NO146694B - Anordning ved elektrotermisk smelteovn - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en holder, særlig egnet for selvbrennende elektroder i en elektrisk smelteovn hvor holderen er bevegbart opphengt i en opphengningsanordning. Holderen omfatter et flertall kontaktbakker som presses mot elektroden ved hjelp av trykkorgan og et utvendig rundt trykkorganene anbragt mothold. Holderen er også utstyrt med anordninger for føring av strøm, kjølevæske og/eller trykkmedium.

Ved konstruksjoner av denne art fordres en løsning som gir god elektrisk kontakt mellom holder og elektrode, hvor den tilførte strøm i størst mulig grad fordeles jevnt inn i elektroden. Dessuten fordres en løsning som muliggjør kontrollert slipping av elektroden, hvor mulighetene for ukontrollert slipping er eliminert/redusert. I tillegg fordres også en løsning som er så driftssikker, billig i fremskaffing og i drift, og så

enkel å vedlikeholde som mulig. I de tilfeller hvor elektroden er av den selvbrennende typen må elektroden omgis av en jernmantel slik at tjære,

bek og flyktige bestanddeler i den rå elektrodemassen ikke uten videre kan unnslippe under brenningen.

For å tilveiebringe god elektrisk kontakt benyttes kontaktbakker som omslutter elektroden og som presses mot elektrodemantelen for tilveiebringelse av tilstrekkelig elektrisk kontakt. Slike konvensjonelle kontaktbakker har vanligvis en vertikal utstrekning fra 800 - 1000 mm. Bakkenes såkalte trykkpunkt mot elektroden ligger i den undre halvdel av bakkene for at denne skal få det høyeste kontakttrykk der strømmen går over i elektroden. Bakkene er hindret mot inntrykning ved sin øvre ende der elektrodemassen ennå ikke er bakt.

Den selvbrennende elektrode, f. eks. "Søderberg" elektroden består av en jernmantel som massen fylles i. Denne mantel er sammensatt av et antall ribber som er med på å lede strømmen inn i elektrodemassen som bakes etter hvert som elektroden senkes ned gjennom élektrodeholderen og ned i ovnen. Elektrodemantelen må være væsketett, slik at flytende tjære, bek eller lignende bindemidler ikke renner ut av elektroden ved oppvarming av massen.

De tradisjonelle holdere som i og for seg fungerer bra har imidlertid

visse ulemper i forbindelse med tilvirkning og vedlikehold. Videre er muligheten for å kunne regulere/styre bakehastigheten og beliggenheten av bakesonen svært begrenset. I tillegg skaper nærværet av stålet i stålmantel problemer i forbindelse med for eksempel fremstilling av Si-metaller, i og med at mantelen smelter og går over i det produserte metall og forurenser dette.

Formålet .med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en selvbrennende elektrode og en holder for slike elektroder hvor man ikke nødvendigvis er avhengig av en omliggende stålmantel. Videre er formålet å tilveiebringe en løsning som er fleksibel i bruk og som med enkle midler kan tilpasses forskjellige elektrodesystem.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er dette tilveiebragt ved å benytte kontaktbakker som i det minste strekker seg opp til området hvor den rå elektrodemasse er upåvirket av varmen fra ovnen og/eller elektrodene,

idet det rundt elektroden, utenpå kontaktbakkene, er anordnet en hylse som strekker seg oppover fra området for trykkorganene. Hver kontaktbakke er glidbart opplagret mot hylsens innerflate, og hver kontaktbakke er opphengt separat og kan beveges individuelt i forhold til hverandre og i forhold til de omsluttende hylser.

