NO131903B

NO131903B -

Info

Publication number: NO131903B
Application number: NO4093/73A
Authority: NO
Inventors: H Krogsrud
Original assignee: Elkem Spigerverket As
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1975-05-12
Also published as: BR7408790D0; SE7413278L; ZA746224B; CH577667A5; PH14781A; FI292474A; FR2248478A1; SU906394A3; IN141793B; DE2450123A1; FI56588B; JPS553631B2; US3895175A; NO131903C; JPS5067707A; GB1480805A; PL91839B1; CA1042494A; BE821273A; IT1022684B

Description

Det er kjent at det ved de fleste smelteprosesser som foregår i elektrisk smelteovn, er en fordel at man har mulighet og anledning til å stake i eller på annen måte forårsake bevegelse i den chargen som er påsatt smelteovnen. It is known that in most melting processes that take place in an electric melting furnace, it is an advantage to have the opportunity and occasion to stir or otherwise cause movement in the charge that is placed in the melting furnace.

Det er videre kjent at roterende bevegelse av ovnspotten, samt mekanisk stakning eller utjevning av chargeoverflaten har en gunstig virkning ved fremstilling av f.eks. silisiummetall og silisiumrike legeringer. Ved roterende bevegelse av ovnspotten reduserer man til en viss grad dannelsen av kruster og heng i ovnen, samtidig som man oppnår bedre varmefordeling og jevnere tæring av foringsmaterialene. Av disse grunner anvendes derfor åpne smelteovner, dvs. ovner uten ovnshvelv ved fremstilling av silisiummetall og silisiumrike legeringer, mens man ved en rekke andre smelteprosesser er gått over til lukkede ovner som er utstyrt med et ovnshvelv. It is also known that rotating movement of the furnace pot, as well as mechanical stacking or leveling of the charge surface has a beneficial effect in the production of e.g. silicon metal and silicon-rich alloys. By rotating the oven pot, the formation of crusts and sags in the oven is reduced to a certain extent, while at the same time achieving better heat distribution and more even corrosion of the lining materials. For these reasons, open melting furnaces, i.e. furnaces without a furnace vault, are therefore used for the production of silicon metal and silicon-rich alloys, while in a number of other melting processes people have switched to closed furnaces that are equipped with a furnace vault.

Det er videre kjent at nedsynkningen av chargen er meget forskjellig over ovnspottearealet. Chargeforbruket er størst innenfor den trekant som dannes av elektrodene, og det avtar utover mot kanten av ovnspotten. Dette er en generell tendens, men andre faktorer kan innvirke og til en vis's grad forandre på dette. Av slike faktorer kan nevnes tappeområdets utstrekning, gassavtrekkets plassering, samt chargesegregering. Slikt ulikt forbruk av charge vil forårsake ulemper ved smelteprosessen. Størrelsen av disse ulemper vil variere sterkt med ovnstype og smelteprodukt. Konsentrasjonen av støv blir for eksempel meget stor der forbruket av charge er lite, dvs. i de områder hvor chargen er mere eller mindre stillestående. Stor støvkonsentrasjon medfører dårlig gassgjennomtrengelighet i de støvrike partier slik at'gassfordelingen og dermed varmefordelingen i chargen blir ujevn, samtidig som gassen blir sterkt støvholdig. Slik dårlig gassgjennomgang og gassfordeling forårsaker igjen dårlig forreduksjon av den faste charge i ovnen, og man får ukontrollert dannelse av kruster og heng som kan resultere i gassansamlinger og eksplosjoner. De elektriske motstandsforhold i ovnen blir også meget varierende idet strømmen tar uønskede baner. Man risikerer også dannelse av "falske bunner" og igjengroing av ovnspotten som igjen fører til ukorrekt elektrddeneddykning. Videre kan man få dårlig drenering mellom elektrodene og vanskelige tappeforhold. Innflytelsen av disse ulemper vil som nevnt variere sterkt med smelteprosessen og smelteproduktet. It is also known that the sinking of the charge is very different over the furnace pot area. Charge consumption is greatest within the triangle formed by the electrodes, and it decreases outwards towards the edge of the furnace pot. This is a general tendency, but other factors can influence and to some extent change this. Among such factors can be mentioned the extent of the tapping area, the location of the gas exhaust, as well as charge segregation. Such different consumption of charge will cause disadvantages in the melting process. The size of these disadvantages will vary greatly with furnace type and melt product. The concentration of dust is, for example, very high where the consumption of charge is low, i.e. in areas where the charge is more or less stagnant. High dust concentration results in poor gas permeability in the dust-rich parts so that the gas distribution and thus the heat distribution in the charge becomes uneven, while the gas becomes heavily dusty. Such poor gas passage and gas distribution in turn cause poor pre-reduction of the solid charge in the furnace, and you get uncontrolled formation of crusts and sags which can result in gas accumulations and explosions. The electrical resistance conditions in the furnace also become very variable as the current takes unwanted paths. You also risk the formation of "false bottoms" and overgrowth of the oven pot, which in turn leads to incorrect electrode immersion. Furthermore, you can get poor drainage between the electrodes and difficult tapping conditions. As mentioned, the influence of these disadvantages will vary greatly with the melting process and the melting product.

