loading area should have the fastest shift. Through this approximate Horizontal movement of the peripheral areas of the batch towards the center of the furnace mechanical piercing measures and devices in those processes in which a piercing is necessary is, dispensable and improvements of the melting processes, which in non-rotating, closed ovens are carried out.

Eine Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Förder- und Leitelemente im unteren Bereich des Rohrs angeordnet sind.A further development of the device according to the invention consists in that the conveying and guide elements are arranged in the lower region of the tube.

Dieses Merkmal ist insbesondere bei Anwendung von mehreren koaxial im Ofengefäß angeordneten Rohren von Bedeutung.This feature is particularly useful when using several coaxially arranged in the furnace vessel Pipes of importance.

Eine weitere Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß der Durchmesser des der Auskleidung des Ofengefäßes benachbarten Rohrs so gewählt ist, daß zwischen Rohr und Auskleidung ein Ringraum belassen ist.A further development of the device according to the invention is that the diameter of the the lining of the furnace vessel adjacent tube is chosen so that between the tube and the lining Annular space is left.

Dadurch wird die Möglichkeit des Eintrags der Beschickung und/oder von Beschickungskomponenten in den zwischen Auskleidung und Rohr belassenen Ringraum gegeben.This makes it possible to enter the feed and / or feed components into the annular space left between the lining and the pipe.

Eine weitere Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Förder- oder Leitelemente Segment-Gestalt aufweisen.A further development of the device according to the invention is that the conveying or guide elements Have segment shape.

Um das Drehmoment des Rohrs auf einem vernünftigen Niveau zu halten, sollte die Chargen-Verschiebung nicht zu hoch sein. Die Menge der Beschickung, die bewegt werden wird, ist bestimmt durch die Veränderung der Geschwindigkeit der Dreh- oder Schwenkbewegung des Rohrs. Die Förder- oder Leitelemente können so angeordnet sein, daß es möglich ist, die durch sie bewirkte Bewegung bzw. Verschiebung der Beschikkung während des Ofenbetriebs zu ändern. Die Oberfläche der Förder- oder Leitelemente, welche mit der Beschickung in Kontakt steht, ist so ausgebildet, daß auf die Beschickung eine nach innen gerichtete Druckkraft ausgeübt wird.In order to keep the torque of the pipe at a reasonable level, the batch shift should be not be too high. The amount of load that will be moved is determined by the change the speed at which the pipe rotates or pivots. The conveying or guide elements can be arranged so that it is possible to move or displace the loading caused by them to be changed while the furnace is in operation. The surface of the conveyor or guide elements, which with the Charge is in contact is designed so that an inwardly directed compressive force is applied to the charge is exercised.

Die Vorrichtung nach der Erfindung eröffnet auch die Möglichkeit der Verteilung von Beschickungs- bzw. Chargen-Komponenten, was zuvor nicht bestanden hat. Die Komponenten können im Umfangsbereich eingetragen werden und dann durch die Vorrichtung nach der Erfindung auf einem vorbestimmtem Niveau in Richtung auf die Ofenmitte bewegt werden. Dadurch wird es möglich, die Widerstandsbedingungen einzustellen und zu verbessern sowie den Ofen bei höherer Spannung zu betreiben.The device according to the invention also opens up the possibility of distributing feed or Batch components that previously failed. The components can be entered in the scope and then by the device according to the invention at a predetermined level in Towards the middle of the furnace. This makes it possible to set the resistance conditions and to improve as well as to operate the furnace at higher voltage.

Auch kann der Einsatz und Verbrauch von Feinstoffen gesteigert werden, indem das feine Material im Peripher-Bereich in den Ofen zugegeben wird und mittels des Rohrs in die Reaktionszone gebracht wird. Auf diese Weise wird die Charge in den äußeren Abschnitten ihre Porosität bewahren, und die Staubbelastung der Gase wird nicht in erheblichem Maße zunehmen. Durch die Anwendung von Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung wird auch die Gefahr von plötzlichen Einbrüchen und Gasexplosionen verringert.The use and consumption of fines can also be increased by placing the fine material in the peripheral area is added to the furnace and brought into the reaction zone by means of the pipe. To this Way, the batch will retain its porosity in the outer sections, and the dust pollution of the Gases will not increase significantly. Through the use of the method and device according to the invention, the risk of sudden break-ins and gas explosions is also reduced.