Ifølge én utførelsesform strekker hylsen seg opp forbi det område hvor

den rå elektrodemassen er påvirket av varmen fra ovnen. Kontaktbakkene og eventuelt den omsluttende hylse strekker seg fortrinnsvis opp til et nivå som tilsvarer nivået hvor rå elektrodemasse tilføres elektroden. Kontaktbakkene kan med fordel ha en slik lateral utstrekning at kontaktbakkene sammen danner et i vertikal retning- oppdelt sylindrisk legeme som helt omslutter elektroden og som ligger tett an mot denne.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform er det omsluttende

legeme avsluttet nedad på et nivå over trykkorganene. Den omsluttende hylse er fritt understøttet av kontaktbakkene, hvorved en bevegelse av en eller flere kontaktbakker vil resultere i tilsvarende-bevegelse av den omsluttende hylse.

Kontaktbakkenes nedre del har fortrinnvis en nedover i lateral retning

avtagende utstrekning. Lengden på den avtagende del strekker

seg nedover i det minste fra området hvor effekten av kontakttrykket fra bakkene på elektrode og/eller mantel er neglisjerbart.

For styring av kontaktbakkene er den omsluttende hylse og/eller kontaktbakkene utstyrt med samvirkende organ for styring av kontaktbakkenes bevegelse i forhold til den omsluttende hylse. Styringsorganene kan for eksempel omfatte en sliss i veggen i hylsen samt en tapp, bolt eller lignende på kontaktbakken, hvilken tapp, bolt eller lignende er beregnet på å ligge glidbart an mot hylsen i slissen. Ifølge én særlig foretrukket utførelsesform er det på holderens innside mellom de langstrakte bakkene og elektroden anordnet en væsketett folie som omslutter elektroden. Folien kan for eksempel være dannet av aluminium, syntetisk tekstil, plast eller annet kjent væsketett materiale.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en løsning hvor kontaktbakkene hver har en lengde som tilsvarer lengden på elektrode-

mantelen i en "Søderberg"Cl)elektrode.

Hver og en av kontaktbakkene er bevegbart opphengt via en opphengningsanordning, så som for eksempel en hydraulisk sylinder. Opphengnings-anordningen kan aktiviseres separat eller sammen. Ved aktivisering av en eller flere opphengningsanordninger kan man oppnå individuell bevegelse av bakkene oppover langs elektrodeveggen. Eksempelvis kan man benytte en slipplengde av elektroden gjennom holderen på 25 mm og benytte en elektrodeholder bestående av et system med åtte kontaktbakker. Å løfte en av bakkene 25 mm individuelt vil gi samme virkning som at elektroden har sluppet 25 mm gjennom holderen.

Et slikt doseringssystem som individuelt løfter en kontaktbakke i forhold

til de andre kontaktbakkene, vil ved kopling til et datasystem kunne være med på å bestemme beliggenheten av bakesonen i elektroden. Dette fordi strømmen som via kontaktbakkene går gjennom elektroden er den faktor som bestemmer bakehastigheten. Ved å trekke en eller flere bakker oppover i elektroden i forhold til de nederste bakker som klemmer mot ferdigbakt masse, vil styring av et slikt system kunne gi forskjellig bakehastighet. Denne mulighet til individuell bevegelig posisjonering av kontaktbakkene rundt elektroden, åpner perspektiver for kontroll av elektrodens bakeforhold av hittil ukjent størrelse.

I et system med elektrodene i trekant oppstår på grunn av strømforholdene

ofte en skjev baking i elektrodene, noe som gir uheldig termiske spenninger. Dette kan nå elimineres ved at man kan gi bakkene forskjellig høydeposisjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er kontaktbakkene forlenget oppover slik

at bakkene fortrinnvis sammen med folien kan erstatte den tidligere benyttede elektrodemantel. Hver bakke har fortrinnvis en lengde på 5 - 6 meter. De forlengede bakkers indre flater er slik tilvirket og formet at de tilsammen fullstendig danner en omsluttende bearbeidet glatt sylindrisk flate med innvendig diameter i alt vesentlig tilsvarende elektrodens utvendige diameter. Hver og en av disse bakker er festet og vertikalt styrt i en sliss i den omsluttende hylse, således at hver og en kontaktbakke kan bevege seg for eksempel 250 mm oppover i forhold til en som ikke har beveget seg oppover i det hele tatt. Den relative bevegelse vertikalt av den omsluttende hylse er også for eksempel maksimalt 250 mm. Den bakke som til enhver tid får beskjed om å bevege seg oppover i forhold til høyeste nivå på hvilken som helst annen bakke vil uavhengig av de andre løfte den omsluttende hylse den samme lengde som denne bakke løfter seg.

