FI57864C - Primaerelektrodarrangemang foer hoegtemperatursmaeltugn - Google Patents

Primaerelektrodarrangemang foer hoegtemperatursmaeltugn Download PDF

Info

Publication number
FI57864C
FI57864C FI761350A FI761350A FI57864C FI 57864 C FI57864 C FI 57864C FI 761350 A FI761350 A FI 761350A FI 761350 A FI761350 A FI 761350A FI 57864 C FI57864 C FI 57864C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
electrode
primary
electrodes
molten material
electrically conductive
Prior art date
Application number
FI761350A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI761350A (fi
FI57864B (fi
Inventor
Duane Harold Faulkner
Steven Douglas Sanford
Vaughn Charles Chenoweth
Original Assignee
Johns Manville
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johns Manville filed Critical Johns Manville
Publication of FI761350A publication Critical patent/FI761350A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI57864B publication Critical patent/FI57864B/fi
Publication of FI57864C publication Critical patent/FI57864C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/167Means for preventing damage to equipment, e.g. by molten glass, hot gases, batches
    • C03B5/1672Use of materials therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/0275Shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/167Means for preventing damage to equipment, e.g. by molten glass, hot gases, batches
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/03Electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Description

I'-TV*.r_, KUULUTUSJULKAISU c Π O £ λ 4£Γα W (11) utläggningsskrift 5 7 8 6 4 C Patentti myönnetty 10 10 1980
Patent meddelat ^ (51) KvjJ/lnta3 H 05 B 7/12 SUOMI —FINLAND (21) Ρ»ΜΛ«η^·τη«ί*—frMnttnveknlnj 761350 (22) — ArwOknlngadaf 13.05.76 (23) Alku pilvi—GlklglMtadag 13.05.76 (41) Tulkit tulkituksi — Riivit offuntNf 17.11.76
Patentti· Ja r»ki*teri hallittu Nlhtivikslpinon |s kutiLJulkalaiin pvm. —
Patent· och ragittarstyralaan ' Araokan uth|d och utukrtfun puMieund 30.06.80 (32)(33)(31) ^rydutty utueUcuus—Bu^rt prieritut 16.05.75 USA (US) 5781*39 (71) Johns-Manville Corporation, Greenwood Plaza, Denver, Colorado 80217, USA(US) (72) Duane Harold Faulkner, Cambridge City, Indiana, Steven Douglas Sanford, Richmond, Indiana, Vaughn Charles Chenoveth, Hollansburg, Ohio, USA(US) (7l*) Forssan & Salomaa Oy (5l*) Primaärielektrodin järjestely korkean lämpötilan sulatusuunia varten -Primärelektrodarrangemang for högtemperatursmältugn Tämä keksintö kohdistuu sulatusuuniin, mihin sisältyy astia sulaa ainesta varten, sähköä johtava osa sijoitettuna tähän astiaan sekä vähintäin kaksi sähköä johtavaa primäärielektrodia astian sisällä, joista niiden kärjet on sijoitettu sä-teettäissuunnassa eroon johtavan osan ympärille sellaisten aineiden kuten lasin, kuonan, tulenkestävien seoksien jne. sulattamiseksi.
Kuviossa 1 esitetyn yleisen tyypin sähköisiä korkean lämpötilan sulatusuuneja tunnetaan jo alalla paljon. Yleisesti nämä uunit käyttävät kolmea elektrodia A (vain yksi on esitettynä kuviossa 1) sijoitettuna ulostulo-osan B ympärille, mikä myös toimii sähköä johtavana osana, joka on yhteistoiminnassa kolmen elektrodin kärkien kanssa muodostaen kolmikärkisen tähden virtakuvioon. Useimmissa aikaisemmin tunnetuissa laitteissa on ollut tarpeen huuhtoa ulostuloa D ja sisääntuloja C elektrodeista A inertillä kaasulla tai pelkistävällä kaasulla kuten vedyllä, jotta estettäisiin ulostulon ja elektrodien laadun huonontumista, näiden ollessa yleensä valmistettu tulenkestävästä aineesta kuten molybdeenistä, tantaa-lista tai volframista.
2 57864
Eräs kiusallinen ominaisuus tällaisissa aikaisemmin tunnetuissa uuneissa on, että primäärielektrodit on asennettu siten, että ne kulkevat tulenkestävien sivuseinien tai uunin pohjan läpi sulatteen pinnan tason alla. Tällainen elektrodien asennusmenetelmä vaatii monimutkaista ja kallista uunin kuorta ja tulenkestävää vuorausta, jotta siihen sopisi primäärielektrodit. Edelleen näissä tunnetuissa uuneissa on alueita, jotka, mikäli niitä ei ole eristetty hyvin täsmällisesti, saattavat aiheuttaa elektrodien oikosulkeutumisen tai aiheuttaa metallisen uunin vaipan vääntymisen tai sulamisen. Myöskin ovat luotettavat tiivisteet sisääntuloissa C tarpeen, jotta estettäisiin ilman vuotamista sisään ja elektrodien ympärille uunin ulkopuolelta, mikä hapettaisi ja lyhentäisi elektrodien ikää ja estäisi uunin sulaa sisältöä vuotamasta elektrodien ympäriltä. Elektrodit kuluvat yleensä loppuun ennen uunin tulenkestäviä seiniä ja täten elektrodit täytyy korvata useammin, mikä johtaa toiminnan keskeytymiseen oleellisiksi ajanjaksoiksi, jotta uuni voitaisiin jäähdyttää, poistaa vaurioituneet elektrodit ja asentaa uudet elektrodit. Edelleen elektrodien vaihtaminen saattaa vaurioittaa sähköistä eristystä elektrodien ja uunin vaipan välillä.
