NO118230B - - Google Patents

Description

Ovn for smelting og reduksjon av metallisk materiale.

Oppfinnelsen vedrorer en ovn for smelting og reduksjon av metallisk materiale, særlig jernholdig materiale.

Smelteanlegg for metaller og skrapmetaller og også metalloksyd-reduksjonsanlegg. - hva enten det er sporsmål om metalloksyder dannet under smelteoperasjonen eller tilfort chargen sammen med skrapmetallene - er kjent i forskjellige utforelser som kupolovner, masovner og elektriske reduksjonsovner. Enhver type av brensel ( d.v.s. petroleum, nafta, brensels- eller naturlig gass, pulverisert kull m.v.) kan anvendes i disse anlegg istedenfor koks for frembringelse av den nodvendige varme for reduksjons-prosessen, og også ethvert kullholdig stoff kan anvendes for å

gi det middel som er nodvendig for de kjemiske reduksjonspro-sesser og det smeltede metalls karburisering.

Disse forhold gjor seg gjeldende ved en sjaktovn hvor det materiale som skal smeltes eller reduseres tilfores ovnens ovre åpne ende, mens brennere som gir den nodvendige smeltevarme er tilpasset ved ovnens nedre del. En smeltedigel er anordnet i den nederste del av sjaktovnen for å samle opp det smeltede metall. Innforingen av de kullholdige stoffer i digelen kan skje direkte inn i det smeltede metall gjennom matningsanord-ninger i forbindelse med digelveggene.

De praktiske utforelsesformer av sjaktovner som generelt nevnt ovenfor er tidligere blitt modifisert for å oppnå mest mulig pålitelig og gunstig, kontinuerlig drift. Utstrakte prover har således vist at det kan være nodvendig å anordne en dobbelt digel, d.v.s. en digel og en forherd (eller en forste og en annen digel) for sjaktovner på samme måte som for visse slag av fore-kommende kupolovner. Det vesentlige er at begge digler er aktive digler, d.v.s. de utforer kjemisk-metallurgiske og termiske operasjoner for tilveiebringelse av den nodvendige varme ved den metallurgiske prosess og for å regulere smelte-tappingen eller stopetemperaturen.

En enkelt digel under sjakten slik som vanligvis ble anvendt tidligere, nødvendiggjor en stor dybde for å sikre en tilstrekkelig kapasitet for det smeltede metall. Dette bevirker imidler-tid en uunngåelig senkning av digelbunnen fra brenneren, og derfor adskillelse fra varmekilden, hvilket vil kunne medfore avkjoling og delvis storkning av metallet ved digelbunnen. Nivåforandringene av det smeltede metall blir ofte meget store med en enkelt digel på grunn av de periodiske avtappinger.

Dette bevirker en unormal drift og mulig avdekning av matningsorganene for de kullholdige stoffer som er anordnet på digelveggene. Videre blir sammensetningen av det metall som skal stopes underkastet store forandringer i digelen, idet metallet blir tilsatt mer kullstoff i digelens nedre del enn i_den ovre del og mulige desoksydasjons- og reduksjonsvirkninger kan fore-komme i denne nedre del av digelen under tappingen med den folge at metallkvaliteten kan bli dårlig. Stadige metalltappinger blir nodvendig på grunn av den begrensede volumkapasitet for en enkelt digel.

Den i digelen oppsamlede metallmengde som skal tappes er ikke noye kjent. Med dobbelt digel derimot forblir nivået av det smeltede materiale i ovnen alltid det samme, og ovnens funksjon-ering er derfor mer regulær og bedre, og der er ingen fare for beskadigelse av brennerne eller matningsorganene. Sammensetningen av det avtappede metall er mer ensartet, reguleringen av denne skjer lettere, og avtapping kan utfores med storre frihet med hensyn til valg av tid og kvantitet.

Matningsorgan kan være anordnet i digelen såvel som i forherden. En slik utforelse muliggjor en bedre regulering av reaksjonene og karburiseringsgraden, og videre hindres innforing av kull-overskudd i den fbrste digel, forsåvidt som mulig kullunderskudd der kan suppleres med kulltilsetning i den annen digel. Endelig kan en lett og kontrollert tilsetning av endelige tilsetnings-stoffer og bindemidler til det smeltede metall finne sted.

Nærmere angitt vedrorer oppfinnelsen en ovn av det forannevnte slag, d.v.s. en ovn for smelting og reduksjon av metallisk materiale, særlig jernholdig materiale, hvilken ovn har en sjakt med en smeltedigel med eftersjaltet forherd for materialbehandling og har innretninger for innforing av passende behandlingsstoffer i smeiten samt har anordninger for avtapping av smeiten efter behandling av denne. Ifolge oppfinnelsen foreslås det at det for en slik ovn anordnes en kanal med fall fra smeltedigelen og som forbinder denne med forherden som i bunnen er forsynt med utenifra regulerbare beskikningsanordninger, hvilke er anordnet for i smeiten å innfore behandlings-stof fene.