Oppfinneren har nå funnet at de ovennevnte ulemper kan unngås og forholdene i ovnen forbedres vesentlig ved at man anvender en anordning som gir chargen en tilnærmet horisontal bevegelse i retning mot sentrum i ovnen. Ved at man gir chargen i de partier av ovnspotten hvor man vet det er meget lav utskiftning av charge, en bevegelse mot senter av ovnen, vil man kunne oppnå et temmelig likt chargeforbruk over hele ovnspottearealet. Som kjent er chargeforbruket størst i de sentrale partier av ovnen og lavt i de perifere deler av ovnspotten, særlig i de perifere deler som ligger mellom elektrodene. Den horisontale bevegelse av chargen innebærer også at man til en viss grad får anledning til å bestemme hvilket parti av chargearealet som bør ha den hurtigste utskiftning. Slik tilnærmet horisontal bevegelse av den perifere charge mot senteret av ovnen vil kunne erstatte mekanisk stakning ved prosesser hvor slik staking er nødvendig, samt forbedre prosesser som utføres i stasjonære lukkede ovner. The inventor has now found that the above-mentioned disadvantages can be avoided and the conditions in the furnace significantly improved by using a device which gives the charge an approximately horizontal movement in the direction towards the center of the furnace. By giving the charge in the parts of the oven pot where you know there is very little replacement of charge, a movement towards the center of the oven, you will be able to achieve a fairly equal charge consumption over the entire oven pot area. As is known, the charge consumption is greatest in the central parts of the furnace and low in the peripheral parts of the furnace pot, particularly in the peripheral parts that lie between the electrodes. The horizontal movement of the charge also means that, to a certain extent, you get the opportunity to decide which part of the charge area should have the fastest replacement. Such approximately horizontal movement of the peripheral charge towards the center of the furnace will be able to replace mechanical stacking in processes where such stacking is necessary, as well as improve processes carried out in stationary closed furnaces.

Anordningen ifølge oppfinnelsen består av ett eller flere ringformede legemer som er anbragt inne i ovnspotten konsentrisk med denne, og slik opphengt at det, respektive de, kan dreies 360°, respektive oscilleres om sin egen akse, idet ringens, respektive ringenes, innside er forsynt med skyveelementer som er slik utført at de bidrar til å bevege chargen mot ovnens senter. Bevegelsen utføres ved hjelp av kjente anordninger som f.eks. tannhjulsoverføringer eller hydrauliske sylindre. Skyvelegemene vil ved rotasjon eller oscillasjon av ringen utøve et trykk mot chargen slik at denne beveges innover mot ovnens senter. Skyverne kan ha forskjellig form, men det er hensiktsmessig at de utføres som segmenter til det sirkulære ringlegeme. Segmentenes høyde og bredde vil da bestemme materialfor-trengningen. Det er ikke relativ hastighet mellom segmenter som sitter på samme ringlegeme. The device according to the invention consists of one or more ring-shaped bodies which are placed inside the oven pot concentrically with it, and suspended in such a way that it, respectively, can be rotated 360°, respectively oscillated around its own axis, as the inside of the ring, respectively the rings, is provided with sliding elements designed in such a way that they help move the charge towards the center of the oven. The movement is carried out using known devices such as e.g. gear transmissions or hydraulic cylinders. By rotating or oscillating the ring, the sliding bodies will exert pressure against the charge so that it is moved inwards towards the center of the oven. The sliders can have different shapes, but it is appropriate that they are made as segments of the circular ring body. The height and width of the segments will then determine the material displacement. There is no relative speed between segments sitting on the same annular body.

