FI85912C - Förfarande och anordning för styrning av råmaterialtillförseln till en elektrisk smältugn - Google Patents

Description

8591 2 Förfarande och anordning för styrning av rämaterialtillför-seln tili en elektrisk smältugn Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för att styra rämaterialtillförseln tili en elektrisk smältugn över ett flertal inmatningsorgan för rämaterialet. Uppfinningen avser även en anordning för styrning av sagda rämaterialtill-försel tili den elektriska smältugnen försedd med uppifrän in i smältan sig sträckande elektroder, ett flertal inmatningsorgan för rämaterialet, samt element för avkänning av temperaturen i ugnen.

Utrymmet ovan om smältytan i en dylik elektrisk ugn bör häl-las sä fritt frän syre som möjligt eftersom elektroderna som företrädesvis är av grafit antänds mycket lätt pä grund av den höga temperaturen i ugnen om syre finns närvarande. Det kan även vara fördelaktigt beroende pä typen av fodringen i ugnen att syrehalten i ugnen är läg. Det är sälunda fördelaktigt att pä i och för sig känt sätt upprätthälla ett visst övertryck i ugnen ovan om smältan med hjälp av en lämplig inert gas.

I en smältugn för kontinuerlig drift förutsätts naturligt-vis att rämaterialtillförseln sker huvudsakligen kontinuer-ligt sä att mängden uttagen smälta motsvarar mängden infört rämaterial. Det införda rämaterialet bildar ett skikt av fast material pä smältans yta, varifrän det smäningom smäl-ter. Det fasta materialet pä ytan bildar ett värmeisolerande skikt, vilket bidrar tili att skydda speciellt ugnens inner-tak och inmatningsorgan mot överstora värmepäfrestningar.

Det är därför önskvärt att det införda rämaterialet är för-delat förhällandevis jämt över hela smältytan, och inte bildar lokala rämaterialanhopningar pä denna. För att uppnä detta mäl är det känt att tillföra rämaterial över ett flertal inmatningsrör anordnade mellan elektroderna (t.ex. FI 85 3458).

Smältprocessen i ugnen sker emellertid inte jämt över hela ytan, utan materialet tenderar att smälta snabbare i omräde- 2 85912 na runt elektroderna. Detta leder i sin tur till att värme-strälningen runt elektroderna är större än frän andra ytom-räden vilket i sin tur leder dels till oekonomiska värmeför-luster och dels till en överstor päfrestning speciellt pä ugnens tak och pä inmatningsrörens nedre delar. Dessutom leder dessa fria lokala smältytor till ojämn temperatur pä smältan och därav följande temperaturvariationer i den smäl-ta som uttas frän smältöppningen.

Det föreligger alltsä ett behov av ett förfarande och en an-ordning med hjälp av vilka man utan insyn i ugnen kan ästad-komma en jämn fördelning av rämaterial pä ytan av smältan, och pä detta sätt reducera eller t.o.m. eliminera de ovan angivna olägenheterna.

Detta kan uppnäs med förfarandet enligt uppfinningen som möjliggör en styrd satsning av rämaterial tili den del av smältytan frän vilken den största värmeavgivningen sker. Enligt uppfinningen är det inte enbart möjligt att dirigera rämaterialet tili de delar av smälytan ifrän vilka värmeavgivningen är störst, utan det är ocksä möjligt att reglera den mängd rämaterial som satsas tili dessa delar. Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att temperaturen avkänns i ett flertal omräden ovanför smältytan i ugnen, varvid för varje avkänningsomräde en avvikelse av temperaturen frän ett fastställt värde eller frän ett vid ett annat avkänningsomräde avkänt temperaturvärde används för att reglera den rämaterialmängd som tillförs ugnen över det eller de inmatningsorgan som matar nämnda avkänningsomräde.