Elektrodien kärkiä täytyy siirtää kohden uunin keskustaa jaksottaisesti primääri-elektrodien eliniän aikana, koska elektrodien kärkien E optimi välimatka ulostulon osasta B vaihtelee elektrodien kärkien kuluessa. Näitten säätöjen tekeminen on osoittautunut vaikeaksi niissä primäärielektrodin asennussysteemeissä, joita on aikaisemmin tunnettu, koska näissä systeemeissä, mikäli primäärielektrodeja siirretään liian pitkälle uunin keskustaa kohden niitä ei helposti voida vetää takaisin.
Vaikkakin on ollut tunnettua käyttää käynnistyselektrodeja, jotka eivät kulje uunin seinän läpi sulatteen pinnan alapuolella on näitä tunnettuja käynnistys-elektrodeja käyttävät uunit edelleen varustettu primäärisillä elektrodeilla, jotka kulkevat uunin seinän lävitse. Koska nämä käynnistyselektrodit pyrkivät kulumaan hyvin nopeasti pinnan tasolta sulan lasin yläpinnan ja ilman tai sulamattoman erän väliltä nämä käynnistyksen eli kastamistyypin elektrodit ovat käytössä ainoastaan käynnistämisen aikana ja ne poistetaan niin pian kuin riittävä virta-määrä saavutetaan primäärielektrodin kärkien ja uunissa olevan aineen välillä ja uunissa oleva aine on riittävästi sulanut primäärielektrodien kärkien väliltä.
Nyt kyseessä olevan keksinnön tarkoituksena on voittaa ne ongelmat, jotka liittyvät aikaisemmin tunnettuihin pohjaan tai sulatteen pinnankorkeuden alle seinään asennettuihin primäärielektrodeihin mahdollistamalla erityisesti suunniteltu primäärielektrodin järjestely, joka on asennettu eri tavoin ja mikä ei vaadi sen huuhtomista neutraalilla tai pelkistävällä kaasulla jotta suojattaisiin järjestelyn elektrodeja hapettumiselta ja sellainen, missä primäärielektrodit ovat 3 57864 helppoja säätää ja poistaa tai korvata uudella ilman, että uunia tarvitsisi jäähdyttää. Nyt kyseessä olevan keksinnön primäärielektrodien järjestely lisää elektrodien ikää verrattuna aikaisemmin tunnettuun ja poistaa sähköisten oikosulkujen vaaran primäärielektrodien ja metallisen uunin vaipan välillä.
Keksinnön kohteena on siten sulatusuuni, jossa on sulaa materiaalia sisältävä astia, astian sisällä oleva sähköäjohtava elin ja mainitun astian sisällä ainakin kaksi sähköäjohtavaa primäärielektrodia, joiden kärjet on sijoitettu säteit-täisesti välimatkan päähän toisistaan mainitun sähköäjohtavan elimen ympärille. Keksinnön mukaiselle sulatusuunille on tunnusomaista, että osa jokaisesta pri-määrielektrodista ulkonee sulan materiaalin yläpinnan läpi ympäristöön, joka on sulan materiaalin yläpinnan läheisyydessä, että jokaisen primäärielektrodin ulkopinnan ympärille on sijoitettu ensimmäinen virtaavaa väliainetta käyttävä jäähdytin kohtaan, jossa elektrodi kulkee sulan materiaalin yläpinnan läpi, ja sen lähelle elektrodien jäähdyttämiseksi tämän, kohdan läheisyydessä lämpötilaan, joka on sen alapuolella, jossa mainittujen elektrodien muodostamiseen käytetty materiaali hapettuisi nopeasti hapettavassa kaasukehässä, ja että jokaisen primäärielektrodin sisälle on sijoitettu lisäjäähdytin vain siihen primäärielektrodin osaan, joka ulkonee sulan materiaalin pinnan yläpuolelle, elektrodin sulan materiaalin yläpinnan yläpuolelle ulkonevan osan lämpötilan pitämiseksi sen lämpötilan alapuolella, jossa elektrodin valmistamiseen käytetty materiaali hapettuisi nopeasti hapettavassa ympäristössä.
Kuvio 1 on poikkileikkaus tyypillisestä aikaisemmin tunnetusta uunista.
Kuvio 2 on poikkileikkaus eräästä tämän keksinnön suoritusmuodosta.
Kuvio 3 on yläkuvanto kuviossa 2 esitetystä suoritusmuodosta.
_ Kuvio 4 on suurennettu kuvanto osasta kuviossa 2 esitettyä suoritusmuotoa, mikä selvemmin esittää erään primäärielektrodeista.
Kuvio 5 on osittainen poikkileikkaus tämän keksinnön toisesta suoritusmuodosta.
Kuvio 6 on sivukuvanto laitteistosta, jota käytetään asentamaan ja kannattamaan primäärielektrodeja tämän keksinnön mukaan osan siitä ollessa poistettu havainnollistamisen parantamiseksi.
Kuvio 7 on yläkuvanto kuviossa 6 esitetyn laitteiston osasta, mikä selvemmin esittää kuinka sähköenergiaa syötetään primäärielektrodeihin.
4 57864
Kuvio 8 on suurennettu poikkileikkaus primäärielektrodin sulateviivan läheisyyden jäähdyttimestä, mikä on esitetty kuvioissa 2,5 ja 9.
Kuvio 9 on poikkileikkaus vielä eräästä tämän keksinnön suoritusmuodosta.