I dette system har nå bakkene overtatt den tidligere elektrodemantels funksjon angående sylinderform og mekanisk styrke mot elektrodemassetrykk innenfra. Bakkene er imidlertid ikke innbyrdes væsketett.forbundet.

Derfor må systemet hvis stålmantel ikke benyttes, utstyres med en væsketett folie eller tynn plate av metall, syntetisk tekstil eller annet kjent materiale. Et ribbesystem av forskjellige utførelser kan selvfølgelig fortsatt benyttes. Det er selvfølgelig heller intet i veien for å benytte den tradisjonelle elektrodemantel, om dette er ønskelig.

Det vesentlige er imidlertid å fremskaffe en jernfri selvbrennende elektrode.

I og med muligheten for individuell vertikal innstilling av kontaktbakkene, styrt av bakesonen, elimineres nødvendigheten av ribber. Med en væsketett folie av ikke-jern materiale skulle denne elektrode være en realitet.

Dette innebærer at smelteovner for silisium-metall kan drives med selvbrennende elektroder uten at metallet forurenses av jern tilført via elektroden.

For øvrig er det en enorm besparelse å benytte denne holder ved jernfrie elektroder på alle ovner.

En foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor

figur I viser et vertikalsnitt gjennom en halvdel av en elektrode med en holder ifølge foreliggende oppfinnelse ;

figur II viser et vertikalt oppriss av en elektrode med holder;

figur III viser et horisontalsnitt gjennom elektroden, holderen og et kjøleskjold, sett langs linjen II-II på figur II, og

figur IV viser et horisontalt oppriss av ruller med folier, plassert ved elektrodens øvre ende.

Figur I viser et vertikalsnitt gjennom en halvdel av en elektrode 1 med elektrodeholder 2. Elektrodeholderen 2 omfatter et flertall langs elektrodens periferi anbragte kontaktbakker 3 som ved hjelp av dertil egnede trykkorgan 4 presses mot elektroden 1 for tilveiebringelse av tilstrekkelig elektrisk kontakt. Som mothold for trykkorganet 4 benyttes ifølge foreliggende oppfinnelse et utfra og rundt elektroden 1 anbragt ringlegeme 5. Dette ringlegeme 5 er stasjonært anbragt i forhold til elektroden 1, og utgjør en integrert enhet med et gasstett hvelv 6 eller en røykhette.

Ringlegemet 5 har en vertikal utstrekning og er slik plassert i forhold

til hvelvet 6 at ringlegemet 5 strekker seg ned til et nivå som ligger under det området hvor kontaktbakkene 3 er beregnet på å beveges. Ringlegemet 5 bør være kjølt.

Et flertall strømførende skinner 7 er anbragt vertikalt på ringlegemets

5 innside. Skinnene 7 er elektrisk isolert mot ringlegemet 5 ved hjelp av isolerende anordninger indikert med henvisningstallet 8. Skinnene 7

har en vertikal utstrekning som i alt vesentlig tilsvarer den utstrekning kontaktbakkene 3 forventes å beveges i forhold til ringlegemet 5 i driftstilstand. Ved sin øvre ende er skinnene forbundet med strømføringsnettet (ikke vist) ved hjelp av strømoverføringsskinner 9. Strøm ledes fra skinnen 7 til kontaktbakkene 3 gjennom en glidekontakt 10. Glidekontakten 10 står på sin side i forbindelse med trykkorgan 4. Kontaktbakken 3 samt glidekontakten 10 får kontakttrykk fra felles trykkorgan 4. Kontaktbakkene

3 er opphengt i en ramme 13 ved hjelp av dertil egnede opphengningsorgan

11.

