FI118439B - Valokaariuunin kannen sähköinen eristys - Google Patents

Description

118439

VALOKAARIUUNIN KANNEN SÄHKÖINEN ERISTYS

Tämä keksintö koskee metallurgiassa käytettävän sähköuunin rakennetta. Tarkemmin keksintö kohdistuu sähköuunin, erityisesti suljetun valokaariuunin 5 kannen sähköiseen eristykseen.

Metallurgisissa prosesseissa kuten ferrokromin valmistuksessa käytettävä valokaariuuni koostuu padasta ja kannesta sekä kannen läpi sovitetuista elektrodeista. Kanteen on järjestetty läpiviennit kolmelle, tavallisesti Söderberg-10 tyyppiselle elektrodille ja aukot kaasujen ulostulolle sekä raaka-aineen syötölle. On tärkeää, että elektrodit on sähköisesti eristetty kannesta läpilyöntien estämiseksi ja työturvallisuuden takaamiseksi. Sähköisen eristyksen merkitys on erityisen suuri silloin, kun kansi eli holvi on rakenteeltaan valtaosin terästä ja siten sähköä johtavaa materiaalia. Kansi on sovitettu ulottumaan padan 15 reunoihin ja tavallisesti myös kansi eristetään padasta sekä maasta. Lisäksi elektrodien läpivientien sekä padan ja kannen välisen yhtymäkohdan tulee olla kaasutiiviit prosessikaasujen hallituksi ohjaamiseksi pois uunista. Tavallisesti kannen tiivistys ja sähköinen eristys padasta toteutetaan nk. hiekkalukon avulla, • · · : jossa kannen ja padan seinämän yläreunan väli täytetään hiekalla.

• ♦ ♦ 20 ·«·

Suomalaisesta patentista 81197 käy ilmi eräs ratkaisu sähköuunin elektrodien • * /·;' tiivistämiseksi ja eristämiseksi kannesta. Julkaisu esittää ratkaisun elektrodin • · · :;j.: sovittamiseksi ja eristämiseksi holvista, jolloin elektrodien ympärille on * · **** järjestetty kontaktikengät ja painerengas, ja holvilta ylöspäin elektrodirakenteen . 25 ympärille on sijoitettu suljettu, useampilohkoinen läpivientiallas, joka on • · · "·.[ jäähdytetty vesikierron avulla. Läpivientiallas on eristetty holvista • · .’·[ suojamassakerroksen avulla, joka on muodostettu holvin puolelle holvin ja • · * läpivientialtaan väliin. Läpivientiäkään yläpuolelle on järjestetty kaksi * · :* päällekkäistä tiivistyslohkoa, jotka takaavat luotettavan ja joustavan • · · : 30 tiivistysrakennelman ja mahdollistavat elektrodin liikuttamisen edestakaisin ·*« • · ***** pystysuunnassa.

2 118439

Prosessin häiriöttömän toiminnan ja työturvallisuuden parantamiseksi on teräsrakenteisiin kansiin tarve löytää erityisen varmoja sähköeristysratkaisuja. Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan luotettava sähköinen elektrodien eristysjärjestelmä teräsrakenteiseen valokaariuunin kanteen. Nyt 5 kehitetty sähköuunin kansi ja paranneltu elektrodien läpivienti poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyviä ongelmia ja saa aikaan erittäin luotettavan, turvallisen ja helposti huollettavan kansiratkaisun.

Tavanomaisissa teräsvaippaisissa sähköuunin kansissa kannen alapuolinen muuraus ulottuu yhtenäisenä koko kannen alalle. Kannen vaatiessa osittaista 10 huoltoa esimerkiksi läpivientien vaihtamisen yhteydessä, kannen sisäpuolinen muuraus vaatii koijausta ja helposti koko muuraus tulee uusia. Tämä luonnollisesti pidentää tuotantokatkosta ja aiheuttaa lisäkustannuksia.

Näin ollen on edullista konstruoida valokaariuunin kansi vähintään kolmesta panelista, jotka pultataan yhteen. Tällainen ratkaisu mahdollistaa kannen 15 vikaantuneiden osien nopean ja joustavan huollon siten, että koko kantta muurauksineen ei tarvitse uusia.