Für den Fall, daß eine bestimmte Beschickungs-Komponente in Richtung zur Ofenmitte hin transportiert werden soll, so kann dies bewerkstelligt werden, indem der Durchmesser des zylindrischen Rohrs im Verhältnis zum Durchmesser des Ofengefäßes soviel kleiner gewählt wird, daß zwischen Rohr und Ofengefäß ein Ringkanal gebildet wird. Die in Betracht kornmende Chargen-Komponente kann dann in diesen Ringraum an den Stellen eingetragen werden, wo die Chargen-Komponente in Richtung auf die Ofenmitte eingebracht werden soll. Werden Förder- oder Leitelemente angewendet, die so am Rohr angebracht sind, daß sie eine Tangente am unteren Endbereich des Rohrs bilden, dann werden die Förder- oder Leitelemente durch die Rotation des Rohrs dieser Chargen-Komponente, die sich im Ringraum befindet, eine Horizontal-Bewegung zur Ofenmitte hin verleihen. Diese Tangential-Elemente können einstellbar sein, so daß die Bewegung der in Rede stehenden Komponente auf die Ofenmitte zu eingestellt werden kann unabhängig von anderen Komponenten, Ist die Komponente beispielsweise Kohle oder Kohlenstoff, so kann auf diese Weise sehr schnell Kohlenstoff in die Aktiv-Zone des Ofens gebracht werden.In the event that a certain load component is transported towards the middle of the furnace is to be done this can be done by changing the diameter of the cylindrical tube in The ratio to the diameter of the furnace vessel is chosen to be so much smaller that between the tube and the furnace vessel an annular channel is formed. The batch component under consideration can then be used in these Annular space to be entered at the points where the batch component in the direction of the furnace center should be introduced. If conveying or guide elements are used that are attached to the pipe in this way, that they form a tangent at the lower end of the tube, then the conveyor or guide elements by the rotation of the tube of this batch component, which is located in the annulus, a horizontal movement lend towards the middle of the oven. These tangential elements can be adjustable so that the movement of the component in question towards the center of the furnace can be adjusted independently of other components, if the component is, for example, coal or carbon, this can be applied to it Carbon can be brought into the active zone of the furnace very quickly.

An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung — in schematischer Weise dargestellt — näher erläutert.An exemplary embodiment is illustrated using the drawings according to the invention - shown in a schematic manner - explained in more detail.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt eines elektrischen Schmelzofens undF i g. 1 shows a longitudinal section of an electric melting furnace and

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Ofen nach F i g. 1 mit eingeordneter Vorrichtung nach der Erfindung.F i g. FIG. 2 is a plan view of the furnace according to FIG. 1 with classified device according to the invention.

In F i g. 1 ist ein Ofengefäß 1 mit Ofenauskleidung 2 und Elektroden 3, die hier in Dreieck-Anordnung vorgesehen sind, dargestellt Nicht gezeigt sind in der Zeichnung die Beschickungsmittel für den Ofen, wie Aufgabetrichter und Beschickung- bzw. Förder-Rutschen. Im Ofengefäß t des Schmelzofens ist unterhalb der festen Beschickung bzw. des Möllers 5 ein Schmelzbad 4 dargestellt.In Fig. 1 is a furnace vessel 1 with furnace lining 2 and electrodes 3, which are provided here in a triangular arrangement Are not shown in the drawing are the charging means for the furnace, such as Feed hopper and loading or conveying chutes. In the furnace vessel t of the melting furnace is below the solid charge or the Möllers 5, a molten bath 4 is shown.