Kontaktbakkene 3 og trykkorganene 4 er utstyrt med tilførselsledninger

med tilførsel av kjølevann og/eller trykkmedium. Da dette imidlertid

ikke utgjør en del av foreliggende oppfinnelse er disse konstruksjoner

ikke vist på figuren. Ringlegemet 5 er ved sin øvre ende utstyrt med en gasstett foring 12 mot elektrodeholderen 2.

Kontaktbakkene 3 ifølge foreliggende oppfinnelse strekker seg i det

minste opp til området hvor den rå elektrodemasse er upåvirket av nedsmeltings-varmen, idet det rundt elektroden 1, utenpå kontaktbakkene 3, er anordnet en hylse 14 som strekker seg oppover fra området for trykkorganene 4.

Hver kontaktbakke 3 er glidbart opplagret mot hylsens 14 innerflate, og hver kontaktbakke 3 er opphengt separat via hvert sitt opphengningsorgan 11 og kan beveges individuelt i forhold til hverandre og i forhold til

den omsluttende hylse 14. Kontaktbakkene 3 og eventuelt den omsluttende hylse 14 strekker seg fortrinnvis opp til et nivå som tilsvarer nivået hvor rå elektrodemasse tilføres elektroden. Kontaktbakkene 3 kan med fordel ha en slik lateral utstrekning at kontaktbakkene sammen danner et i vertikal retning oppdelt ringformet legeme som helt omslutter elektroden og som ligger tett an mot denne. Den omsluttende hylse 14 er fritt understøttet av kontaktbakkene 3, hvorved en bevegelse av en eller flere kontaktbakker vil resultere i tilsvarende bevegelse av den omsluttende hylse 14.

Kontaktbakkenes 3 nedre del har fortrinnvis en nedover i sideveis retning avtagende utstrekning. Lengden på den avtagende del strekker seg nedover i det minste fra området hvor effekten av kontakttrykket fra bakkene på elektroden er neglisjerbart. Av praktiske grunner kan kontaktbakkene 3

med fordel være sammensatt av en øvre og en nedre del. De to delene kan være forbundet ved hjelp av flenser 15 eller lignende. Flensene 15 kan med fordel fungere som understøttelse for den omliggende hylse 14. Ved sin øvre ende kan kontaktbakkene 3 være utstyrt med en utadvendende traktformet del 16.

For styring av kontaktbakkene 3 er den omsluttende hylse 14 og/eller kontaktbakkene 3 utstyrt med samvirkende organ for styring av kontaktbakkenes bevegelse i forhold til den omsluttende hylse 14. Styringsorganene kan for eksempel omfatte en eller flere slisser 17 i veggen i hylsen 14 samt en tapp, bolt eller lignende 18 på kontaktbakken 3, hvilken tapp, bolt eller lignende 18 er beregnet på å ligge glidbart an mot hylsen 14 i slissen 17.

På holderens innside mellom de langstrakte bakker 3 og elektroden 1 kan

det være anordnet en væsketett folie 19 (ikke vist på figur I) som omslutter elektroden 1. Folien 19 kan for eksempel være dannet av aluminium, syntetisk tekstil eller annet kjent materiale. Folien 19 er rullet opp på ruller 20 plassert på nivå ved elektrodens øvre ende. Antallet folier 19 avpasses etter elektrodens omkrets, slik at foliene 19 overlapper hverandre. Foliene kan for eksempel sveises sammen slik at det tilveiebringes en tett strømpe, hvori rå elektrodemasse anbringes.

