DK161381B - Elektrosmelteovn - Google Patents

Description

i

DK 161381 B

Den foreliggende opfindelse angår en elektrosmelteovn til kontinuerlig smeltning af spindbare, mineralske, findelte eller kornede stoffer og med en ildfast beklædt ovnbeholder, et antal af på en delecirkel anbragte elektroder, der oppefra rager 5 ned i ovnbeholderen, doseringsrør for tilførsel oppefra af de stoffer, der skal smeltes og mindst en tappeindretning, der er ført gennem en sidevæg i ovnbeholderen.

Elektrosmelteovne af denne art kendes fra EP-A1-0.035.850 og 10 DE-A1-1.948.291. De ind i ovnens indre ragende doseringsrør forsynes ved disse kendte ovne diskontinuerligt, hvorved der ikke med sikkerhed opnås en ensartet fyldning af doseringsrørene, dvs. en konstant fyldning af doseringsrørene med den samme mængde af tiIføringsmateriale. Derved kan følgen være en 15 uensartet chargering og dermed en varierende mængde af stoffer, som skal smeltes i ovnens indre. Deraf følger ulempen at den i ovnen værende smelte ikke konstant udøver det samme tryk, hvorved en ensartet aftapning, dvs. aftapning af en konstant smeltemængde pr. tidsenhed ikke er mulig. Dette er især 20 en ulempe, når smelten skal spindes på grund af, at en spinde-indretning kontinuerligt skal forsynes med en smeltemængde, som hele tiden er den samme pr. tidsenhed.

En elektrosmelteovn til at smelte smeltbare oxidforbindelser, 25 såsom slagge, kendes fra DE-A1-3.019.812. Denne kendte elektrosmelteovn er ind til tæt ved sin øvre rand fyldt med smelte, der er dækket med materiale, som endnu er kornet og som skal smeltes. Via et transportbånd transporteres det materiale, der skal smeltes, til elektrosmelteovnen og chargeres via 30 fødeorganer. Smelten, der når til elektrosmelteovnens øvre rand, udgør en stor termisk belastning for ovnbehol deren, således at ovnen må forsynes med en ydre køling. Endvidere er det ved denne kendte ovn ikke muligt at holde højden af det ovenpå smelten svømmende og endnu ikke smeltede materialelag 35 konstant, da smelten niveaumæssigt strækker sig langt over tappeindretningen, hvorved højden af smeltebadets spejl varierer. Dermed varierer også det tryk, der virker på tappeind 2

DK 161381 B

retningen og den pr. tidsenhed fra tappeindretningen udstrømmende smeltemængde.

Den pr. tidsenhed meget uregelmæssige smelteydelse for kendte 5 elektrosmelteovne var hidtil også årsagen til, at man måtte stille sig tilfreds med smelteydelser på under 200 kg/time.

På grund af den stigende efterspørgsel på isolationsmaterialer samt på grund af rentabilitetsårsager bestræber man sig på 10 at gå over til større produktionsenheder, f.eks. produktionsenheder, der frembringer mellem 1 og 4 t spindbart materiale ! pr. time. Store produktionsenheder kunne man hidtil kun tilve- ; jebri nge med en kupol ovn, der imidlertid har den ulempe, at den er afhængig af brændstof. Yderligere ulemper ses i, at fra 15 kupolovnen udstrømmende spildprodukter kræver kostbare røggasbehandlingsanlæg, og at uldfibrene har et askeindhold.

Det er den foreliggende opfindelses formål at undgå disse mangler og vanskeligheder, hvorved der skal fremskaffes en 20 elektrosmelteovn af den i ndledni ngsvi s beskrevne art, ved hvilken det ved fremstilling af højkvalitetsuld ud fra mine ralske stoffer bliver muligt at opnå store smelteydelser, især smelteydelser mellem 1 og 4 t/time, og hvorved der kan opnås en ensartet udstrømning af smelte pr. tidsenhed.

25

Elektrosmelteovnen ifølge den foreliggende opfindelse er ejendommelig ved, at doseringsrørene er anbragt tæt ved den af elektroderne dannede delecirkel og hver er anbragt mellem to elektroder og påvirkes af vibrationsrender, hvis transportåb-30 ninger hver ender ovenover et doseringsrør, og hvis transportmængder til enhver tid er større end massestrømmen i det til hørende doseringsrør med henblik på at der under drift hele tiden opnås fuldstændig fyldning af doseringsrørene, og hvor der efter dannelse af en opadrettet materialekegle ved dose-35 ringsrørets øvre åbning automatisk sker en standsning af videre transport af de stoffer, der skal føres til smeltning ved hjælp af vibrationsrenden.