Im Ofengefäß 1 ist ein Rohr 6, dessen Durchmesser kleiner ist, als der des Ofengefäßes 1. mit Förder- oder Leitelementen 7 versehen, dreh- oder schwenkbar eingeordnet. Die Förder- oder Leitelemente 7 sind innerhalb des Rohrs 6 angebracht und bewirken eine Bewegung der Beschickung in Richtung auf das Ofenzentrum. In den F i g. 1 und 2 haben die Förder- oder Leitelemente 7 die Gestalt von Segmenten, jedoch können im Hinblick auf den Ofen und die in Betracht kommende Beschickung auch andere zur Bewegung der Beschickung in Richtung auf das Ofenzentrum geeignete Ausbildungen für die Förder- oder Leitelemente 7 angewendet werden. Die Höhe und Breite der Segmente bestimmt im wesentlichen die Verschiebung der Materialien. Eine Relativgeschwindigkeit zwischen Kreissegmenten, die an ein und demselben Rohr 6 angeordnet sind, ist nicht gegeben.In the furnace vessel 1 is a tube 6, the diameter of which is smaller than that of the furnace vessel 1. with conveyor or Guide elements 7 provided, rotatably or pivotably arranged. The conveying or guide elements 7 are within of the tube 6 and cause a movement of the load in the direction of the furnace center. In the F i g. 1 and 2, the conveying or guide elements 7 have the shape of segments, but can with regard to the furnace and the load in question, there are also other ways of moving the load Appropriate training for the conveying or guide elements 7 is applied in the direction of the furnace center will. The height and width of the segments essentially determine the displacement of the materials. A relative speed between circle segments which are arranged on one and the same tube 6 are is not given.

Das Rohr 6 ist in den Zeichnungen auf dem Rand des Ofens durch Ausleger 8 angestützt und über Räder bzw. Rollen 9, die an den Auslegern 8 angeordnet sind und auf einer ringförmigen Rollbahn 10 laufen können, am elektrischen Schmelzofen bewegbar. Die Drehoder Schwenkbewegung des Rohrs 6 kann durch Anwendung an sich bekannter Einrichtungen, wie beispielsweise Zahnradantrieb oder Hydraulikzylinder, erreicht werden. In F i g. 2 sind Hydraulikzylinder 11 gezeigt, die dazu dienen, dem Ringrohr 6 eine oszillierende Bewegung zu verleihen.In the drawings, the tube 6 is supported on the edge of the furnace by means of brackets 8 and by means of wheels or rollers 9, which are arranged on the arms 8 and can run on an annular roller track 10, movable on the electric melting furnace. The rotating or pivoting movement of the tube 6 can be achieved by using known devices, such as gear drive or hydraulic cylinder, achieved will. In Fig. 2 hydraulic cylinders 11 are shown, which are used to give the ring tube 6 an oscillating To give movement.

Für den Fall, daß mehrere koaxial angeordnete Rohre 6 in einem Ofengefäß 1 eingesetzt sind, ist dafür Sorge zu tragen, daß die von jedem Rohr 6 herrührende Horizontalkraft bzw. die von den an den Rohren 6 angeordneten Förder- oder Leitelementen 7 ausgeübte Kraft jeweils unterhalb des Randes des zur Mitte hin angeordneten, benachbarten Rohrs auf die Beschikkung wirkt.In the event that a plurality of coaxially arranged tubes 6 are used in a furnace vessel 1, care must be taken to bear that the horizontal force originating from each tube 6 or from the horizontal force arranged on the tubes 6 Conveyor or guide elements 7 exerted force each below the edge of the towards the center arranged, adjacent pipe acts on the feed.

Die Vorrichtu'ig zur Bewegung und Verteilung der Beschickung in elektrischen Schmelzöfen ist hier in Verbindung mit elektrischen Reduktionsöfen beschrieben, doch ist diese auch bei anderen Ofentypen, bei welchen eine Horizontal-Bewegung der Beschickung erwünscht ist, einsetzbar.The device for moving and distributing the charge in electric melting furnaces is here in Connection with electric reduction furnaces described, but this is also with other furnace types which a horizontal movement of the load is desired, can be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for moving and distributing the charge within an electric melting furnace, characterized in that inside the furnace vessel (1) of the electric melting furnace at least one tube (6) that can be rotated or pivoted from the outside is inserted in a coaxial arrangement the inside of which is conveying or guide elements (7) attached are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the conveying or guide elements (7) in the are arranged in the lower region of the tube (6).

3. Apparatus according to claim 1 or?, Characterized in that the diameter of the lining of the furnace vessel (1) adjacent tube (6) is chosen so that between the tube (6) and the lining an annulus is left.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the conveying or guide elements (7) Have segment shape.

2020th