• ·* • · ’···' Keksinnön mukainen valokaariuunin kansi on teräsrakenteinen vesijäähdytetty • · ♦ **:;* rakenne, johon liittyy olennaisena osana elektrodien vesijäähdytetty ja • · · *;;; 20 sähköeristetty läpivientivaippa. Kansi voi olla itsekantava rakenne, joka on • * .‘‘f toteutettu siten, että teräsrakenne muodostaa kaksoisvaipan, jonka väliin on • · · II· *.*.*.* muodostettu kotelomainen kanavista jäähdytysveden kiertoa varten.

• · Jäähdytysvesikanavan rajaa kannen teräsrakenteen yläosan ja alaosan vaippa : ... sekä vaippojen väliin järjestetyt olennaisesti pystysuorat väliseinät.

• · 9 25 Teräskannen alapinnalla tulenkestävä vuoraus, joka on kontaktissa • m . ·. teräsrakenteeseen. Kanteen voidaan järjestää teräsankkurit muurauksen lii ::i.: tukemiseksi kanteen.

• · t · • · *

Il I

: ·' Keksinnön mukainen valokaariuunin kansi käsittää vähintään kuusi toisiinsa m • ♦ ***** 30 pultattua ja toisistaan sähköisesti eristettyä lohkoa, joista kolme muodostavat kannen keskiosan, jolloin kukin keskiosan lohko rajaa yhden elektrodin 3 118439 läpiviennin sekä vähintään kolme kannen ulkokehän muodostavaa lohkoa, jotka on sähköisesti eristetty toisistaan ja keskiosan lohkoista. Lisäksi voidaan järjestää ainakin yksi keskilohko, joka erottaa keskiosan kolme lohkoa toisistaan. Näin saadaan aikaan kannen eristysjärjestelmä, joka varmistaa sen, 5 että sähköisesti eri vaiheisiin kytketyt elektrodit eivät kytkeydy kannen kautta toisiinsa ja sen, että elektrodit on kolminkertaisesti eristetty padasta. Eristykset muodostuvat elektrodien läpivienteihin järjestetyistä eristyksistä, kannen lohkojen kehänsuuntaisesta eristyksestä, lohkojen välisistä säteittäisistä eristyksistä sekä kannen ja padan välisestä hiekkalukosta. Lohkojen säteittäiset 10 eristykset rajaavat yhtenäisen lohkon, jonka sisäpuolelle jää yksi elektrodi.

Kannen lohkot voidaan konstruoida yhdestä tai useammasta toisiinsa kiinnitetyistä panelists. Olennaista on, että kansi on panelien avulla jaettu edellä esitettyihin toisistaan eristettyihin vähintään kuuteen lohkoon.

15

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin kuvioihin. Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista kantta sovitettuna valokaariuunin ... padan päälle. Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista kantta ylhäältäpäin katsottuna.

• ·

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisen kannen toisiinsa S * * ".* 20 pultatuista paneleista ja sähköisestä eristyksestä panelien liitoskohdassa. Kuvio • * 4 esittää valokaariuunin elektrodin läpiviennin poikkileikkausta.

• * ··· • · • · · • * · *,·*·*. Kuviossa 1 esitetään valokaariuunin kansi 10 ja pata 11. Elektrodit 102 on viety • * kannen 10 läpi ja läpiviennit 12 on kaasutiiviit ja vesijäähdytetyt. Kannen 10 ja : .·. 25 padan 11 välinen hiekkalukko 14 kulkee kehänä padan reunan ja kannen • * ♦ · .***. välissä. Kanteen on järjestetty kaasun ulostuloaukkoja 102,104, aukot raaka- »·* •aineen syöttöä varten 105 ja tarkastusluukku 106, joka voi toimia myös • φ · ’···* materiaalinsyöttöaukkona. Teräsrakenteinen kansi koostuu useasta panelista

• ^ I

13,15. Kuvion 1 esittämässä sovellusmuodossa keskiosan paneleita 109,110, • * · 30 111,113, 115 on yhdeksän ja ne järjestetty säteittä isiksi segmenteiksi.

• · • ·

Keskiosan panetit rajaavat elektrodien läpiviennit ja osan raaka-aineen syöttöaukoista 105,106. Kannen ulkokehän vyöhykkeen muodostaa kehäksi 4 118439 järjestetyt yhdeksän panelia 106,107,108,112,114. Kaikki paneliton kiinnitetty viereiseen paneliin pulttaamalla.