Förfarandet enligt uppfinningen möjliggör alltsä en fördelning av rämaterialmängden över de olika inmatningsorganen i förhällande tili de av avkänningsorganen avkända temperatu-rerna. Härvid bestäms temperaturavvikelsen för de olika av-känningsomrädena antingen i förhällande tili ett av ifräga-varande processbetingelser fastställt "normalvärde", eller 3 85912 sä bestäms temperaturdifferenserna mellan de olika avkän-ningsomrädena. Härvid regleras de genom de olika inmatnings-organen tili ugnen satsade rämaterialmängderna i förhällande tili de erhällna värdena. Sälunda mätäs företrädesvis den största rämaterialmängden genom det inmatningsrör som ligger i det omräde där den högsta temperaturen uppmäts, o.s.v.

Det är ändamälsenligt att för styrningen av rämaterialtill-förseln utnyttja en styranordning, i vilken temperaturavvi-kelserna fastställs och vilken alstrar mot differenserna svarande signaler. Dessa används i sin tur för regiering av rämaterialtillförseln genom att pä lämpligt sätt päverka t.ex. konventionella ventilorgan i matningsanordningarna, rämaterialtransportörer etc. Det är härvid möjligt, och process tekniskt enklare, att tillföra rämaterial tili ugnen över ett inmatningsorgan i gängen, varvid den totala mängden rämaterial som skall tillföras per tidsenhet fördelas över de enskilda inmatningsorganen i enlighet med de för dessa av avkänningsorganen fastställda temperaturavvikelserna.

Alternativt är det möjligt att rämaterialtillförseln tili ugnen sker samtidigt över ett flertal inmatningsorgan i pro-portioner som motsvarar de för sagda inmatningsorgan av avkänningsorganen fastställda temperaturavvikelserna.

Avkänningsorganen kan vara av vilken typ som heist förutsatt att de täi de höga ugnstemperaturerna. Användning av avkän-ningsorgan i smältugnar är i och för sig känt (t.ex. NO 150 460).

Vid genomförande av processen bör den per tidsenhet tillför-da mängden rämaterial svara mot mängden uttagen smälta. Det-ta kan övervakas pä olika sätt, t.ex. genom att kontinuer-ligt eller tidvis mätä ugnens vikt. Enligt uppfinningen fördelas den mängd rämaterial som skall tillföras ugnen över de olika inmatningsorganen pä ett sätt som leder tili optimala 4 85912 betingelser i ugnen vad avser värmeförluster frän ytan och värmepäfrestningar pä infodringar och lock.

Uppfinningen avser ocksä en anordning för att genomföra det ovan definierade förfarandet. Anordningen kännetecknas av att varje inmatningsorgan Sr via en styranordning anordnat i för-bindelse med minst ett ovanför smältan anordnat till motsva-rande omräde hörande temperaturavkänningselement, att styr-anordningen uppvisar medel för att jämföra en av ett eller flere element avkänd temperatur med en för processbetingel-serna fastställd temperatur eller en av ett eller flere and-ra avkänningselement fastställd temperatur, att anordningen uppvisar medel för att reglera rämaterialtillförseln tili inmatningsorganen pä basen av de av styranordningen fast-ställda temperaturavvikelserna.

I ugnen Mr elektroderna företrädesvis anordnade symmetriskt väsentligen längs en cirkelperiferi men även andra möjlighe-ter finns. Det är viktigt att elektroderna är sä placerade att en möjligast jämn uppvärmning av smältan uppnäs. Inmatningsorganen, vilka företädesvis är inmatningsrör bör vara placerade sä att en god täckning av smältytan erhälls. Detta uppnäs lämpligen sä att roterande inmatningsrör försedda med lämpliga spridorgan placeras mellan elektroderna väsentligen längs nämnda cirkelperiferi och i mitten av ugnen, vilka sä-lunda kan täcka Stora omräden av smältan med rämaterial. vi-dare är det fördelaktigt att placera riktade inmatningsrör mellan elektroderna och ugnsväggen för att rikta rämateria-let mot elektroderna där insmältningen av rämaterialet är störst. Rämaterialet bör mätäs in i ugnen sä att det ej me-kaniskt sliter pä ugnsväggen eller elekroderna.