Viitaten nyt kuvioihin 2 ja 3 sisältää tämän keksinnön mukainen uuni astian tai säiliön sulaa ainetta 2 varten, joukon primäärielektrodeja 4, sähköä johtavan osan kuten ulostulon 6 sekä elektrodin asentimen 8. Astia sulaa ainesta varten sisältää ulomman metallisen vaipan 10, jota voidaan vesijäähdyttää millä tahansa soveliaalla tavalla erityisesti sulatettaessa aineita lämpötilassa yli 1100°C (2000°F). Metallinen vaippa 10 on vuorattu soveliaan tulenkestävän aineen 12 kerroksella, joka soveltuu yhteen uunissa sulatettavana olevan aineen kanssa. Sähköä johtava ulostulo 6 on kannatettuna oikeassa asennossaan metallisella kartiolla 14, joka edullisimmin on valmistettu tulenkestävästä metallista kuten molybdeenistä, volfra-mista tai tantaalista. (Sanonnalla "tulenkestävä metalli" tarkoitetaan tässä, että metalli sietää korkeita lämpötiloja). Tämä metallinen kartio 14 on puolestaan kannatettu vesijäähdytteisellä metallisella alemmalla kartiolla 16, joka yleensä on valmistettu voimakkaasti lämpöä johtavasta aineesta kuten kuparista.
Kuvioissa 2 ja 3 esitetyt primäärielektrodit 4 sisältävät elektrodin kärjen 18, joka yleensä on muodoltaan levy, johon on kierteittämällä tai hitsaamalla kiinnitetty yleensä vaakasuuntainen alempi elektroditanko tai varsi 24, joka edullisimmin on muodoltaan pyöreä, mutka 26, johon tanko 24 on kierteillä, hitsaamalla tai muutoin yhdistetty ja johon myös ylempi, yleisesti ottaen pystysuora elektrodi-tanko tai varsi 28 on liitetty samaan tapaan. Primäärielektrodin kärki 18 ja elektroditangot 24 ja 28 on valmistettu aineesta, jolla on hyvä sähköinen johtavuus, edullisimmin tulenkestävästä metallisesta aineesta kuten molybdeenistä, volframista tai näiden metalliseoksista. Primäärielektodin ylemmän tangon 28 ylempi osuus on liitetty elektrodiasentimeen 8 mutkan 36 avulla, joka edullisimmin on kuparia käyttäen mitä tahansa soveliasta tavanomaista kiinnitystä tai pultti-osia. Ylempi elektrodin tanko 28 on jäähdytetty pitkin osaa pituudestaan estämään hapettuminen sulatteen pinnantason 21 yläpuolelta, edullisimmin jäähdyttäen sitä syöttämällä jäähdytysainetta kuten vettä sisääntuloon 40 ja poistamalla jääh-dytysväliaineen ulostulon 42 kautta. Sovelias rakenne tätä jäähdytyssysteemiä varten tullaan kuvaamaan yksityiskohtaisemmin myöhemmin kuvioon 4 viitattaessa. Myöskin sijaitsee ylemmässä elektrodivarressa 28 sulatteen pinnantason läheisyyden jäähdytin 29, jolla ylläpidetään elektrodin varsi tietyn kriitillisen hapettu-mislämpötilan alapuolella sulatteen pinnantason 21 läheisyydessä, mihin sisältyy sulamaton erä 22 sulatteen 21 pinnan yläpuolella sekä alue välittömästi sulamatto- 5 57864 man erän yläpuolella, missä elektrodin varsi olisi alttiina ilmalle, mikä on voimakkaasti hapettavaa. Piirustuksissa esitetty jäähdytin 29 muodostuu jäähdy-tysvaipasta 30, minkä kautta jäähdytysväliainetta, kuten ilmaa tai vettä kierrätetään sisääntuloputken 32 kautta ja mistä se poistuu ulostulopukesta 34. Jäähdy-tysväliaineen virtaus tämän sulatteen pinnantason läheisyyden jäähdyttimen 29 kautta on säädettävissä, jotta ylläpidettäisiin elektroditangon lämpötilaa tässä läheisyysalueella lämpötilassa, joka on sen alapuolella, missä se nopeasti hapettuu sellaisessa hapettavassa kaasussa kuin ilmassa.
Kuvio 4 on suurennettu osittaiskuvanto kuviosta 2 havainnollistaen tämä erään primäärielektrodeista 4 rakennelmaa. Jäähdyttimen 29 aikaansaaman jäähdytyksen lisäksi on oleellisesti pystysuuntainen ylempi elektroditanko 28 edelleen jäähdytetty jäähdytysvaipalla 41, joka suuntautuu alas keskellä suurinta osaa ylem-, män elektroditangon 28 pituutta. Jäähdytysvaippaan 41 kuuluu ulompi vaippa 43, missä on ulostulo 42 ja sisääntuloputki 40 suuntautuen nämä alas keskustaa pitkin pitkin suurinta ulomman vaipan 43 pituutta. Jäähdytysvaippa 41 voidaan valmistaa mistä tahansa aineesta, joka soveltuu yhteen sen aineen kanssa, mitä on käytetty ylempään elektrodivarteen 28. Kun molybdeeniä käytetään ylempään elektro-divarteen 28 on jäähdytysvaippa 41 edullisimmin valmistettu kuparista. Mitä tahansa jäähdytysainetta voidaan kierrättää jäähdytysvaipan 41 kautta kuten ilmaa, vettä jne. Tämän jäähdytysvaipan 41 tehtävä on ylläpitää ylemmän elektroditangon 28 lämpötilaa sen alapuolella, missä se helposti hapettuisi ilmassa. Ylempää elektrodin vartta 28 kuumennetaan ei pelkästään lämpötilan vaikutuksesta uunin sulatteessa vaan myös sen oman sähkövastuksen johdosta suurelle määrälle sähkövirtaa, joka sen kautta kulkee. Koska tanko sulatteen pinnantason 21 alapuolella on suojattuna hapettumiselta sulan aineksen 20 välityksellä tarvitaan jäähdytystä ainoastaan paljaana olevalla osuudella tangossa 28 sekä sulatteen pinnantason 21 yläpuolella. Täten jäähdytysvaipan 41 se määrä, joka ulottuu sulatteen pinnantason 21 alle ei ole kriitillinen kunhan vain ylläkuvattu vaatimus on toteutettu.