3

DK 161381B

Endvidere kan ifølge opfindelsen doseringsrørene være anbragt tæt ved den af elektroderne dannede delecirkel og hver være anbragt mellem to elektroder og påvirkes af transportbånd eller transportsnegle, hvis transportmængder til enhver tid er 5 større end massestrømmen i det tilhørende doseringsrør med henblik på at der under drift hele tiden opnås fuldstændig fyldning af doseringsrørene, og der kan ved den øvre åbning af hvert doseringsrør være indrettet en føler f.eks. en lysbarriere, som ved fuldstændig fyldning af doserinsrørene og dannel-10 se af en materialekegle standser det tilhørende transportbånd eller transportsnegl.

Ved forholdsreglerne ifølge, opfindelsen opnås en stor ensartethed ved chargeringen og dermed en yderst ensartet smelte-15 strøm ved stor smelteydelse. Uregelmæssigheder i chargeringen fører nemlig til en uregelmæssig udstrømningsmængde, da det på smeltebadet liggende faste tilførte gods afhængig af sin vægt udøver et tryk på smeltebadet, hvilket umiddelbart påvirker udstrømningsmængden pr. tidsenhed. Det har vist sig, at alle-20 rede meget små trykændringer er tilstrækkelige til væsentligt at ændre udstrømningsmængden pr. tidsenhed.

På fordelagtig måde udviser doseringsrørene på deres pågældende, mod elektroderne vendende sider en vægudsparing, der 25 strækker sig fra mundingen lodret opad, hvorved der i elektrodernes område er mere chargeringsgods til stede. Dermed forøges dels elektrodernes beskyttelse, og dels tages der hensyn til den kendsgerning, at der om elektroderne smeltes væsentligt mere af det chargerede gods end ved ovnbeholderens øvrige 30 steder. Dette fører til en ensartet belastning af smelten af det endnu ikke smeltede gods, hvorved en ensartet, jævn smelteudstrømning begunstiges.

For yderligere at begunstige en ensartet smelteudstrømning be-35 står tappeindretningen hensigtsmæssigt af et vandkølet tapperør, der kan indsættes i elektrosme1teovnens sidevæg, og har en fra ovn indersi den, i retning udad opadstigende rørdel og en DK 161381 B ' 4 mod ovnydersiden nedadrettet rørdel til dannelse af en overløbskant, hvilken overløbskant er anbragt i lodret afstand neden for oversiden af rørdelens på ovnindersiden beliggende munding. Derved trækkes smelten ikke umiddelbart fra overfla-5 den, men fra et varmere område neden for overfladen, og der sikres en ensartet høj temperatur og renhed for den udtrukne smelte.

i

Hensigtsmæssigt er der oven for tapperøret tilvejebragt et 10 gennem tappeindretningens hulrum forløbende af 1 uftningsrør til at fjerne eventuelle dannede gasser. Ved denne forholdsregel gøres det tryk, der udøves af det kornede chargerede gods på smelten, og smeltens udstrømning yderligere mere jævnt eller ensartet.

15

Hensigtsmæssigt er tapperøret formet, så det i grundrids konvergerer fra ovnindersiden til overløbskanten og divergerer fra overløbskanten til ovnydersiden.

20 For at kunne udskifte tappeindretningen uden at skulle afbryde ovndriften er det fordelagtigt, at der på et neden for tappeindretningen beliggende niveau af ovnbeholderen er tilvejebragt en nødtappeindretning, som kan aflukkes og som kan benyttes i tilfælde af forstyrrelser, hvorved det bliver muligt 25 efter nødtappeindretningens åbning at sænke smeltespejlet og derefter foretage en udskiftning af tappeindretningen.

