NO150774B - Fremgangsmaate og anordning ved chargering av en elekrotermisk smelteovn - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning ved chargering av en elektrotermisk smelteovn hvor chargen tilføres ovnspotten batchvis gjennom til førselsåpninger i røykhette/ovnshvelv , anordnet mer eller mindre konsentrisk rundt elektrodene. Oppfinnelsen er særlig, men ikke utelukkende, egnet for bruk i forbindelse med chargering av lukkede ovner hvor chargeringsanordningen bør være gasstett.

Ved løsninger av denne art fordres et chargeringssystem som muliggjør gasstett chargering. Videre fordres en løsning hvor chargen i størst mulig grad pakkes rundt hver elektrode. Løsningen bør dessuten vare så robust og drifts-sikker som mulig, slik at vedlikeholdsbehovet blir redusert til et minimum og hvor reparasjoner og vedlikehold i størst mulig grad kan utføres uten å være avhengig av stans av ovnen. Dessuten fordres en løsning hvor mulighetene for segrergering i chargeblandingen innen chargeringssystemet blir redusert i forhold til nåværende kjente chargeringssystem.

Ved elektrotermiske ferrolegeringsovner samt råjerns- og karbidovner av den lukkede typen, føres de tre elektrodene gjennom åpninger i hvelvet. Charge tilføres ovnen gjennom rør eller sjakter i hvelvet. Chargen kommer vanligvis fra siloer beliggende over ovnen, idet det vanligvis benyttes en silo pr. chargetilførselsrør. Ved de konvensjonelle ovner har det vært vanlig å benytte tre til fire rør pr. elektrode. Rørenes nedre åpninger er periferisk beliggende rundt elektroden. Dette innebærer at for en ovn med tre elektroder benyttes ni til tolv chargeringsrør med tilsvarende antall åpninger i hvelvet for rørsjaktene.

Den vanligste chargeringsmåte er å la råmaterialene være selvmatende inn i ovnen, dus. at de synker ned i ovnen etter hvert som de forbrukes og smeltes. I forbindelse med chargeringsrørene er det over ovnen anordnet en lagersilo, ofte med en kapasitet på f. eks. 8-timers chargeforbruk.

Til nevnte 8-timers silo blir vanligvis den sammensatte chargeblanding ført opp i ovnsbygget via transport-anordninger fra en separat utveiningsstasjon. Alternativt kan råmaterialene tilføres ovnen på annet vis. De kan f. eks. tilføres batchvis inn i ovnen via spjeld eller lignende anordninger eller også via en ringsjakt rundt hver elektrode slik at et antall rør fører ned i en trakt som fordeler chargen rundt elektroden. En slik ringsjakt kan være åpen som på tidligere konvensjonelle ovner eller lukket slik at ovnen blir gasstett.

Ovennevnte kjente chargeringsanordninger tilfredsstiller ikke dagens krav til gasstett chargering av en lukket ovn, idet kravet til 10 mm vannsøyle som driftstrykk inne i en lukket ovn ikke tilfredsstilles. Løsningene er dessuten både plasskrevende, kostbare og trenger hyppig vedlikehold.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en løsning hvor ovennevte ulemper er avhjulpet og som samtidig tilfredsstiller kravet til en gasstett chargering for en lukket ovn, slik at det er mulig å opprettholde et innvendig trykk i ovnen på minst 10 mm vannsøyle som driftstrykk. Oppfinnelsen tilveiebringer videre et system hvor kun en silo og kun ett rør for hver elektrode er nødvendig for å tilføre ovnen den ønskede chargemengde. Derved er behovet for en gasstett gjennomføring redusert til kun ett rør for hver elektrode.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte ved chargering av en elektrotermisk smelteovn hvor charge tilføres ovnspotten batchvis gjennom tilførselsåpninger

anordnet mer eller mindre konsentrisk rundt elektrodene,

og fremgangsmåten er kjennetegnet ved at chargen tilføres et rundt hver elektrode beliggende dreibart ringkammer,

som i det minste er utstyrt med en bunnplate og sidevegger, hvor kammeret roteres for fylling av charge i kammeret hvoretter kammerets bunnplate roteres separat slik at den mellom kammerets sidevegger beliggende charge tillates å falle ned i ovnspotten gjennom i det minste ett stengbart hull anordnet i kammerets bunnplate.

Ytt erligere trekk ved fremgangsmåten fremgår av patent-kravene.

Foreliggende oppfinnelse vedrører videre en anordning for charging av en elektrotermisk smelteovn hvor charge tilføres ovnspotten batcvis gjennom tilførselsåpninger anordnet mer eller mindre konsentrisk rundt elektrodene, og anordningen er kjennetegnet ved at et ringkammer er konsentrisk anordnet rundt hver elektrode, hvor hvert kammer omfatter i det minste en bunnplate og sidevegger hvor bunnplaten og sideveggene kan rotere relativt i forhold til elektroden rundt en vertikal akse, idet bunnplaten er utstyrt med i det minste ett stengbart hull som kommuniserer med den nedenfor beliggende ovnspotte.

