NO126907B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til drift av kammerringovner til brenning av kunstkull-legemer.

Kunstkull, f. eks. elektroder for elektriske ovner og elektrolyseceller, kullstoff-stener for ildfaste eller syrefaste utførin-ger, lysbuekull osv. brennes som regel i kammer- ringovner. Disse består av omtrent 20 til 22 like kammere som står i for-bindelse med hverandre således at de danner en lukket ring. Av disse er omtrent fire

kammere alltid ute av drift for tømming

og fylling. De øvrige kammere danner en

brenningsenhet. Omtrent på midten av

brenningsenheten opphetes to kammere

direkte med f. eks. gass eller olje. Røkgas-sene strømmer gjennom de foranliggende

kammere og ledes ut av de første kammer,

dvs. ved begynnelsen av brenningsenheten

inn i røkgasskanalen, hvorved disse kammere forvarmes og røkgassen avkjøles.

Forbrenningsluften trer inn i det siste

kammer, dvs. ved slutten av brenningsenheten og strømmer gjennom de kammere som ligger bak forbrenningsflammen.

Disse kammere og deres innhold kjøles ved

dette, og forbrenningsluften forvarmes

inntil den kommer kommer inn i de direkte opphetede kammere. I bestemte tidsin-tervaller f. eks. hver 24 time forskyves den

direkte opphetning et kammer forover.

Dette tidsintervall 'betegner man som fyrfremskritt. I denne tid forblir flammen i

det opphetede kammer. I like tidsavstan-der inns jåltes et friskt fylt kammer ved

begynnelsen av brenningsenheten og et

ferdigbrent kammer utsj altes fra slutten

av brenningsenheten. På denne måte van-drer brenningsenheten stadig i krets. Dermed kan hvert kammer opphetes etter be-hov eller tilsluttes røkgasskanalen.

Brenning av kunstkull er i motsetning til keramiske produkter vanskeligere da det derved unnviker store mengder brenn-bare tjæredamper fra brennmaterialet. Dsse oppstår i det vesentlige fra det binde-middel som består av stenkulltjærebek som ved forbrenningen forkokses og derved av-gir ca. 50 % flyktige forbindelser. Det til-bakeværende bindemiddelkoks meddeler kunstkullet og andre den ønskede hardhet, fasthet og elektriske ledningsevne. Utdriv-ningen av tjæredampene foregår i de kammer som ligger foran flammen i et temperaturområde på ca. 250 til 550° C. Dette er den avgjørende fase for den totale bren-ningsprosess fordi kunstkullene i dette temperaturområde overføres til fast til-stand. De unnvikende tjæredamper blan-der seg med røkgassen og forlater ovnen sammen med denne. Røkgassen innehol-der regelmessig dessuten 5 % og mere surstoff, og det består derfor faren for at tjæredampene antennes og derved frem-bringer de såkalte kammerbranner. Dette er tilfelle når tjæredampenes utdrivning ennu ikke er avsluttet før de røkgasser som strømmer gjennom kammeret overskrider deres antennelsestemperatur. Kammerbranner har tilfølge hurtige ukontroller-bare temperaturøkninger som som oftest fører til fullstendig ødeleggelse av bren-ningsgodset. Dessuten kan det derunder komme til forpufninger som medfører fare for ovnen og betjeningen. Kammerbranner må derfor under alle omstendigheter unngåes.

Ved den driftsmåte for de beskrevne kammer-ringovner som hittil har blitt an-vendt for brenning av kunstkull består brenningsenheten av 14—20 kammere. Av ) disse oppfyres to kammere direkte. Mer; enn to kammere kan <;>ikke opphetes sam-' i tidig uten vanskeligheter fordi det da blir, < for lite surstoff i røkgassen for det for- j reste opphetede kammer. Fyrfremskrittet .( utmåles som regel til en tid på mellom 24, ; og 40 timer. Utgangstemperaturen for den n røkgass som forlater det forreste kammer' i ligger under 120° C, for det meste fra 80 1 til 90° C.