Ifolge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen foreslås det at såvel smeltedigelen ( h) i ovnsjakten og forherden (11) er forsynt med regulerbare beskikningsanordninger (6, 1<*>0, hvilke er anordnet for å tilfore behandlingsstoffene i smeiten og hvis innlopsåpninger er anordnet i smeltedigelens resp. forherdens bunn. ;Til bedre forståelse skal et eksempel på et komplett i og for seg kjent ovnsanlegg, i hvilket oppfinnelsen inngår, beskrives under henvisning til tegningene, som viser en foretrukket utforelses-form av den ved oppfinnelsen forbedrede sjaktovn. Fig. 1 er et snitt og; Fig. 2 et planriss med delvis utelatelse av hjelpeorganer og tilbehor, slik som chargeringsapparat, transportører for godset til matningsorganene, brennerne, brenselsmatningsanlegget og andre apparater som ikke er nodvendige for å gi et klart billede av det anlegg i hvilket oppfinnelsen inngår som et viktig trekk. ;Fig. 3 og h er vertikale snitt gjennom to andre utforelsesformer av de i og for seg kjente matningsorganer som anvendes i sjaktovnen i fig. 1 og 2. ;I fig. 1 og 2 finner chargeringen sted ved hjelp av konvensjonelle matningsorganer, antydet ved en pil gjennom den frie åpning av sjakten 1. Chargeringen lettes av den traktformede utvidelse 2. Rokgassene som kommer fra ovnsbunnen avgår gjennom den samme åpning til den omgivende atmosfære. For å lette avgangen av disse forbrenningsgasser kan en hette eller en skorsten under visse forhold være anordnet over ovnsåpningen for å bortlede gassene. ;Det gods som danner chargen treffes av den varme gass-strom under materialets passasje ned i ovnen og går med okende temperatur fra sjaktdelen 1 til sjaktdelen 10, som er foret med ildfast materiale 3, hvor godset blir glodende og derpå smelter digelen k på grunn av den konsentrerte virkning av brennerne 5. ;Utstrakte prover er.blitt utfort for å finne frem til den gunstigste anordning og dimensjonering av ovnsdelene. Det har av disse prover vist seg at forholdet mellom digeldiameteren og ovnens hoyde (målt fra brennerplanet til chargeåpningen) er ;mellom 1:2 og 1:6. Videre skal diameteren av sjaktens begrensede åpning være mellom 0,6 og 1 ganger digeldiameteren. Over sjakt-åpningen er der en traktformet utvidelse som letter chargeringen. Endelig skal sjaktens nedre del, som er foret med ildfast materiale, ha en hoyde mellom 1 og 1/3 av sjaktdiameteren. ;Sjakten bor for at chargen lettere skal synke ned være noe utvidet i den nedre del. Den forste del av sjakten kan bestå av en metallkappe uten innvendig foring av ildfast materiale og med utvendig kjolning ved vannpåsproytning eller kjolesystem med lukket vannsirkulering. Under den metalliske trakt er en sylindrisk del anordnet, som har en foring av ildfast materiale, som kompletterer sjakten og forbinder denne med forbrennings-kamrene og den underliggende smeltedigel. ;Matningsorganene for behandlingsstoffene kan med fordel være av det slag som er vist i fig. 3 eller h, d.v.s. en skrue 20 hvis akse forlopende vertikalt, eller ligger horisontalt eller under en liten helning med horisontalen. ;I fig. 3 er en aksel 10 anordnet i forbindelse med en reduksjons-utveksling og en drivmotor samt et tanndrev 12, der samvirker med et drev lh, påkilt en tapp 16 understøttet i et hus 18, der også gir lagring for akselen 10. Tappen 16 er i det viste . eksempel anordnet vertikalt og er festet til en matningsskrue 20 anordnet i en sylinder 22, som i den nedre ende har en flens 2h festet til huset 18. Sylinderen 22 har den ene ende forbundet med en kanal 26, som munner ut i det kammer som dannes av sylinderen 22. ;Tverrsnittet av kanalen 26 oker fra innlop til utlop, d.v.s. ;mot det ovenfor nevnte kammer, og innlopet til kanalen 26 står i forbindelse med en matningstrakt (ikke vist) for det aktuelle behandlingsstoff. ;Sylinderen 22 er forbundet også med en ytterligere sylinder 28, som i den ovre ende har en flens 30 for befestigelse til ;digelrammen K. ;Flensen 30 bærer en plate 32 av passende ildfast materiale med en åpning 3^ som munner ut i digelbunnen. ;Sylindrene 22 og 28 ifolge fig. 3 er sammenfestet ved hjelp av bolter 36. Det er anordnet spor i det ytre av sylinderens 38 og ho samt rorfittings<*>+2, hh for å danne lop for kjolemiddelsirku-lasjon.

