NO139796B

NO139796B - DC DC OVEN.

Info

Publication number: NO139796B
Application number: NO773285A
Authority: NO
Inventors: Eivind Christian Kroe Svendsen
Original assignee: Elkem Spigerverket As
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1977-09-26
Publication date: 1979-01-29
Also published as: NO773285L; BR7806278A; ES473538A1; FR2404186B1; SE7809783L; CA1120522A; YU209478A; JPS582574B2; ZA784897B; DE2841458A1; FR2404186A1; SE434432B; MX144969A; NO139796C; IN150223B; JPS5454906A

Description

Oppfinnelsen angår en elektrotermisk reduksjonsovn som drives med likestrøm. The invention relates to an electrothermal reduction furnace which is operated with direct current.

De første elektrotermiske reduksjonsovner som kom i drift i slutten The first electrothermal reduction furnaces that came into operation at the end

av forrige århundre, ble drevet med likestrøm. Utviklingen av veksel-strømsgeneratorer med tre faser og forbedret kraftoverføring medførte imidlertid at man gikk over til å drive de elektrotermiske reduksjonsovner med vekselstrøm. Først i den senere tid har den forbedrede omforming fra vekselstrøm til likestrøm ved hjelp av tørrlikerettere åpnet for nye muligheter for anvendelse av likestrøm 'iforbindelse med elektrotermiske reduksjonsovner. of the last century, were powered by direct current. However, the development of alternating current generators with three phases and improved power transmission led to a switch to operating the electrothermal reduction furnaces with alternating current. Only recently has the improved transformation from alternating current to direct current by means of dry rectifiers opened up new possibilities for the use of direct current in connection with electrothermal reduction furnaces.

De likestrømsovner som hittil er bygget for bruk i forbindelse med * elektrotermiske reduksjoner, er som regel utført med én toppelektrode og en bunnelektrode. Disse ovner er meget små i forhold til vanlig kommersielle vekselstrømsovner og er mest anvendt som forsøksovner. Ved enkelte prosesser har imidlertid like strøm .vist seg å ha visse fordeler, idet det medfører mindre tap og dermed lavere spesifikk strøm-forbruk for det produserte materiale. The direct current furnaces that have so far been built for use in connection with * electrothermal reductions, are usually made with one top electrode and one bottom electrode. These ovens are very small compared to normal commercial AC ovens and are mostly used as experimental ovens. In certain processes, however, equal current has been shown to have certain advantages, as it entails less loss and thus lower specific power consumption for the produced material.

Ved bruk av likestrøm>sovner må man, som ved elektrolyseanlegg, installere tørrlikerettere mellom ovnen . og sekundær siden av ovns-transformatoren . Transformatoren er utstyrt med trinnkobler, slik at man til enhver tid kan få den spenning som passer til prosessen cg ovnslasten. Innenfor et visst spenningsområde er størrelsen og prisen for likerettere kun avhengig av strømmen som den leverer. For å When using direct current furnaces, as with electrolysis plants, dry rectifiers must be installed between the furnaces. and the secondary side of the furnace transformer. The transformer is equipped with tap changers, so that the voltage that suits the process and the furnace load can be obtained at all times. Within a certain voltage range, the size and price of rectifiers depends only on the current that it delivers. In order to

kunne oppnå samme last som ved en trefase vekselstrømsovn med tre topelektroder trenges det således et forholdsvis stort og dyrt elektrisk anlegg. Det er således tvilsomt om selv store likestrømsovner av nevnte type kan konkurrere økonomisk med trefase vekselstrømsovner og det har hittil ikke lykkes å konstruere, konkurransedyktige likestrøms-ovner. could achieve the same load as with a three-phase alternating current furnace with three top electrodes, a relatively large and expensive electrical installation is therefore needed. It is thus doubtful whether even large direct current furnaces of the aforementioned type can compete economically with three-phase alternating current furnaces and it has so far not succeeded in constructing competitive direct current furnaces.

Oppfinneren har nu imidlertid funnet en koblingsanordiing som gjør at spenning og ovnslast kan økes uten at prisen på elektrisk utstyr øker i tilsvarende grad. However, the inventor has now found a connection arrangement which means that voltage and furnace load can be increased without the price of electrical equipment increasing to a corresponding degree.

Ovnen, ifølge oppfinnelsen har ingen bunnelektrode, men er utstyrt The furnace according to the invention has no bottom electrode, but is equipped

med fire toppelektroder som er plassert i kvadratisk stilling og elektroctene er koblet "i serie slik at en elektrode innen hvert par virker som katode , mens den annen virker som anode. with four top electrodes that are placed in a square position and the electrodes are connected "in series so that one electrode within each pair acts as the cathode, while the other acts as the anode.