Som tidligere anført er hver og en av kontaktbakkene 3 bevegbart opphengt

via en opphengningsanordning 11, så som for eksempel en hydraulisk sylinder. Opphengningsanordningene 11 kan aktiveres separat eller sammen.

Ved aktivisering av en eller flere opphengningsanordninger 11 kan man

oppnå individuell bevegelse av bakkene 3 oppover langs elektrodeveggen. Eksempelvis kan man benytte en slippelengde av elektroden gjennom elektroden på 25 mm og benytte en elektrodeholder bestående av et system med åtte kontaktbakker 3. Å løfte en av bakkene 3 25 mm individuelt vil gi samme virkning som at elektroden har sluppet 25 mm gjennom holderen. Den bakke 3 som til enhver tid får beskjed om å bevege seg oppover i forhold til •

noen som helst bakke 3 vil uavhengig av de andre løfte den omsluttende hylse

14 den samme lengde som bakken 3 løfter seg.

Claims (10)

1. Holder for selvbrennende elektroder (1) i en elektrotermisk smelteovn hvor holderen (2) omfatter et flertall kontaktbakker (3) som presses mot elektroden (1) ved hjelp av trykkorgan (4) og et utvendig rundt trykkorganene (4) anbragt mothold (5), hvilken holder (2) også er utstyrt med anordninger for føring av strøm, kjølevæske og/eller trykkmedium,, karakterisert ved at kontaktbakkene (3) i det minste strekker seg opp til området hvor den rå elektrodemasse er upåvirket av varmen fra ovnen, at det rundt elektroden (1) utenpå kontaktbakkene (3) er anordnet en hylse (14) som strekker seg oppover fra området for trykkorganene (4), mot hvilken hylses (14) innerflater hver kontaktbakke (3) er glidbart opplagret, og at hver kontaktbakke (3) er opphengt separat og kan beveges individuelt i forhold til hverandre og i forhold til den omsluttende hylse (14) .

2. Holder som angitt i krav 1, karakterisert ved at hylsen (14) strekker seg opp forbi det området hvor den rå elektrodemasse er flytende.

3. Holder som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at kontaktbakkene (3) og eventuelt den omsluttende hylse (14) strekker seg opp til et nivå som tilsvarer nivået hvor rå elektrodemasse tilføres elektroden (1).

4. Holder som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at kontaktbakkene (3) har en slik lateral utstrekning at kontakt-, bakkene (3) tilsammen danner et i vertikal retning oppdelt sylindrisk legeme som omslutter elektroden (1).

5. Holder som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at den omsluttende hylse er avsluttet nedad på et nivå i området for bakesonen over trykkorganene (14).

6. Holder som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at den omsluttende hylse (14) er fritt understøttet av kontaktbakkene (3), hvorved en bevegelse av en eller flere kontaktbakker (3) vil resultere i tilsvarende bevegelse av den omsluttende hylse (14).

7. Holder som angitt i krav 4, karakterisert ved at kontaktbakkenes (3) nedre del har en nedover i lateral retning avtagende utstrekning.

8. Holder som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at den omsluttende hylse (14) og/eller kontaktbakkene (3) er utstyrt'med'organ (17, 18) for styring av kontaktbakkenes (3) bevegelse i forhold til den omsluttende hylse (14).

9. Holder som angitt i krav 8, karakterisert ved at styringsorganene (17, 18) omfatter en sliss (17) i veggen i den omsluttende hylse (14) samt en tapp, bolt (18) eller lignende på kontaktbakkene (3), hvilken tapp, bolt (18) eller lignende er beregnet på å ligge glidbart an i slissen på den omsluttende hylse (14).

10. Holder som angitt i krav 1-9, karakterisert v e d at det på holderens (2) innside mellom de langstrakte kontaktbakker (3) og elektroden (1) er anordnet en væsketett folie (19) som omslutter elektroden (1), hvilken folie (19) fortrinnvis er dannet av aluminium.