Kuviossa 2 on paksummalla viivalla merkitty kannen 10 panelien liitosten väliset 5 sähköiset eristykset 204,203. Esimerkiksi panelit 110,111 ja 115 muodostavat yhden elektrodin 102 läpiviennin muista lohkoista sähköisesti eristetyn lohkon. Esimerkiksi panelit 107,106 ja 114 muodostavat yhden ulkokehän lohkon joka on sähköisesti eristetty viereisistä lohkoista sekä lisäksi hiekkalukon 14 avulla uunin padasta. Kuvion 2 esittämässä sovellusmuodossa on lisäksi keskipaneli 10 201, joka on niin ikään eristetty viereisistä paneleista. Kunkin elektrodin läpivienti käsittää eristyksen 206, joka eristää elektrodin kannesta 10.

Kuviossa 3 nähdään kahden vierekkäisen panelin 108,107 välinen liitos ja liitokseen järjestetty eristys, joka on esitetty kuviossa 2 numeroin 203,204.

15 Tukilevyt 38, 39 kytkevät panelit 108,107 yhteen pulttien 301, 302 avulla.

Panelit erotetaan toisistaan keraamisella sähköä eristävällä villalla 33. Kuviossa esitetään panelien vesikiertokanavat 303,304. Panelien alempaan teräs-vaippaan on järjestetty kannen alapuolinen massakerros 305. Massakerrokset • · · 305 ja panelien päätylaipat 34 puristavat villakerroksen 33 paikoilleen.

:..v 20 Pulttiliitoksiin on järjestetty eristeholkit 306, eristeprikat 37 ja eristelevy 35 ···· takaamaan panelien välinen sähköinen eristys.

• m • · «·· • · ♦ ♦ · :;ja: Kuviossa 4 nähdään Söderberg-tyyppisen elektrodin 402 läpivienti. Elektrodiin • · ***** kiinteästi liittyy kuviossa esitetyt vesijäähdytteinen suojakupu 405 ja 25 kontaktikenkä. Keksinnön mukainen läpivienti käsittää sylinterimäisen, • · · useampiiohkoisen läpivientivaipan 406, joka on muodostettu teräksisestä « · "* kaksoisvaipparakenteesta, jonka vaippojen väliin on järjestetty jäähdytysveden [ * kanava 436. Kaksoisvaipparakenteen elektrodinpuoleiselle ulkopinnalla on • · '*;** sähköä eristävä massauskerros 430. Kaksoisvaipparakenteeseen on kiinnitetty φ 30 ankkurit sähköä eristävän massauksen 430 kiinnittämiseksi läpivientivaippaan * 406. Läpivientilaipan yläpuolelle on asennettu päällekkäin kaksi tiivistyslohkoa 408, 409. Alempi tiivistyslohko 408 käsittää grafiittirenkaan 410, joka painautuu 5 118439 elektrodin rakennetta 405 vasten. Grafiittirengas kiristetään elektrodia vasten hydraulisella puristimella 411. Ylempi tiivistyslohko 409 käsittää punosnauhatiivistyksen 413, joka on myös kiristetty elektrodia vasten hydraulisella puristimella 414. Keksinnön mukaisessa edullisessa ratkaisussa 5 hydrauliset puristimet ovat nestetäytteiset letkut, jotka esikiristetään esijännityksen aikaansaavilla kiristyslevyillä 420,421 alkujännitykseen ennen letkujen 410,414 paineistamista. Kiristyslevyt 420,421 ovat edullisesti kaarevia kappaleita, jotka noudattavat elektrodin ulkorakenteen kaarevaa pintaa. Kiristyslevyt 420, 421 kiristetään kiristyselinten, kuten säätöpulttien tai jousien 10 422, 423 avulla letkuja 413,414 vasten esijännityksen aikaansaamiseksi. Tämä uudenlainen esijännitysratkaisu helpottaa merkittävästi elektrodin paikoilleen asennusta, sillä hydrauliset puristimet on keksinnön mukaisessa ratkaisussa mahdollista vapauttaa riittävästi ja helpolla tavalla elektrodin vaihdon yhteydessä.