I utforelsen ifolge fig. h forloper skruens senterlinje X-X under en svak helning med horisontalen. Et buet ror 62 danner forbindelse mellom sylinderen.28a og flensen 30a.

I dette, ror 62 oker tverrsvittet gradvis mot digelinnlops-åpningen avhengig av rorbuens krumningsradius såvel som dettes lengde og de fysikalske egenskaper av godset. Rorets helning i forhold til diameteren bor være mellom 1:10 og 1:30. Dette sikrer cinsket kompresjon og agglomereringsforhold for det korn-formede gods, r;om beveger seg gjennom roret og sikrer at ikke gods setter seg fast.

Et enkelt og rasjonelt system for å regulere matningshastigheten for tilsetningsstoffene under nivået for det smeltede metall består i en passende matningsanordning 50, som muliggjor onsket forandring av mengden av stoffer som tilfores matningsskruen.

Tilsetningsstoffet går gjennom den traktformede del 26a og kommer inn i skruen 20a for gradvis å sammenpresses for å danne en pulverblokk ved enden av åpningen 3<!>t-a. Denne materialblokk blir derpå innfort i smeltebadet.

Innforingssystemet tillater en intim kontakt mellom hele den flytende metallmasse og behandlingsstoffet, slik at behandlingen kan skje regulært og ensartet gjennom hele metallbadet.

I fig. k ev trakten 26a kombinert med en renne 50 forsynt med en vibrator P. For å unngå at skruegjengene på skruen 20 eller 20a skal sette seg fast på grunn av det sammenpressede materiale, er boringen % uttatt i gjengene for å tillate tapper 5^ festet til sylinderne 22a og 28a å passere mellom gjengene.

Sylinderen 28a ender med utlopet 60, som er utformet som et hus for en konisk endedel 58 av transportskruen 20a. Denne transportskrue er ved hjelp av rorstykket 62 forbundet med et munnstykke 6h forsynt med et kjolekammer 66 med tilforselsstusser 68 og 70.

Motoren M driver transprotskruen 20a og er forsynt med hjul 55?som glir på skinner H.

Idet det igjen skal vises til fig. 1 og 2, blir de regulerbare matningsorganer 6 tilfort behandlingsstoff ved hjelp av innretninger som skjematisk vises ved pilene B, og som sikrer kontinuerlig tilstedeværelse av slike stoffer som er onskelige for prosessen i smeltedigelen.

Det smeltede metall går derpå gjennom en kanal 9 fra digelen<>>+inn i en annen digel eller forherd 11, hvor metallets temperatur blir ytterligere oket og hvor ytterligere behandlingsstoff kan tilsettes av regulerbart matningsorgan l!+. Kanalen 9 forloper med fall fra digelen h til forherden 11.

Når en tilstrekkelig mengde smeltet metall har samlet seg i forherden 11, finner tappingen sted ved hjelp av konvensjonelle midler gjennom det nedre hull 8, mens slagg borttas fra det o' vre hull 7.

Sjaktovnen er dekket av en sterk armeringskledning som er vann-avkjølt i de deler, som har hoyere temperaturer ifolge et vanlig velkjent system. Matningsorganene kan være utformet for å utfore en samtidig eller vekslende matning med to eller flere pulverformede behandlingsstoffer.

Claims (2)

1. Ovn for smelting og reduksjon av metallisk materiale, ■særlig-jernholdig materiale, hvilken ovn har en sjakt med en smeltedigel med ettersjaltet forherd for materialbehandling og har innretninger for innforing av passende behandlingsstoffer i smeiten samt har anordninger for avtapping av smeiten efter behandling av denne,karakterisert vedat en kanal (9) med fall fra smeltedigelen ( k) forbinder denne med forherden (11), som i bunnen er forsynt med utenifra regulerbare beskikningsanordninger (l<*>f), hvilke er anordnet for å innfore behandlingsstoffene i smeiten.

2. Ovn som angitt i krav 1,karakterisertved at såvel smeltedigelen ( k) i ovnsjakten og forherden (11) er forsynt med regulerbare beskikningsanordninger (6, 1<>>+), hvilke er anordnet for å tilfore behandlingsstoffene i smeiten og hvis innlopsåpninger er anordnet i smeltedigelens resp. forherdens bunn.