" Ei ole tarpeen jäähdyttää elektrodin mutkaa 26 alempaa elektrodivartta 24 tai elektrodin kärkeä 18.
Sulatteen pinnantason läheisyyden jäähdytin 29 saattaa olla valmistettu mistä tahansa aineesta, joka soveltuu olosuhteisiin ja soveltuu yhteen sulan aineksen 20 kanssa, minkä kanssa se on kosketuksissa. Kun sulatetaan lasia tai tulenkestäviä seoksia on pidettävä edullisimpana että käytetään kuparia tai ruostumatonta terästä jäähdytysvaippaan 30 sekä sisääntulon ja ulostulon putkiin 32 ja 34.
Kuvio 5 esittää edullisena pidetyn suoritusmuodon nyt kyseessä olevasta keksin- 6 57864 nöstä, mikä on jonkin verran erilainen kuin kuviossa 2 esitetty suoritusmuoto.
Tässä suoritusmuodossa minimimäärä kutakin primäärielektrodia sijaitsee sulatteen pinnantason 21 alapuolella. Kussakin primäärielektrodissa on pääasiallisesti ottaen vaakasuora varsi 39, mikä edullisimmin on tulenkestävää metallia oleva ontto tanko, ollen esim. molybdeeniä, ja on sillä riittävä halkaisijamitta ja seinän paksuus jotta se kantaisi itsensä ja loppuosan elektrodista. Elektrodin varsi 39 on kierretty kierteillä, hitsattu tai muutoin liitetty mutkaan 36, mikä saattaa olla tulenkestävää metallia, kuparia tai muuta soveliasta ainetta. Jotta poistettaisiin jonkin verran sen sähköisen vastuksen kehittämästä lämmöstä saattaa elektrodin varsi 39 olla vesijäähdytetty samaan tapaan kuin elektrodin tanko 28, mikä on esitettynä kuviossa 2, kuten tullaan näkemään myöhemmin kuvattaessa kuviota 6. Mutkaan 36 on myös kiinnitettynä elektroditanko 28, mikä tässä suoritusmuodossa ei ole vesijäähdytetty paitsi sen jäähdytyksen osalta, jonka sulatteen pinnantason läheisyyden jäähdytin 29 aikaansaa. Muut tämän suoritusmuodon piirteet ovat samoja kuin vastaavat ominaisuudet kuvion 2 suoritusmuodossa ja on ne numeroitu vastaavasti.
On myös mahdollista muuntaa kuviossa 5 esitettyä suoritusmuotoa lyhentämällä elektrodin vartta 39 hieman kiinnittämällä mutka, kuten kuviossa 4 esitetty mutka 26 elektroditangon 28 päähän ja sitten käyttämällä lyhyttä pääasiallisesti vaakasuuntaista elektrodivartta, kuten alempaa elektrodivartta 24, mikä on esitetty kuviossa 4 korvaamaan sitä elektrodivarren 39 pituutta, mitä oli lyhennetty. Vaikkakin tällainen muunnos sijoittaa enemmän elektrodin massasta sulatteen pinnantason 21 alapuolelle kuin kuviossa 5 esitetty suoritusmuoto, on siinä pienem-* pi elektrodin massa sulatteen pinnantason 21 alapuolella kuin kuvioissa 2 ja 4 esitetyssä suoritusmuodossa.
Kuvio 6 esittää laitteiston, jota käytetään asentamaan ja kannattamaan kutakin primäärielektrodia ja kytkemään sähkötehon syöttölähde kuhunkin näistä elektrodeista. Kuviossa 6 esitetty laite on järjestetty kuviossa 5 esitettyä elektrodin rakennetta varten. Elektrodivarsi 39 on pulttikiinnitetty teräksiseen satulaan 44 käyttäen satulasolkea 46 ja pultteja 48. Teräksinen satulasolki 46 on puolestaan hitsattu kiinni teräksiseen tankoon 50, joka puolestaan on pulteilla 54 kiinnitetty tavanomaiseen säädettävään ruuvilaitteeseen 52. Käyttämällä tätä laitetta ja pyörittämällä laitteen kuusiomutteria 53 suuntaan tai toiseen voidaan elektrodivartta 39 siirtää edestakaisin sivuttaissuunnassa säätämään välimatkan suuruutta elektrodin kärjen 18 pinnan sekä ulostulon 6 vastapäisen pinnan välillä (vertaa kuviota 5), jotta aikaansaataisiin halutut toiminnan ja sulatuksen olosuhteet ja tehokkuus. Säädettävä ruuvilaite 52 on puolestaan pulttikiinnitetty asennuslevyyn 55 pulteilla 57. Asennuslevy 55 on kiinnitetty alempaan kannatin- 7 57864 levyyn 56 nivelöityen käyttäen apuna laakeria tai rullaa 58, joka on hitsattu asennuslevyyn 55 sekä pidintä 60, joka on hitsattu kannattavaan levyyn 56 pitimen 60 ollessa liitetty laakeriin 58 puikolla 62 tavanomaiseen tapaan. Asennuslevyn 55 toisessa päässä kulkee kierteitetty säätöpultti 64 kuusiomutterin 66 kautta, mikä on hitsattu asennuslevyyn 55 ja tukeutuu kulutuslevyä 68 vasten, joka on hitsattu kannattavaan levyyn 56. Pyörittämällä säätöpulttia 64 suuntaan tai toiseen kulma elektrodivarren 39 ja vaakasuunnan välillä on aseteltavissa, mikä täten mahdollistaa säädön, jotta kohdistettaisiin elektrodin kärjen 18 pinta yhdensuuntaiseksi ulostulon 6 vastapäisen ulomman pinnan kanssa (vertaa kuviota 2). Kannattava levy 56 on puolestaan kiinnitetty pulteilla sähköisesti eristävään tyynyyn 70 käyttäen pultteja 72. Sähköisesti eristävä tyyny 70 on puolestaan kiinnitetty lattiaan tai muuhun rakenneosaan tavanomaiseen tapaan.