15 Läpivientivaipan 406 teräksinen kaksoisvaipparakenne on eristetty tiivistys-lohkosta 408 eristekerroksella 434, joka on järjestetty kaksoisvaipparakenteen yläpinnan laipan ja tiivistyslohkon 408 väliin. Läpivientivaippa 406 on eristetty • · uunin kannesta eli holvista 437 laippojen välisellä eristeellä 435.

20 ··· ···· ·*· • * • · ··· • · • · · • · · ·*· · ··» • • · * • · · * ·« ··· • · • * • * » • · »·· • · • · ·· * • · · • · · ·· φ·«·« ·

Claims (8)

118439 1 .Valokaariuunin elektrodien sähköinen eristysjärjestelmä, jossa elektrodien 5 iäpivienteihin on järjestetty sähköinen eristys läpilyöntien ehkäisemiseksi ja valokaariuunin kansi on eristetty uunin padasta hiekkalukon avulla, tunnettu siitä, että kansi on jaettu -teräsrakenteisten panelien avulla vähintään kuuteen toisistaan sähköisesti eristettyyn lohkoon, joista kolme muodostavat kannen keskiosan, jolloin kukin 10 keskiosan lohko rajaa yhden elektrodin 102 läpiviennin, ja joista vähintään kolme muodostavat kannen ulkokehän, ja että läpivienti 12 käsittää - sylinterimäisen, useampilohkoisen läpivientivaipan 406, joka on muodostettu teräksisestä kaksoisvaipparakenteesta, jonka vaippojen väliin on järjestetty jäähdytysveden kanava 436, ja kaksoisvaipparakenteen elektrodinpuoleiselle 15 ulkopinnalla on sähköä eristävä massauskerros 430.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen eristysjärjestelmä, tunnettu siitä, että kannen lohkot on konstruoitu useammasta kuin yhdestä toisiinsa pultatusta • · » panelists. 20

···’:’ 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen eristysjärjestelmä, tunnettu siitä, että • · · [···* keskiosan paneleita 109,110,111,113,115 on yhdeksän ja ne järjestetty • * · •*;j/ säteittäisiksi segmenteiksi. • · • · • · · . 25

4. Patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen eristysjärjestelmä, tunnettu siitä, että • · · :::* kannen ulkokehän muodostaa kehäksi järjestetyt yhdeksän panelia 106,107, 108,112,114. • * • · · • ·

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen eristysjärjestelmä, tunnettu siltä, että \.v 30 läpiviennin 12 läpivientivaipan 406 teräksinen kaksoisvaipparakenne on eristetty tiivistyslohkosta 408 eristekerroksella 434, joka on järjestetty kaksoisvaipparakenteen yläpinnan laipan ja tiivistyslohkon 408 väliin, ja 118439 läpivientivaippa 406 on eristetty uunin kannesta eli holvista 437 laippojen välisellä eristeellä 435.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 5 mukainen eristysjäijestelmä, tunnettu siltä, että 5 läpiviennin 12 läpi vie nti laipan 406 yläpuolelle on asennettu päällekkäin kaksi tiivistyslohkoa 408,409, ja alempi tiivistyslohko 408 käsittää grafiittirenkaan 410, joka painautuu elektrodin rakennetta 405 vasten ja joka grafiittirengas kiristetään elektrodia vasten hydraulisella puristimella 411, ja ylempi tiivistyslohko 409 käsittää punosnauhatiivistyksen 413, joka on kiristetty 10 elektrodia vasten hydraulisella puristimella 414 ja hydrauliset puristimet 411, 414 esikiristetään esijännityksen aikaansaavilla kiristyslevyillä 420,421 alkujännitykseen ennen letkujen 410,414 paineistamista.

7. Edellisen patenttivaatimuksen mukainen eristysjäijestelmä, tunnettu siltä, 15 että kiristyslevyt 420,421 ovat kaarevia kappaleita, jotka noudattavat elektrodin ulkorakenteen kaarevaa pintaa.

... 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen eristysjärjestelmä, tunnettu siitä, että • 1 **:1 kiristyslevyt 420, 421 kiristetään säätöelinten 422,423 avulla letkuja 413, 414 φ · · • · · **: 20 vasten esijännityksen aikaansaamiseksi. ···· *·1 • » • · ·»· t · • · · • · « ··· • · · • · • · ··» • · 1 • · 1 ··· ··· • m m « • · · • · • · · • · • · M» · • · ··· · 118439