For å kunne holde dreiemomentet av ringen på et rimelig nivå må chargefortrengningen ikke være for stor. Mengden av charge som skal beveges, reguleres ved hjelp av variasjon i rotasjons- eller oscillasjonshastigheten av ringlegemet. Skyverne kan arrangeres således at man kan variere deres chargefortrengning mens ovnen er i drift. Anleggsplaten på skyverne bør ha slik form at de gir chargen en innoverrettet skyvekraft. To be able to keep the torque of the ring at a reasonable level, the charge displacement must not be too great. The amount of charge to be moved is regulated by means of variation in the rotation or oscillation speed of the ring body. The sliders can be arranged so that their charge displacement can be varied while the furnace is in operation. The mounting plate on the thrusters should be shaped in such a way that they give the charge an inward thrust.

Anordningen gir også mulighet for fordeling av chargekomponentene som man ikke tidligere har hatt. Komponentene kan chargeres periferisk og anordningen vil da bringe disse komponenter inn mot senteret av ovnen på et på forhånd bestemt nivå nede i ovnspotten. Dette gir mulighet for justering og forbedring av motstandforholdene og anledning til å drive ovnene med høyere spenning. The device also allows for distribution of the charge components, which was not previously possible. The components can be charged peripherally and the device will then bring these components into the center of the oven at a predetermined level down in the oven pot. This allows for adjustment and improvement of the resistance conditions and the opportunity to operate the furnaces with a higher voltage.

Forbruket av finstoff kan også økes ved at finstoffet settes på The consumption of fine material can also be increased by putting the fine material on

ovnen periferisk og bringes inn i reaksjonssonen nede i ovnspotten ved hjelp av ringlegemet. På denne måten vil chargen i de ytre deler beholde sin porøsitet og gassens støvlast vil ikke øke vesentlig. Risikoen for ras og gasseksplosjoner vil også bli mindre ved the furnace circumferentially and is brought into the reaction zone at the bottom of the furnace pot by means of the annular body. In this way, the charge in the outer parts will retain its porosity and the dust load of the gas will not increase significantly. The risk of landslides and gas explosions will also be reduced

anordningen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. the device and the method according to the invention.

Hvis man ønsker å føre en bestemt chargekomponent inn mot senteret If you want to lead a specific charge component towards the centre

av ovnen, kan dette utføres ved at det sylindriske ringlegémets diameter reduseres så meget i forhold til ovnspottens diameter at det dannes en ringkanal utenfor det sylindriske ringlegeme mellom dette og ovnspotten. Den aktuelle chargekomponent innføres så i dette ringrom på de steder hvor man ønsker komponenten ført inn mot senter av ovnen. Man anvender da skyvere som er anbragt slik på ringlegemet at de danner en tangent til dette. Ved rotering eller oscillasjon av ringlegemet vil skyveren da gi den chargekomponent som befinner seg i ringkammeret, en horisontal aktiv bevegelse mot senteret av ovnen. Disse tangensielle skyvere kan utføres regulerbare og dermed kan bevegelsene av den aktuelle komponent mot senteret av ovnen reguleres uavhengig av de andre komponenter. Hvis for eksempel komponenten er karbon, kan karbontilskudd meget hurtig gis til den aktive sone av ovnen. of the furnace, this can be done by reducing the diameter of the cylindrical annular body so much in relation to the diameter of the furnace pot that an annular channel is formed outside the cylindrical annular body between it and the furnace pot. The charge component in question is then introduced into this annular space at the places where you want the component to be brought in towards the center of the furnace. Pushers are then used which are placed on the ring body in such a way that they form a tangent to it. When rotating or oscillating the ring body, the pusher will then give the charge component located in the ring chamber, a horizontal active movement towards the center of the furnace. These tangential pushers can be made adjustable and thus the movements of the relevant component towards the center of the oven can be regulated independently of the other components. If, for example, the component is carbon, carbon supplements can very quickly be given to the active zone of the furnace.