Viitaten kuvioihin 6 ja 7 syötetään sähkötehoa kumpaankin elektrodivarteen 39 kuparia tai muuta sähköä johtavaa metallia olevilla kiskoilla 75 sähkökaapeleihin 76, mitkä on asennettu näihin tavanomaiseen tapaan. Kiskot 75 on asennettu elektrodin varteen 39 sähköä johtavan satulan 73 ja pulttien 77 avulla. Osa eräästä tangosta eli kiskosta 75 on kuviossa 6 leikattu, jotta voitaisiin paremmin havainnollistaa asennusrakennelman muita piirteitä.
Sulatteen pinnan tason läheisyyden jäähdytin 29, mitä käytetään nyt kyseessä olevassa keksinnössä ylläpitämään primäärielektrodien lämpötilaa sulatteen pinnantason 21 läheisyydessä lämpötilassa, mikä on sen alla, mikä nopeasti hapettaisi ne hapettavassa kaasukehässä, esitetään poikkileikkauksena kuviossa 8. Esitetty jäähdytin 29 sisältää vesijäähdytysvaipan 30, joka edullisimmin on valmistettu kuparista tai ruostumattomasta teräksestä ja sisältää edullisimmin yhtenä kappaleena olevan valetun tai työstetyn ontelon 78, mihin on hitsattu, hopeajuotettu tai muutoin soveliaasti kiinnitetty ylälevy 80 pitkin kehäviivoja 82,84. Ylälevys-sä 80 on kaksi kierteitettyä aukkoa 86, joista toinen on yhdistetty sisääntuloon 32 sekä putkeen 83 jäähdytysveden suuntaamiseksi ontelon 78 pohjaa kohden ja joista toinen on yhdistetty ulostuloon 35. Ulkopuolinen halkaisija elektroditangolle 28 on edullisimmin pienempi kuin mitä on jäähdytysvaipan 30 sisäpuolinen halkai-sijamitta, jotta sallittaisiin jäähdytysvaipan 30 helppo poistaminen elektrodin tangolta 28 vaihdettaessa primäärielektrodeja. Mikä tahansa sula aines, joka tulee sisään elektrodin tangon 28 ja jäähdytysvaipan 30 sisäpuolisen pinnan väliin jähmettyy välittömästi muodostaen tiivisteen.
Elektrodin kanssa kosketuksiin tuleva kokonaiskorkeus tai pituus jäähdyttävästä vaipasta 30 riippuu kustakin erityisestä ominaisuudesta esim. aineen tyypistä, 8 57864 jota sulatetaan, uunissa sulana olevan aineen 20 lämpötilasta ja sulamattoman erän 22 kerroksen paksuudesta. Tyypillisessä lasinsulatustoimenpiteessä, jossa sulatetaan lasiseosta, joka soveltuu kuidun muodostukseen on elektrodien kanssa kosketuksiin tuleva kokonaiskorkeus noin 15 cm (6 tuumaa) tyydyttävää jäähdytys-vaippaa 30 varten. Kun sulatetaan tulenkestäviä aineita, joilla on korkeampi sulatteen lämpötila saattaa olla tarpeen lisätä tehollista kosketuskorkeutta tai pituutta tälle jäähdytysvaipalle 30. Vaikkakin jäähdytysvaipan 30 liitokset sulatteen pinnankorkeuden alapuolella ovat sallittavia ei niitä tule pitää edullisena häiritsevien vuotojen suuremman mahdollisuuden johdosta liitoksissa, mitkä ovat hankalassa ympäristössä.
Vielä eräs suoritusmuoto nyt kyseessä olevasta keksinnöstä on esitetty kuviossa 9. Paitsi mitä tulee primäärielektrodien muotoon on tämä suoritusmuoto samanlainen kuin kuvioissa 2 ja 5 esitetty suoritusmuoto ja täten vastaavat osat on numeroitu vastaavasti. Tässä suoritusmuodossa ulottuu elektrodin tanko 28 suoraan mutkasta 37 elektrodin kärkeen 18. Vaikkakin tämä primäärielektrodin rakenne sijoittaa suuremman prosenttiosuuden elektrodista sulatteen pinnantason 21 alapuolelle kuin mitä kuviossa 5 esitetty rakenne, se pienentää primäärielektrodin rakenteen kokonaisuuden monimutkaisuutta. Tässä rakenteessa, koska elektroditanko 28 kulkee sulatteen pinnantason 21 läpi paljon pienemmässä kulmassa kuin mitä kuvioiden 2 ja 5 esittämässä rakenteessa, on tarpeen oleellisesti lisätä elektrodien kanssa kosketuksiin tulevaa pituutta jäähdytysvaipassa 30.
Kuvioissa 2,5 ja 9 esitetyt primäärielektrodin rakenteet ovat ainoastaan eräitä useista rakenteista, joita voitaisiin käyttää tämän keksinnön mukaan. Ainoa vaatimus nyt kyseessä olevasta keksinnöstä on, että primäärielektrodit asennetaan ja järjestetään siten, että ne eivät kulje sulatusuunin seinän tai pohjan läpi pisteessä, joka on sulatteen pinnantason alapuolella ja että primäärielektrodit ovat varustettuja jäähdyttimellä, jotta ylläpidettäisiin primäärielektrodin lämpötilaa sulatteen pinnantason läheisyydessä lämpötilassa, mikä on sen alapuolella, missä primäärielektrodin aines nopeasti hapettuisi hapettavassa kaasussa sijai-tessaan. Tämä lämpötila luonnollisestikin vaihtelee riippuen primäärielektrodei-hin käytetystä aineesta.