Härvid kan rörändan utformas pä lämpligt sätt, t.ex. avfasas eller böjas och/eller förses med ett skydd mot strälning frän det smältande rämaterialet av nägot lämpligt värmebe-ständigt material, t.ex. ett värmebeständigt keramiskt mate- 5 85912 rial (ex. ett Αΐ203 - baserat material). Det är även möjligt att genom en lämplig utformning av rörändan, t.ex. genom att förse en cirkel-/vinkelböjd rörända med lämpligt formade ut-spräng eller "fingrar", ästadkomma en relativt jämn sprid-ning av rämaterial över inmatningsrörets hela verkningsomrä-de och inte bara längs en cirkellinje pä ytan av smältan.

Uppfinningen beskrivs i det följande i form av ett utförings-exempel under hänvisning tili bifogade ritning, där:

Fig 1 visar ett tvärsnitt genom en smältugn som ing&r i anordningen enligt uppfinningen och

Fig 2 visar de roterande inmatningsorganen mera i detalj.

Smältugnen betecknas i sin helhet med hänvisningssiffran 1, och den innehäller en mineralsmälta 2 med ett lager 3 av icke-smält rämaterial. I fig 1 visas endast tvä elektroder 4 och tre inmatningsrör 5, vilka alla sträcker sig in i ugnen genom ugnslocket. Antalet elektroder 4 och inmatningsrör 5 kan naturligtvis vara godtyckligt. Inmatningsrörets 5 ända 6 3r avfasad för att ästadkomma en spridning av rämaterialet ää röret 5 roterar kring sin längdaxel. Rören 5 uppvisar dessutom organ 7, t.ex. lämpliga ventilorgan för r&materia-let vilka aktiveras av en styrsignal som alstras av en styr-anordning P.

Enligt uppfinningen är ugnen 1 försedd med i ugnslocket an-ordnade temperaturavkänningsorgan 8, företrädesvis värmebe-ständiga termoelement, som sträcker sig nägot in i ugnsut-rymmet. I den i fig 1 visade utföringsformen har varje inmatningsrör ett tillhörande avkänningsorgan. Avkänningsorga-nen avger en mot temperaturen vid avkänningspunkten svarande signal till styranordningen P, som utgörs t.ex. av en processor. Styranordningen P jämför de av de olika avkänning-sorganen 8 avkända temperaturerna med varandra eller med ett 6 85912 för ifrägavarande processbetingelser fastställt temperatur-värde, och alstrar mot de erhällna avvikelserna svarande signaler för regiering av rämaterialtillförseln tili tillhö-rande inmatningsrör.

Temperaturavkänningsorganen 8 kan Sven vara flere eller mindre tili antalet än inmatningsrören 5, varvid en direkt anknytning mellan ett specifikt inmatningsrör och ett temperaturavkänningsorgan ej behöver existera.

Regleringen av rämaterialtillförseln sker lämpligen över icke i detalj visade ventilorgan 7. Dessa kan aktiveras att inmata en godtycklig mängd rämaterial av den totala mängd som skall inmatas över en viss tidsperiod. Enligt en utfö-ringsform aktiveras ett rör i gängen i en ordning och i en mängd motsvarande de största temperaturavvikelserna, men det är ocksä möjligt att aktivera flera rör samtidigt och till-föra genom dessa rämaterialmängder motsvarande de avkända temperaturdifferenserna. D& en för en viss tidsenhet avsedd rämaterialsats använts och distribuerats pä ovan angivna sätt upprepas processen.

Dä rämaterialtillförseln är kontinuerlig sker regleringen sä att rämaterialtillförseln ökas i det eller de rör som till-för rämaterial tili det eller de omräden där en temperatur-stegring sker och minskas motsvarande i de andra rören.