•Denne fremgangsmåte toar .forskjellige ■! ulemper. Således er det ved den brennings-, fremgangsmåte som anvendes for tiden til-stede en stor .temperaturforskjell innen et kammer. Temperaturen kan oventil være 200 til 250° C høyere enn nedentil. Ved hjelp av forskjellige midler har man for-søkt å overvinne denne ulempe, f. eks. med

ekstrabrennere som er anordnet i kammer-bunnen eller med vegg tykkelser før -opp-varmningsenheten som avtar nedover, men man har hittil Ikke funnet noen .tilfreds-stillende løsning. Av de ovennevnte årsaker brennes derfor særlig brenningsømfintlige produkter med forlenget fyrfremskritt og da under bevisst tap av produksjonen. Ovnens produksjon er ved 48 timers fyrfremskritt bare halvparten så stor som ved 24 timers fyrfremskritt, da i første tilfelle vil også hare ett kammer komme til uttømming etter hver 48 time, og i siste tilfelle allerede etter 24 .timer. Økningen av produksjonen er imidlertid like så viktig som kvaliteten, og ved den kjente brenningsfremgangsmåte utelukker imidlertid det ene det an-

dre. En videre ulempe ved den kjente Drenningsfremgangsmåte er den omsten-dighet at røkgassen forlater det forreste lammer med en temperatur på mindre snn 120° C. Den lave utløpstemperatur for cøkgassen fra brenningsenheten har tilføl-*e at godset som brennes oppholder seg for lenge i temperatursonen inntil ca. 300° C, bindemidlets mykningssone, hvorved det apptrer ubehagelige deformeringer av iunstkullegemet.

De 'beskrevne ulemper ved drilt av en kammer-ringovn med fremadskridende flamme til brenning av kunstkull-legemer unngås ifølge oppfinnelsen ved at det forenes mindre enn 10 kammere til en brenningsenhet, og fyrfremskrittets tidsrom utmåles ved kammere under 2 m brenne-romsdybde til minst 30, høyst 48 timer, ved kammere fra 2 m 'brennedybde .på minst 48, høyst 96 timer. Generelt uttrykt: I sam-menligning med kjente brenningsfrem-gangsmåter fordobles tidsrommet for fyrfremskrittet med samtidig halvering av antallet av de kammere som er forenet til en brenmingsenhet.

Ved fordobling av tidsrommet av fyrfremskrittet nedsettes nok produksjonen av brenningsenheten til halvparten, men denne begrensning av produksjonen er hare tilsynelatende, idet man derved må ta hensyn til at Ifølge oppfinnelsen er antall kammere i brenningsenheten bare halvparten så stor som med de kjente frem-gangsmåter. Beregnet på ett kammer er produksjonen i hegge tilfelle den samme, slik som følgende tabell I viser:

Som man ser nedsettes ikke produk-. .sjonen ved hjelp av fremgangsmåten -iføl-! ,ge oppfinnelsen, hvilket også fremgår .aVj •følgende resonnement: I eksemplet i tabell I .er dagsproduksjonen for brenningsenhe- j ten ifølge oppfinnelsen hare halvparten så-stor (10,7 tonn) som ved .den kjente fremgangsmåte (21,4 tonn). Da imidlertid .den siste pr. brenningsenhet trenger 16 kammere, kan man med disse kammere drive to hrenningsenheter på hver 8 kammere, 'Og disse gir en dagsytelse på 2 x 10,7 = 21,4 tonn, altså nøyaktig like meget som tidligere. Ved den praktiske utførelse av fremgangsmåten Ifølge oppfinnelsen kan man •gå to veier. Man kan straks hygge bren-ningsovnen med det mindre kammertall eller oppdele forhåndenværende hren-■ningsovner som er utrustet med det van-lige .antall på mere enn 10 kammere sjalt-ingsmessig og i en .slik ovn drive to eller flere hrenningsenheter med samme fyrfremskritt. En brenningsovn som har 20 kammere og arbeider med en hrenningsenhet på 16 kammere Ifølge den kjente fremgangsmåte kunne f. eks. drives med to kammerenheter på hver 8 kammere. De resterende fire kammere kan parvis settes ut .av drift, tømmes 'Og fylles mellom de to hrenningsenheter ved deres to ender. Da tidsrommet for fyrfremskrittet ifølge oppfinnelsen er dobbelt så stor som ved den kjente fremgangsmåte er det for dette til-strekkelig med to kammere for en brenningsenhet. For betjeningen .står det dob-■belt så lang tid til forføyning som for de fire kammere som befinner seg ute av drift ved drift av denne ovn ifølge den kjente fremgangsmåte. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fordobler ikke bare fyrfremskrittet ved liktdrlvende produksjonsytelse, men det fåes derved en rekke verdifulle, ikke for-utsette virkninger ved hjelp av hvilke bren-ningsfremgangsmåten forbedres på en av-gjørende måte. I første rekke skal nevnes forbedring av temperaturfordelingen innen kamrene. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er temperaturdifferansen nedsatt til en •fjerdedel og mindre like overfor den kj ente brenningsfremgangsmåte, slik som det fremgår av de eksempelvis utførte målin-ger ifølge tabell II:

Muligheten til å utføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen var ikke å forutse fordi den ovenfor beskrevne utdrivnings-periode for bindemlddeldampene syntes å utgjøre en avgjørende hindring. De korte brenningsenheter ifølge oppfinnelsen har foran flammen et så lite antall (3— 5) kammere at en adskillelse mellom utdrivnings-sonen og de direkte opphetede kammere allerede av hensyn .til plass synes umulig. I virkeligheten ville ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen de kammerbranner som forårsakes ved antennelse av tjæredampene ikke være å unngå, hvis ikke ved denne fremgangsmåte de jevne temperatur-fordélinger innen kamrene, slik som det fremgår av tabell II, ville inntre. Derved inntrer i alle deler av kammeret håde begynnelsen og avslutningen for utdrivnin-gen samtidig, i motsetning til den fremgangsmåte som har vært brukt hittil hvor det på grunn av de betydelige temperatur-forskjeller innen et kammer kan fastslåes en for tidlig Inntredelse av utdrlvningen i den øvre del og en forsinkning av avslutningen ved den nedre del i kammeret. På grunn av dette strekker utviklingen av tjæredamper seg ved den tidligere fremgangsmåte over flere kammere, og ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bare til ett kammer.

Brenningsfremgangsmåte ifølge oppfinnelsen byr på videre fordeler. På grunn av det lille kammerantall i brenningsenheten nedsettes strømningsmotstanden for røkgassen sterkt i ovnen. Ved samme ovnstrekk kan derfor opphetnlngen intensiveres da gjennomgangskapasiteten for røkgass, opphetningsgass og forhrenningsluft er vesentlig større på grunn av mindre strøm-ningsmotstand.

Det inntrer videre en vesentlig forbedring av driften ved stabilisering av for-brenningsforløpet, og surstoffinnholdet 1 røkgassen kan senkes til 2 %. Denne kjennsgjerning er likeledes avgjørende for gjennomførelsen av fremgangsmåten, da det dermed hindres kammerbranner. På grunn av det mindre surstoffinnhold i røk-gassene, hvilket er ensbetydende med mindre luftoverskudd, er videre brennstoffor-bruket mindre. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater også en høyere ut-gangstemperatur på f. eks. 150° C eller mere for røkgassene fra det forreste kammer i brenningsenheten inn i røkgasskana-len. Derved fåes en nedsettelse av opp-holdstiden for brenningsmaterialet i myk-ningssonen for bindemidlet, hvorved de-formasjoner av kunstkullegemet unngåes. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater derfor en kvalitetsøkning for brenningsmaterialet med hensyn til formen. Varmetapene på grunn av høyere utløps-temperatur for røkgassene blir mer enn utlignet ved den mere økonomiske forbren-ning på grunn av det mindre luftoverskudd som kan oppnåes.