Aina kun sanontaa primäärielektrodi tai -elektrodit on tässä selityksessä käytetty ei niitä tule sekoittaa käynnistys- tai kastoelektrodeihin, joita aikaisemmin on käytetty. Nämä käynnistys- tai kastoelektrodit voidaan eliminoida käyttämällä muita aluksi tapahtuvan lasierän tai lasimassan kuumentamisen keinoja sulattamaan riittävä määrä primäärielektrodin kärkien ja sähköä johtavan ulostulon ympäriltä pienentämään tämän sulatteen vastusta sellaiseen arvoon, missä primäärielektro- 9 57864 dit saattavat toimia tarkoitetulla tavalla. Tämän jälkeen lisätään ylimääräinen erä uuniin siten, että jaellaan tämä erä tasaisesti sulatteen pinnan päälle muodostamaan eristävä kerros ja uudistamaan tätä erää nopeudella, mikä on oleellisesti sama kuin se nopeus, jolla tätä sulatetta uunista poistetaan ulostulon 6 kautta tavanomaiseen tapaan.
Käytettäessä nyt kyseessä olevaa keksintöä voidaan yksi tai useampia primääri-elektrodeja korvata jäähdyttämättä tätä uunia välillä pelkästään kytkemällä pois teho primäärielektrodista, joka tulee korvata, nostamalla elektrodi ja elektrodin asennusrakennelma pois, irroittamalla viallinen tai kulunut elektrodi tai elektrodin kärki ja korvaamalla se uudella elektrodilla tai uudella kärjellä laskemalla alas uusi tai korjattu primäärielektrodi ja elektrodin asennusrakennelma takaisin paikalleen ja kytkemällä teho takaisin tähän uuteen tai korjattuun primäärielektro-diin. Nyt kyseessä olevalla keksinnöllä tämä vaatii normaalisti yhden tunnin tai vähemmän kutakin primäärielektrodia kohden verrattuna noin 24-48 tunnin määrään, mikä on tarpeen jäähdyttämään ja korvaamaan uudella primäärielektrodi aikaisemmin tunnetuissa uuneissa. Tämän lisäksi nyt kyseessä olevan keksinnön mukaisilla elektrodeilla tulenkestävä vuoraus ja uunin vaippa omaavat pitemmän eliniän, kuin mitä aikaisemmin tunnetuilla uuneilla, koska ei ole olemassa vuorovaikutusta uunin seinien tai pohjien sekä elektrodien välillä.
Edelleen inerttiä tai pelkistäviä kaasuja, mitkä ovat tarpeen primäärielektrodien suojaamiseksi aikaisemmin tunnetuissa uuneissa ei nyt tarvita nyt kyseessä olevan keksinnön mukaisessa uunissa. Lopuksi nyt kyseessä olevan keksinnön uuni on paljon turvallisempi kuin aikaisemmin tunnetut koska vaara sähköoikosuluista primäärielektrodien ja uunin vaipan kanssa on vältetty kuten ovat myös vaarat sulatteen vuotamisesta primäärielektrodin aukkojen läpi vaipassa ja vuorauksessa ja sen valuminen ulos uunin alle.
Kuvattaessa tätä keksintöä on tiettyjä suoritusmuotoja käytetty keksinnön havainnollistamiseen ja sen käytännön selvittämiseen. Keksintö ei kuitenkaan ole rajoitettu näihin erityisiin suoritusmuotoihin, koska muutkin suoritusmuodot ja muunnokset tämän keksinnön puitteissa juolahtavat helposti alan asiantuntijan mieleen tätä selitystä luettaessa. Keksintö ei täten ole tarkoitettu rajoitettavaksi esitettyihin erityisiin suoritusmuotoihin vaan rajoittuu ainoastaan oheisten patenttivaatimusten mukaisesti.

Claims (8)

10 5 7 8 6 4
1. Sulatusuuni, jossa on sulaa materiaalia (20) sisältävä astia (2), astian (2) sisällä oleva sähköäjohtava elin (6) ja mainitun astian (2) sisällä ainakin kaksi sähköäjohtavaa primäärielektrodia (4), joiden kärjet (18) on sijoitettu säteit-täisesti välimatkan päähän toisistaan mainitun sähköäjohtavan elimen (6) ympärille, tunnettu siitä, että osa jokaisesta primäärielektrodista (4) ulko-nee sulan materiaalin (20) yläpinnan (21) läpi ympäristöön, joka on sulan materiaalin (20) yläpinnan (21) läheisyydessä, että jokaisen primäärielektrodin (4) ulkopinnan ympärille on sijoitettu ensimmäinen virtaavaa väliainetta käyttävä jäähdytin (29) kohtaan, jossa elektrodi (4) kulkee sulan materiaalin (20) yläpinnan (21) läpi, ja sen lähelle elektrodien (4) jäähdyttämiseksi tämän kohdan läheisyydessä lämpötilaan, joka on sen alapuolella, jossa mainittujen elektrodien (4) muodostamiseen käytetty materiaali hapettuisi nopeasti hapettavassa kaasukehässä, ja että jokaisen primäärielektrodin (4) sisälle on sijoitettu lisäjäähdytin (41) vain siihen primäärielektrodin (4) osaan, joka ulkonee sulan materiaalin (20) pinnan (21) yläpuolelle, elektrodin sulan materiaalin (20) yläpinnan (21) yläpuolelle ulkonevan osan lämpötilan pitämiseksi sen lämpötilan alapuolella, jossa elektrodin (4) valmistamiseen käytetty materiaali hapettuisi nopeasti hapettavassa ympäristössä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uuni, tunnettu siitä, että primääri-elektrodit (4) on valmistettu tulenkestävästä aineesta, mikä on valittu ryhmästä, mihin sisältyvät molybdeeni, tantaali, volframi ja näiden metalliseokset.
3. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-2 mukainen uuni, tunnettu siitä, että kukin primäärielektrodi (4) muodostuu pääasiallisesti ottaen vaakasuuntaisesta elektrodivarresta (38), joka ulottuu oleellisen matkan yli uunin ylemmän reunan ja siellä olevan sulan materiaalin (20) yli, pääasiallisesti ottaen pystysuorasta elektroditangosta (28) kytkettynä tähän pääasiallisesti ottaen vaakasuoraan elektrodivarteen (38) sen ulottuessa tietystä pisteestä sulan materiaalin (20) yläpuolella alas sulan materiaalin ylemmän pinnan (21) läpi ja tiettyyn pisteeseen sulan materiaalin sisällä lähellä edellämainittua sähköisesti johtavaa osaa.
4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukainen uuni, tunnettu siitä, että siinä lisäksi on asennin (8) kutakin primäärielektrodia varten tämän asentimen sisältäessä säätöruuvin laitteen (52), jolla siirretään primäärielektrodia (4) siten, että etäisyys tämän elektrodin (4) kärjen (18) ja ulomman vastak- 11 57864 kaisen pinnan välillä tästä sähköäjohtavasta osasta (6) on muutettavissa.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen uuni, tunnettu siitä, että asentimeen (8) edelleen liittyy nivel elektrodin asennusosan kääntämisen mahdollistamiseksi tietyn pisteen tässä elektrodin asentimessa (8) ympäri niin, että säädetään tämän elektrodin kärjen (18) pinnan ja vastapäätä olevan ulomman pinnan mainitusta sähköäjohtavasta elimestä (6) välistä yhdensuuntaisuutta.
6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukainen uuni, tunnettu siitä, että käytetään kolmea primäärielektrodia (4).
7. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-6 mukainen uuni, tunnettu siitä, että primäärielektrodin (4) sen osan akseli, joka alkaa elektrodin asennus-osasta (8) ja ulottuu elektrodin (4) kärkeen (18) saakka on oleellisesti suora.
8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mukainen uuni, tunnettu siitä, että mainittu sähköäjohtava elin (6) on ulostulo, minkä kautta sula materiaali kulkee tämän uunin ulostuloon.
FI761350A 1975-05-16 1976-05-13 Primaerelektrodarrangemang foer hoegtemperatursmaeltugn FI57864C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57843975 1975-05-16
US05/578,439 US3983309A (en) 1975-05-16 1975-05-16 Primary electrode arrangement for high temperature melting furnace

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI761350A FI761350A (fi) 1976-11-17
FI57864B FI57864B (fi) 1980-06-30
FI57864C true FI57864C (fi) 1980-10-10

Family

ID=24312890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI761350A FI57864C (fi) 1975-05-16 1976-05-13 Primaerelektrodarrangemang foer hoegtemperatursmaeltugn

Country Status (22)

Country Link
US (1) US3983309A (fi)
JP (1) JPS51139812A (fi)
AU (1) AU1330676A (fi)
BE (1) BE841402A (fi)
BG (1) BG28279A3 (fi)
BR (1) BR7603070A (fi)
CA (1) CA1077997A (fi)
CS (1) CS202553B2 (fi)
DE (1) DE2621380B2 (fi)
ES (1) ES447920A1 (fi)
FI (1) FI57864C (fi)
FR (1) FR2311263A1 (fi)
GB (1) GB1550654A (fi)
HU (1) HU173341B (fi)
IN (1) IN144125B (fi)
IT (1) IT1060499B (fi)
MX (1) MX3443E (fi)
RO (1) RO71128A (fi)
SE (1) SE414106B (fi)
SU (1) SU629902A3 (fi)
YU (1) YU103576A (fi)
ZA (1) ZA762423B (fi)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4159392A (en) * 1978-01-18 1979-06-26 Johns-Manville Corporation Apparatus for mounting a primary electrode
US4224460A (en) * 1979-01-05 1980-09-23 Libbey-Owens-Ford Company Electrode heating device for use in glass melting furnaces
US4350516A (en) * 1981-02-13 1982-09-21 Guardian Industries Corporation Outlet for a glass melting furnace
US4351054A (en) * 1981-03-04 1982-09-21 Manville Service Corporation Optimized mixing and melting electric furnace
US4413346A (en) * 1981-11-04 1983-11-01 Corning Glass Works Glass-melting furnace with batch electrodes
CA1202057A (en) * 1981-11-04 1986-03-18 Ronald W. Palmquist Glass-melting furnaces
US4528013A (en) * 1982-08-06 1985-07-09 Owens-Corning Fiberglas Corporation Melting furnaces
US4555492A (en) 1983-04-22 1985-11-26 Manville Service Corporation High temperature refractory fiber
DE3445557A1 (de) * 1984-12-14 1986-06-19 Nikolaus Sorg GmbH & Co KG, 8770 Lohr Elektrisch betriebener diskontinuielicher glasschmelzofen
FR2599734B1 (fr) * 1986-06-06 1992-06-05 Saint Gobain Rech Technique de fusion electrique du verre
DE59002761D1 (de) * 1990-07-07 1993-10-21 Sorg Gmbh & Co Kg Glasschmelzofen, insbesondere für das Verglasen von Abfallstoffen.