Elektrosmelteovnen ifølge opfindelsen forklares nærmere nedenfor på grundlag af tegningen, hvor 30 fig. 1 skematisk viser et snit gennem en elektrosmelteovn, fig. 2 i forstørret målestok den nedre ende af det i fig. 1 viste doseringsrør 16, fig. 3 samme set fra siden, 35

DK 161381B

s fig. 4 et snit langs linien IV-IV i fig. 1, ligeledes i forstørret målestok, fig. 5 et snit langs linien V-V i fig. 1, 5 fig. 6 og 7 hver en udførelsesform for en transportindretning, fig. 8 en detalje VIII af fig. 1 i forstørret målestok, og 10 fig. 9 tappeindretningen set i retning af pilen IX i i fig. 8.

En elektrosmelteovn 2, der tjener til at smelte spindbare, mineralske, findelte eller kornede stoffer 1, har en med en ildfast beklædning 3 udstyret ovnbeholder og er lukket med et låg 15 5. Gennem låget 5 og ind i ovn inderrummet 9 rager tre elektroder 8, der med deres akser 6 i grundrids er anbragt på en de-lecirkel 7. Hver elektrode 8 kan ved hjælp af et tilhørende løfte- og sænkeværk 10 forskydes i smeltebadet 11 i lodret retning til indstilling af en bestemt inddypningsdybde. I rin-20 ge højde 12 over ovnbeholderen 4’s bund 13 er der en tappeindretning 14, der er ført gennem en sidevæg 15 af ovnbeholderen 4.

Gennem låget 5 og ind i ovninderrummet 9 stikker der dose-25 ringsrør 16, der - i grundrids - er anbragt tæt ved den af elektroderne 8 dannede delecirkel og hvert mellem to elektroder 8 og parallelt med disse. De findelte eller kornede chargeringsstoffer 1 når fra en oven for ovnen anbragt lagerbunker 17 over hver sin transportindretning 18 til hver et doserings-30 rør 16. Den gennem tappeindretningen 14 udstrømmende smelte strømmer via en tapperende 19 til et ikke nærmere vist spinde-apparat.

Af hensyn til den ensartede, jævne tilførsel af de findelte 35 eller kornede chargeringsstoffer 1 er transportindretningerne 18 ifølge en første udførelsesform udformet som vibrationsrender 20, der strækker sig fra bunkerudløbet 21 ind til de lod-

DK 161381 B

6 ret anbragte doseringsrør 16's øvre åbning 22. Vibrationsrenderne 20 er i stadig drift og transporterer de findelte eller kornede stoffer 1 så længe, indtil vibrationsrenderne 20's transportåbninger 23 hver lukkes af chargeret gods, der ved 5 doseringsrørets øvre åbning 22 ophober sig i form af en materialekegle 24, således som dette er vist i fig. 6. I dette tilfælde ophører vibrationsrendernes transport automatisk, selv om renderne fortsætter med at være i drift, så snart chargeringsgodset 1 rutscher videre ind i ovninderrummet 9 10 gennem doseringsrørene 16, og vibrationsrenderne 20's transportåbninger 23 igen bliver fri, transporterer vibrationsrenderne 20 igen automatisk chargeringsgods 1 til doseringsrørene 16, således at disse til stadighed er helt fulde.

15 De gennem doseringsrørene 16 i ovnens indre rum indtrængende findelte eller kornede stoffer danner en materialekegle 25 i ovn inderrummet ind til højden af doseringsrørene 16's mundinger 26. Doseringsrørene 16 har ved deres nedre ender hver vægudsparingerne 27, der strækker sig lodret op fra mundingerne 20 26, og som er rettet i retning mod de nabostillede elektroder 8. Disse vægudsparinger 27 bevirker, at der til elektroderne 8's områder når mere stof 1, der skal smeltes. I fig. 4 vises den ved vægudsparingerne 27 særligt dannede udformning af mater i al ekegl erne ved niveaulinier 28. Ved at der til elektro-25 derne 8 når mere af de stoffer 1, der skal smeltes, end ved normal udformning af doseringsrørenes mundinger 26, beskyttes elektroderne 8 bedre, og der tages hensyn til den kendsgerning, at den største mængde stoffer 1 smeltes umiddelbart om elektroderne 8.

30

Til at begunstige den ensartede smelteudstrømning pr. tidsenhed er tappeindretningen 14 dannet af et vandkølet tapperør, der kan indsættes i elektrosmelteovnens sidevægge 15. Tapperøret har en på ovnindersiden i retning udad opadstigende rør-35 del 29 og en på ovnydersiden i samme retning i forhold til ovnydersiden nedad stigende rørdel 30.