Som en videre fordel kan det vises ved en beregning at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er den relative mengde av direkte opphetet hrenningsmateriale, dvs. med hensyn til det totale brenningsmate-riale som befinner seg i brenningsenheten, dobbelt så stort som ved den kjente fremgangsmåte. Dette fremgår av tabell III.

Den varmemengde som er opspamlet i de direkte opphetede kammere er med hensyn til det totale brennlngsmateriale selvfølgelig større i samme forhold i eksemplet i tabell III, altså i forholdet 12,5 til 25, dvs. dobbelt så stort. Ved denne om-stendighet fåes den allerede ovenfor nevnte fordel med stabil, forstyrringsfri ovnsdrift. De temperaturvariasjoner som opptrer ved ukontrollerte forandringer av gasstilførsel og ovnstrekk reduseres vidtgående, og ovnens temperaturgang blir mere utjevnet. Derved skånes ovnens murverk, og bren-

ningsprosessen blir gunstig påvirket.

De nevnte fortrinn -bevirker i mange tilfelle i sin helhet slik forbedring av fremgangsmåten at tiltross for halveringen av de kammere som er forenet til en bren-nlngsenhet, behøver man ikke gå helt til fordoblingen av fyrfremskrittet.

Dette er tilfelle for slike ovenfor nevnte tilfelle, hvor det f. eks. brennes brenningsømfintlige produkter med forlenget fyrfremskritt under produksjonsbeskadig-else slik som det vises i tabell IV:

Ved reduseringen ifølge oppfinnelsen av kammerantallet for en hrenningsenhet på 50 % og forlengningen av fyrfremskrittet ifølge oppfinnelsen til 'bare 156 % iste-denfor 200 % under utnyttelse av alle de fordeler som derved fåes oppnåes samtidig en produksjonsøkning på 29%. Jo mere brenningsømfintlig brenningsmaterialet er, desto langsommere må fyrfremskrittet velges ifølge den kjente fremgangsmåte. Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er derfor den muliggjorte pro-duksjonsøkning desto større jo mere brenningsømfintlig brenningsmaterialet er. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen eg-ner seg derfor særlig for torenningsømfint-lige produkter, idet den tillater en optimal utnyttelse av den kjente ovnskonstruksjon.

Den nye fremgangsmåten er særlig resultatrik ved ovner med store kammere, dvs. med en innvendig dybde av brennings-rommene på mere enn 2 m.

Også ovner med rom på mindre enn 2 m dybde lar seg naturligvis drive Ifølge oppfinnelsen med de ovennevnte fordeler, idet fyrfremskrittet f. eks. fordobles, og antall kammere lsom er forenet til en brenningsenhet halveres. Disse ovner drives hittil vanligvis med 15 til 24 timers fyrfremskritt. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan ovner med mindre enn åtte kammere drives med mer enn 30 timers fyrfremskritt.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til drift av en kam-merringovn med fremadskridende fyring til brenning av kunstkull-legemer, karakterisert ved at mindre enn 10 kammere forenes til en brenningsenhet, og fyrfremskrittets tidsrom utmåles ved kammere under 2 m hrenningsromdybde til minst 30 timer, høyst 48 timer og ved kammere fra 2 m brenningsromdybde til minst 48 timer, høyst 96 timer.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at i brennings-ovner med mere enn 10 kammere drives to eller flere brenningsenheter med likt fyrfremskritt.

3. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1 eller 2, karakterisert ved at antallet av en brenningsenhets kammere velges således at avgasstemperaturen ved avgass-uttredelsen av det første kammer av hver brenningsenhet ikke synker under 150° C.