i in

Herved oppnås en meget god utnyttelse av ovnsarealet, og ved samme elektrodedirhensjon oppnås såvel fordoblet strømstyrke som fordoblet spenning sammenlignet med ovner med en toppelektrode og en bunnelektrode dvs. lasten blir fire ganger så stor som for en ovn med en topp- og en bunnelektrode. Ved hjelp av polvendere oppnås lik varme-utvikling i krateret og likt forbruk av elektrodene over lengere perioder. Det anvendes en polvender i skinnsystemet for hvert elektrodepar. Venderen består av et støpsel som virker som f orbindelsesledd, og polvending skjer når støpselet forskyves en halv skinnedeling på tvers av skinneretningen. Polvendingen kan eventuelt tilpasses tapperutinen. Ved hjelp av slik polvending oppnås som nevnt jevn forbruk av elektrodene. In this way, a very good utilization of the furnace area is achieved, and with the same electrode orientation, both doubled current strength and doubled voltage are achieved compared to furnaces with a top electrode and a bottom electrode, i.e. the load is four times as great as for a furnace with a top and a bottom electrode. With the help of pole reversers, equal heat generation in the crater and equal consumption of the electrodes over longer periods is achieved. A pole reverser is used in the rail system for each pair of electrodes. The reverser consists of a plug that acts as a connecting link, and pole reversal occurs when the plug is moved half a rail division across the direction of the rail. The pole reversal can possibly be adapted to the tapping routine. With the help of such polarity reversal, even consumption of the electrodes is achieved as mentioned.

Sammenlignet med en rund vekselstrømsovn med tre elektroder av ' samme dimensjoner vil ovnslasten kunne bli 4/3 ganger større ved anvendelse av HkestrørrBOvn med fire parvis seriekoblede toppelektroder. Hvis man anvender større elektroder i likestrømsovner, blir denne faktor enda større, idet strømfortregningen ved vekselstrøm øker betydelig Ved de største elektrode-diametre. Dette vil igjen si at elektrodene i en likestrørrsovn kan belastes med høyere strøm enn tilsvarende elektroder i vekselstrømsovner. Compared to a round alternating current furnace with three electrodes of the same dimensions, the furnace load could be 4/3 times greater when using a Hkestrørr furnace with four pairs of series-connected top electrodes. If larger electrodes are used in direct current furnaces, this factor becomes even greater, as the current displacement with alternating current increases significantly with the largest electrode diameters. This again means that the electrodes in a direct current furnace can be charged with a higher current than corresponding electrodes in alternating current furnaces.

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

Fig. I viser et vertikalt snitt gjennom en rund ovn med fire toppelektroder mens Fig. I shows a vertical section through a round furnace with four top electrodes while

Fig. II viser et grunnriss av en ovn med strømtilførsel. Fig. II shows a floor plan of a furnace with power supply.

På figurene betegner 1 selve smelteovnen med chargen 2 og smeltebadet In the figures, 1 denotes the melting furnace itself with the charge 2 and the melting bath

3. 4 er elektrodene. Strømmen føres fra likeretteren 5 via samle-skinner 6 fremover til de to: skinnebunter 7 og videre til hvert sitt par elektroder, idet de to elektroder innen hvert par er koblet i serie. Fra de elektroder som utgjør anodene, passerer strømmen gjennom den mer eller mindre halvsmeltede charge 2 over til de elektroder som arbeider som katoder, idet mesteparten av strømmen går gjennom smeltebadet 3-Innen for hver skinnebunt 7 er installert en polvender 8 som kan være fjernstyrt. Man kan eventuelt etablere en viss syklus for polvendingen, således at fire forskjellige konstellasjoner av anoder og katoder oppnås i passende rekkefølge. 3. 4 are the electrodes. The current is led from the rectifier 5 via collector rails 6 forward to the two: rail bundles 7 and on to each pair of electrodes, the two electrodes within each pair being connected in series. From the electrodes that make up the anodes, the current passes through the more or less half-melted charge 2 over to the electrodes that work as cathodes, with most of the current going through the molten bath 3-Inside each rail bundle 7 is installed a pole reverser 8 that can be remotely controlled. One can possibly establish a certain cycle for the pole reversal, so that four different constellations of anodes and cathodes are achieved in a suitable order.

Ved de største vekselstrømsovner som bygges idag, er tapet på grunn av strømfortregning, hvirvelstrøn og hysteresis betydelig. Disse tap unngår man ved anvendelse av likestrøm. Det oppnås da en besparelse i strømforburket som etter rimelig tid vil oppveie de meromkostninger man får ved det elektriske anlegg. In the case of the largest alternating current furnaces built today, the loss due to current displacement, eddy currents and hysteresis is significant. These losses are avoided by using direct current. A saving is then achieved in the power consumption which, after a reasonable time, will offset the additional costs incurred by the electrical installation.

Den beste utnyttelse av likeretteren kan oppnås ved at man kobler to eller flere ovner i serie slik at et større like antall elektroder blir koblet i serie. The best utilization of the rectifier can be achieved by connecting two or more furnaces in series so that a larger equal number of electrodes are connected in series.

Claims

Electrothermal reduction furnace operated with direct current supplied through vertical top electrodes, characterized by

that four top electrodes are used which are placed in a square position, and where two and two are connected in series so that one electrode within each pair acts as cathode while the other acts as anode.

Electrothermal reduction furnace as in claim 1, characterized in that the anodes/cathodes are changed using a pole-reverse (8) which is placed one for each electrode pair in the rail bundle (7) between the electrode pair and the rectifier (5).