7

DK 161381B

De to rørdele 29 og 30 danner dér, hvor de munder i hinanden, en overløbskant 31, der i en lodret afstand 32 ligger neden for oversiden af den på ovnindersiden beliggende munding 33 af rørdelen 29, således at tappeindretningen 14 har et i vandret 5 retning frit gennemløb 34. Ved denne udformning af tappeindretningen bevirkes, at den udstrømmende smelte 35 ikke udtages direkte fra smeltebadet ll's smeltespejl 36, men fra et derunder beliggende område af smeltebadet 11 med højere temperatur, idet man dog undgår en hævertvirkning. Smelten 35 flyder der-10 for meget jævnt ud, så snart som smeltespejlet 36 når over-1øbskanten.

I grundrids er den mod ovnindersiden i udadgående retning opadstigende rørdel 29 formet, så den divergerer mod ovninder-15 siden for derved at lette rensningen, såfremt denne rørdel 29 fryser til.

Oven for tapperøret 29, 30 er der gennem tappeindretningens af kølemiddel gennemstrømmende hulrum 37 ført et fra ovenydersi-20 den til ovnindersiden forløbende og udad opad forløbende udluftningsrør 35, der af hensyn til rengøringen ligeledes er formet divergerende i retning mod ovninderrummet 9. Som vist i fig. 8 munder dette af 1 uftn ingsrør 38 i smeltezonen 39, altså i det område, hvor det kommer til sammenbagninger af de stof-25 fer, der skal smeltes, og det tjener til at lede i dette område opstående gasser, der kunne have en ugunstig virkning på den ensartede smelteudstrømning, væk fra ovninderrummet 9.

Gasdannelsen forekommer på grund af reaktionen mellem carbon 30 og det jernoxid, som de stoffer, der skal smeltes, for det meste indeholder, og som fører til dannelse af carbonmonoxid. De på stedet dannede gasmængder er ganske vist små, men er dog tilstrækkelige til, at de ved påvirkning af smeltespejlet 36 i umiddelbar nærhed af tappeindretningen 14 påvirker smelten 35 35's ensartede, jævne udstrømning.

På et niveau neden for tappeindretningen 14 er der tilvejebragt en lukbar nødtappeindretning, der benyttes i tilfælde af

DK 161381 B

8 forstyrrelser, f.eks. til at udskifte tappeindretningen 14.

Ved hjælp af denne nødtappeindretning kan smeltespejlet 36 sænkes så meget, at tappeindretningen 14 kan ombyttes uden at 5 skulle afbryde ovndriften. Nødtappeindretningen er formet på samme måde som tappeindretningen, er altså også vandkølet og anbragt forskudt ca. 1/4 af elektroovnen 2's omkreds i forhold til tappeindretningen 14. Den kan lukkes ved hjælp af en stålprop, hvorved nødtappeindretningens lukning og åbning nemt kan 10 gennemføres.

i

For at opnå en stor smelteydelse er elektrosmelteovnen udfor- i met som trefasevekselstrømsovn. Energitilførslen sker ved Ohm'sk varme, idet de tilsatte stoffer 1 udgør den Ohm'ske 15 modstand. Elektrosmelteovnen egner sig til at smelte højovnsslagge, der i givet fald kan være blandet med sand, glas henholdsvis flyveaske såvel som til at smelte mineraler, såsom diabas, granit, porphyrit. De chargerede stoffers kornstørrél-se ligger hensigtsmæssigt mellem 2 og 30 mm. Elektrodeinddyp-20 ningsdybdens indstilling sker på konstant ydelse, idet elektroderne 8 enkeltvis styres frem.

Elektrosmelteovnen har endvidere en bundtap 41 af kendt art.

Denne tjener til at tømme elektrosmelteovnen og til at tappe 25 eventuelt smeltet råjern, der samler sig ved bunden 13.

I fig. 7 ses en videre udførelsesform for en transportindret-ning, der fører fra forrådsbunkerne 17 til doseringsrørene 16.

Det drejer sig ved denne transportindretning om en transport-30 snegl 42, hvis udløbssted 43 ligger oven for doseringsrøret 16. Til sikring af en ensartet chargering er der ved doseringsrøret 16's øvre åbning tilvejebragt en føler 44, f.eks. en lysbarriere, der ved doseringsrørets fuldstændige fyldning og dannelsen af en materialekegle 24 standser transportindret-35 ningen.