De i fig 2 visade roterande inmatningsrören (5) uppvisar fingerliknande fördelningsorgan (9) som är fördelaktiga för en jämn spridning av rämaterialet över inmatningsrörets hela verkningsomräde. Det är även fördelaktigt att förse inmat-ningsorganens nedre ändar med skyddselement (10) av ett vär-mebeständigt material, företrädesvis ett keramiskt material.

Ρέ det anförda sättet erhälls i motsats tili tidigare kända system en med avseende p& värmehushSllningen och värmebe-ständiheten i ugnen optimal fördelning av rämaterialet.

Claims (9)

1. Förfarande vid styrning av tillförseln av immaterial till en elektrisk smältugn med ett flertal inmatningsorgan för materialet, kännetecknat av, att temperaturen avkänns i ett flertal omräden ovanför smältytan i ugnen, varvid för varje avkänningsomräde en avvikelse av temperaturen frän ett faststMllt värde eller frän ett vid ett annat avkänningsomräde avkänt temperaturvärde används för att reg-lera den andel av rämaterialmängden som tillförs ugnen över det eller de inmatningsorgan som matar nämnda avkänningsomräde.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att storleken av sagda avvikelse fastställs i en styran-ordning, som alstrar en mot avvikelsen svarande signal för regiering av rämaterialtillförseln tili det eller de inmatningsorgan som matar omrädet ifräga.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av, att rämaterialtillförseln tili ugnen sker över ett inmatningsorgan i gängen, varvid den totala mängden rämaterial som skall tillföras per tidsenhet fördelas över de enskilda inmatningsorganen i-enlighet med de av tillhö-rande avkänningsorgan fastställda temperaturavvikelserna.

4. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av, att rämaterialtillförseln tili ugnen sker kontinuerligt över ett flertal inmatningsorgan i enlighet med de för dessa av tillhörande avkänningsorgan fastställda temperaturavvikelserna.

5. Anordning för styrning av tillförseln av rämaterial tili en elektrisk smältugn försedd med uppifrän in i smältan sig sträckande elektroder (4), ett flertal inmatningsorgan (5) . för rämaterialet, samt organ (8) för avkänning av temperatu- 8 85912 ren i ugnen, kännetecknad av, att varje inmat-ningsorgan (5) är via en styranordning (P) anordnat i för-bindelse med minst ett ovanför smältan anordnat till motsva-rande omräde hörande temperaturavkänningsorgan (8), att styr-anordningen (P) uppvisar medel för att jämföra en av ett el-ler flere organ (8) avkänd temperatur ined en för processbe-tingelserna fastställd temperatur eller en av ett eller flere andra avkänningsorgan (8) fastställd temperatur, att an-ordningen uppvisar medel (7) för att reglera rämaterialtill-förseln tili inmatningsorganen (5) pä basen av den av styr-anordningen (P) fastställda temperaturavvikelsen.

6. Anordning enligt patentkrav 5, kännetecknad av, att elektroderna (4) som fördelaktigt är tre tili anta-let är anordnade symmetriskt i ugnen väsentligen längs en cirkelperiferi, varvid inmatningsorgan (5) är fördelaktigt anordnade dels mellan elektroderna (4) väsentligen längs nämnda cirkelperiferi, i ugnens centrum och mellan varje elektrod (4) och närmast ifrägavarande elektrod befintlig ugnsvägg.

7. Anordning enligt patentkrav 6, kännetecknad av, att de mellan elektroderna (4) och i ugnens centrum anordnade inmatningsorganen (5) är roterbara inmatningsrör.

8. Anordning enligt patentkrav 7, kännetecknad av, att de roterbara inmatningsrörens (5) ändar uppvisar fingerliknande fördelningsorgan (9) för spridning av rämate-rialet.

9. Anordning enligt n&got av de föregäende patentkraven, kännetecknad av, att inmatningsorganens (5) ned-re ändar uppvisar skyddselement (10) av ett värmebeständigt material, säsom ett värmebeständigt keramiskt material. 9 85912