DE4445167C1 (de) * 1994-12-17 1996-04-25 Sorg Gmbh & Co Kg Elektrodenanordnung für Glas-Wannenöfen und deren Verwendung
US6044667A (en) * 1997-08-25 2000-04-04 Guardian Fiberglass, Inc. Glass melting apparatus and method
US5961686A (en) 1997-08-25 1999-10-05 Guardian Fiberglass, Inc. Side-discharge melter for use in the manufacture of fiberglass
US6143065A (en) 1999-07-12 2000-11-07 J. M. Huber Corporation Precipitated calcium carbonate product having improved brightness and method of preparing the same
US6402824B1 (en) 2000-05-26 2002-06-11 J. M. Huber Corporation Processes for preparing precipitated calcium carbonate compositions and the products thereof
US20050138965A1 (en) * 2003-12-31 2005-06-30 Freeman Charles J. Measurement of the electrical resistance of a molten glass
DE102004031241B4 (de) * 2004-06-29 2007-05-24 Beteiligungen Sorg Gmbh & Co. Kg Elektrodensystem für Glas-Schmelzöfen
DE102006041106B4 (de) * 2006-09-01 2009-10-01 Schott Ag Elektrodensystem für Glasschmelzöfen
CN102153268A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 秦皇岛凯维科技有限公司 电助熔电极装置
US8743926B2 (en) 2010-08-10 2014-06-03 H.C. Starck Inc. Liquid cooled glass metal electrode
US10570045B2 (en) 2015-05-22 2020-02-25 John Hart Miller Glass and other material melting systems
CN113423668B (zh) 2018-12-21 2023-01-31 康宁公司 用来针对低电阻率玻璃允许高电流输入的汇流条设计
US11912608B2 (en) 2019-10-01 2024-02-27 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass manufacturing
CN113357954A (zh) * 2021-07-12 2021-09-07 西安热工研究院有限公司 一种电极加热熔融盐装置和方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE403453C (de) * 1923-06-12 1924-10-06 Emil Friedrich Russ Gekuehlte Elektrodenverstellungsvorrichtung mit Elektrodenklemmvorrichtung
DE716916C (de) * 1937-07-19 1942-02-02 Saint Gobain Elektrischer Schmelzofen zur Erzeugung von Glas
FR857325A (fr) * 1939-03-28 1940-09-06 Verrerie Souchon Neuvesel Perfectionnements apportés aux fours électriques pour la fusion du verre
DE889337C (de) * 1944-09-01 1953-09-10 Ragnar Tanberg Elektroden fuer elektrische Schmelzoefen, besonders Glasschmelzoefen
US2591708A (en) * 1947-08-25 1952-04-08 Lubatti Eugenio Electric glass furnace
US2978526A (en) * 1958-03-19 1961-04-04 Owens Illinois Glass Co Electrode assembly for glass furnace
LU37183A1 (fi) * 1958-05-13
NL278242A (fi) * 1961-05-10
US3354256A (en) * 1964-12-10 1967-11-21 Alco Standard Corp Apparatus for heating molten metals
US3402249A (en) * 1967-01-20 1968-09-17 Emhart Corp Liquid cooling device for glass furnace electrode
US3539691A (en) * 1968-10-30 1970-11-10 Gen Electric Glass furnace with improved partially immersed electrode
FR2029840A5 (fi) * 1969-01-28 1970-10-23 Clerc De Bussy Le
FR2082839A5 (fi) * 1970-03-27 1971-12-10 Le Clerc De Bussy Jacque

Also Published As

Publication number Publication date
FR2311263B1 (fi) 1980-05-09
BR7603070A (pt) 1977-05-24
HU173341B (hu) 1979-04-28
SE7605520L (sv) 1976-11-17
US3983309A (en) 1976-09-28
DE2621380B2 (de) 1979-09-20
FI761350A (fi) 1976-11-17
JPS5646071B2 (fi) 1981-10-30
BG28279A3 (en) 1980-03-25
BE841402A (fr) 1976-11-03
MX3443E (es) 1980-11-27
SU629902A3 (ru) 1978-10-25
AU1330676A (en) 1977-10-27
CS202553B2 (en) 1981-01-30
JPS51139812A (en) 1976-12-02
IT1060499B (it) 1982-08-20
GB1550654A (en) 1979-08-15
ES447920A1 (es) 1977-06-16
RO71128A (ro) 1982-05-10
YU103576A (en) 1982-06-30
ZA762423B (en) 1977-04-27
FI57864B (fi) 1980-06-30
IN144125B (fi) 1978-03-25
FR2311263A1 (fr) 1976-12-10
CA1077997A (en) 1980-05-20
DE2621380A1 (de) 1976-11-25
SE414106B (sv) 1980-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI57864C (fi) Primaerelektrodarrangemang foer hoegtemperatursmaeltugn
US7700036B2 (en) Launder for casting molten copper
US2817695A (en) Electric furnace and electrode structures for kaolin melting
USRE30521E (en) Primary electrode arrangement for high temperature melting furnace
JPH11223464A (ja) 電気炉
FI100359B (fi) Sähköuuni
KR100255406B1 (ko) 직류 아크로 설비
JPS6343675B2 (fi)
US5963579A (en) Method of heating a molten metal in a continuous casting tundish using a plasma torch, and tundish for its implementation
JP3655308B2 (ja) 電気的溶融装置
US4610015A (en) Electrode assembly for arc furnaces
US5153896A (en) Metallurgical vessel equipped with at least one electrode passing through its wall
US4592066A (en) Conductive bottom for direct current electric arc furnaces
US6137822A (en) Direct current arc furnace and a method for melting or heating raw material or molten material
EP0109356A2 (en) Electrode for high temperature processes and its use
KR960010604B1 (ko) 직류 아크로
JP4456284B2 (ja) プラズマトーチを用いた溶鋼の加熱装置
US3530223A (en) Electrode apparatus for use in an arc electrode furnace and magnetic field coils for moving and focusing the arcs therefrom
CA1198760A (en) Electrode holder for arc furnaces
JPS6131876A (ja) なべ炉の運転確実性を高める方法並びに装置
US1076518A (en) Electric furnace.
JP2946681B2 (ja) 直流アーク炉
SU1336950A3 (ru) Электрод дл получени легких металлов электролизом расплава
JPH0831570A (ja) 直流アークによる溶融金属の加熱方法および装置
JPH07234080A (ja) 直流アーク発生装置の金属電極構造

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: JOHNS-MANVILLE CORP.