Claims (7)

1. Elektrosmelteovn (2) til kontinuerlig smeltning af spind-5 bare, mineralske, findelte eller kornede stoffer (1) og med en ildfast beklædt ovenbeholder(4), et antal af på en delecirkel (7) anbragte elektroder (8), der oppefra rager ned i ovnbeholderen (4), doseringsrør (16) for tilførsel oppefra af de stoffer (1), der skal smeltes, og mindst en tappeindretning (14), 10 der er ført gennem en sidevæg (15) i ovnbeholderen (4), kendetegnet ved, at doseringsrørene (16) er anbragt tæt ved den af elektroderne (8) dannede delecirkel (7) og hver er anbragt mellem to elektroder (8) og påvirkes af vibrationsrender (20), hvis transportåbninger (23) hver ender oven over 15 et doseringsrør (16), og hvis transportmængder til enhver tid er større end massestrømmen i det tilhørende doseringsrør (16) med henblik på, at der under drift hele tiden opnås fuldstændig fyldning af doseringsrørene (16), og hvor der efter dannelse af en opadrettet materialekegle (24) ved doser ingsrørets 20 (16) øvre åbning automatisk sker en standsning af videre transport af de stoffer, der skal føres til smeltning ved hjælp af vibrationsrenden (20).

2. Elektrosmelteovn (2) til kontinuerlig smeltning af spindba-25 re, mineralske findelte eller kornede stoffer (1) og med en ildfast beklædt ovnbeholder (4), et antal af på en delecirkel (7) anbragte elektroder (8), der oppefra rager ned i ovnbeholderen (4), doseringsrør (16) for tilførsel oppefra af de stoffer (1), der skal smeltes, og mindst en tappeindretning (14), 30 der er ført gennem en sidevæg (15 i ovnbeholderen (4), kendetegnet ved, at doseringsrørene (16) er anbragt tæt ved den af elektroderne (8) dannede delcirkel (7) og hver er anbragt mellem to elektroder (8) og påvirkes af transportbånd eller transportsnegle (42), hvis transportmængder til enhver 35 tid er større end massestrømmen i det tilhørende doseringsrør (16) med henblik på, at der under drift hele tiden opnås fuldstændig fyldning af doseringsrørene (16), og at der ved den 10 DK 161381B øvre åbning (22) af hvert doseringsrør (16) er indrettet en føler (44) f.eks. en lysbarriere, som ved fuldstændig fyldning af doseringsrørene (16) og dannelse af en materialekegle (24) standser det tilhørende transportbånd eller transportsnegl 5 (42).

3. Elektrosmelteovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at doseringsrørene (16) på deres mod elektroderne vendende sider har en vægudsparing (27), der udgående fra mundingen (26) 10 strækker sig lodret opad.

4. Elektrosmelteovn ifølge kravene 1-3, kendetegnet ved, at tappeindretningen (14) består af et i elektrosmelte-ovnens (2) sidevæg (15) indsætbart, vandkølet tapperør (29, 15 30) og har en fra ovnindersiden i udadgående retning opadsti gende rørdel (29) og en mod ovnydersiden nedadrettet rørdel (30) til dannelse af en overløbskant (31), hvor overløbskanten (31) er anbragt i lodret afstand (32) neden for oversiden af rørdelens (29) på ovnindersiden beliggende munding (33). 20

5. Elektrosmelteovn ifølge kravene 1-4, kendetegnet ved, at der ovenfor tapperøret (29, 30) er tilvejebragt et j gennem tappeindretningens (14) hulrum (37) forløbende udluftningsrør (38) til at fjerne eventuelt dannede gasser. 25

6. Elektrosmelteovn ifølge kravene 1-5, kendetegnet ved, at tapperøret (29, 30) fra ovnindersiden ind til over løbskanten (31) i grundrids er udformet konvergerende og fra overløbskanten (31) til ovnydersiden er udformet divergerende. 30

7. Elektrosmelteovn ifølge kravene 1-6, kendetegnet ved, at der ved et neden for tappeindretningens (14) beliggende niveau for ovnbeholderen (4) er tilvejebragt en nødtappe-indretning (40), som kan aflukkes og kan benyttes i tilfælde 35 af forstyrrelser. i