Oppfinnelsen er skjematisk illustrert på vedlagte figur I og II, The invention is schematically illustrated in the attached figures I and II,

hvor fig. I viser et vertikalt snitt gjennom en smelteovn, mens fig. II viser samme ovn sett ovenifra. where fig. I shows a vertical section through a melting furnace, while fig. II shows the same oven seen from above.

På figurene betegner 1 selve ovnspotten med foringen 2, og 3 er elektrodene som her er anbragt i trekant. Chargeringsutstyr som siloer og chargeringsrør er ikke vist på tegningene. 4 er smelte-badet Og 5 den faste charge i smelteovnen. Det ringformede legeme i henhold til oppfinnelsen er betegnet med 6 mens 7 er skyvere : som.er anbragt på ringen 6 og som bidrar til å bevege chargen mot ovnens senter. Skyverne er på figurene vist som segmenter, men de kan selvsagt ha enhver annen utforming som passer til den aktuelle ovn og den aktuelle charge. Ringen 6 er på tegningene understøttet mot ovnskanten ved hjelp av utliggere 8 med hjul 9 In the figures, 1 denotes the oven pot itself with the liner 2, and 3 are the electrodes which are here arranged in a triangle. Charging equipment such as silos and charging pipes are not shown in the drawings. 4 is the melting bath and 5 the fixed charge in the melting furnace. The ring-shaped body according to the invention is denoted by 6 while 7 are pushers: which are placed on the ring 6 and which help to move the charge towards the center of the furnace. The sliders are shown as segments in the figures, but they can of course have any other design that suits the oven in question and the charge in question. In the drawings, the ring 6 is supported against the edge of the oven by means of outriggers 8 with wheels 9

som kan rulle på en ringskinne 10, men man må selvsagt anvende hvilken som helst annen kjent anordning som tillater ringen å which can roll on a ring rail 10, but one must of course use any other known device which allows the ring to

rotere eller oscillere om sin akse. På figuren er videre vist en hydraulisk sylinder som gir ringen 6 en oscillerende bevegelse, rotate or oscillate about its axis. The figure also shows a hydraulic cylinder which gives the ring 6 an oscillating movement,

mer man kan som nevnt anvende tannhjulsoverføring eller annen kjent anordning som meddeler ringen en roterende eller oscillerende bevegelse. more, as mentioned, gear transmission or other known device can be used which gives the ring a rotating or oscillating movement.

Man kan anvende flere konsentriske ringlegemer. I så fall må man sørge for at den horisontale kraft for hver ring, dvs. Several concentric rings can be used. In that case, it must be ensured that the horizontal force for each ring, i.e.

for de påsatte skyvere eller segmenter, virker nedenfor underkant av den innenforliggende ring. for the attached pushers or segments, works below the lower edge of the inner ring.

Anordningen er ovenfor beskrevet i tilknytning til elektriske reduksjonsovner, men den kan selvsagt også anvendes ved hvilken som helst ovnstype hvor det er ønskelig å foreta en horisontal bevegelse av chargen. The device is described above in connection with electric reduction furnaces, but it can of course also be used with any type of furnace where it is desirable to make a horizontal movement of the charge.

Claims

1. Device for movement and distribution of the charge (5) in an electric melting furnace, characterized by one or more annular bodies (6) which are placed inside the furnace pot (1) concentrically with it and suspended in such a way that this, or those, can be rotated or is oscillated around its axis, as the inside of the ring, respectively the rings (6), is provided with push elements (7) which are designed in such a way that they contribute to moving the charge (5) towards the center of the oven.

2. Device as in claim 1, characterized in that the diameter of the annular body (6) is so much smaller than the diameter of the furnace pot (1) that an annular channel is formed between the furnace pot (1) and the annular body (6) where charge can be introduced, respective separate charge components.

3. Device as in claim 1, using several ring-shaped bodies (6), characterized in that each ring's pushers (7) act below the lower edge of the inner ring.