Ytterligere trekk ved anordningen fremgår av kravene.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et ringkammersystem som er bygget rundt hver elektrode. Ring-kammerne danner en integrert enhet med hvelvet og inneholder også en gasstett elektrodegjennomføring. Ringkammeret som omslutter elektrodeholderen omfatter en bunnplate og to konsentriske sidevegger. Bunnplaten og sideveggene kan roteres rundt elektroden, idet i det minste bunnplaten er tilkoblet drivanordningen slik at bunnplaten kan rotere enten separat eller sammen med sideveggene. Bunnplaten er utstyrt med i det minste en stengbar åpning som kommuniserer med den nedenfor beliggende ovnspotte. Ved chargering tilfores først chargen til kammeret gjennom fortrinnsvis ett stasjonært tilførselsrør idet kammeret i dette stadiet roteres i forhold til elektroden. Deretter roteres kammerets bunnplate separat i forhold til veggene og elektroden slik at den mellom kammerets sidevegger beliggende charge fritt kan falle ned i ovnspotten gjennom i det minste ett stengbart hull, anordnet.i kammerets bunnplate. Ved ifylling av charge i kammeret, roteres kammeret ifølge et utførelses-eksempel 360° i en retning, hvoretter kun bunnplaten ved chargering ned i ovnen fortsetter å rotere 360° i samme retning. Deretter reverseres hele denne bevegelsen og en ny chargeringsbatch tilføres ovnen. Ved således å pendle system 2 x 360° medurs respektive moturs tilfører man ovnen råmaterialer.

Løsningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan med fordel benyttes i forbindelse med sonechargering av ovnen. For et slikt tilfelle bør fortrinnsvis både bunnplaten og veggene hver for seg kunne dreies rundt, dvs. separat i samme retning, men også sammen. Ved en slik løsning tømmes kun deler av den charge som er tilført kammeret ned i ovnen, hvoretter den fjernede charge i en sektor av kammeret erstattes med ny. Alternativt eller i tillegg kan systemet være utstyrt med tilførselsrør fra separate siloer som inneholder de forskjellige deler av blandingen slik at man i visse soner i chargen i ringkammeret kan tilføre spesielle satser eller mengder av chargens enkelte komponenter.

En foretrukket utførelsesform au foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til figurene, hvor: Figur 1 viser skjematisk et horisontalt oppriss av en elektrotermisk ovn utstyrt med tre elektroder samt tre siloer for tilførsel av charge til ovnen. Figur 2 viser skjematisk et vertikalsnitt gjennom ovnen sett langs linjen 11 — 11 på figur 1, men hvor kun en elektrode for klarhets skyld er vist, og Figur 3 viser skjematisk i for-størret målestokk detaljer ved chargeringsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Figur 1 viser et horisontalt oppriss av en elektrotermisk ovn 1 som omfatter en ovnspotte;2, samt tre elektroder 3 som strekker seg ned i ovnspotten 2. Hver elektrode 3 er utstyrt med en konsentrisk chargeringsanordning 4 ifølge foreliggende oppfinnelse, som vil bli beskrevet nærmere nedenfor. Charge (ikke vist) tilføres chargeringsanordningen 4 gjennom rør 5 som står i forbindelse med en silo 6 e.l. anbragt over ovnen 1. Ovnen 1 kan være av den lukkede type, den åpne type eller av den halvåpne type. Det skal imidlertid her anføres at utførelseseksemplene vist på figurene utgjøres av en lukket ovn. Figur 2 viser et vertikalsnitt gjennom ovnen 1 sett langs linjen 11 — 11 på figur 1. Kun en elektrode 3 med elektrodeholder 7 og opphengningsstag 8 er vist på figuren. Elektrisitet tilføres elektrodeholderen 7 og derved elektroden 3 gjennom fleksibler 9. Som vist på figuren er ovnen utstyrt med en ovnspotte 2, et hvelv 10, samt en mellom hvelvet og ovnspotten beliggende ovnspottedel 11. Ovnspottedelen 11 kan roteres relativt i forhold til både hvelvet 10 og den nedre ovnspottedel 2. De områder av ovnspotten/hvelvet som utsettes for relativ bevegelse er utstyrt med gasstette forseglinger (ikke vist).

Figur 3 viser i større målestokk chargeringsanordningen 4 samt elektrodegjennomfør ingen gjennom ovnshvelvet 10.

Som vist på figuren er elektroden 3 utstyrt med en elektrodeholder 7 som tilføres strøm gjennom fleksible 9. Elektroden 3 strekker seg gjennom chargeringsanordningen 4. Den nedre del av chargeringsanordningen 4 består av en konisk ring 12 som hviler på hvelvet 10. Et element 13 danner den ytre begrensning av chargeringsanordningen 4,

og bevirker at det oppnås en gasstett forbindelse med ovnshvelvet 10 og elektrodeholderen 7 via en vertikal elektrodegjennomføring 17.

Et roterbart ringkammer 18 utgjøres av indre og ytre vegger 14, 15 samt en bunnplate 16. Bunnplaten 16 er lagret på

den koniske ring 12 og de indre og ytre vegger 14, 15 er i sin tur lagret på bunnplaten 16. Bunnplaten 16 er utstyrt med en periferisk tannkrans som er i inngrep med et tann-hjul 19. Tannhjulet 19 er innrettet til å drives rundt ved hjelp av en motor 20. Derved muliggjøres rotasjon av bunnplaten 16. Bunnplaten 16 er videre utstyrt med en eller flere åpninger 21. Betydningen av åpningen(e) 21 vil bli beskrevet nedenfor.

Ringkammeret 18, som består av de indre og ytre vegger

14, 15 samt bunnplaten 16, har i snitt form av en åpen kasse hvor den indre vegg 14 og den ytre vegg er sammenbundet ved hjelp av stagplater 22. Mellom den indre vegg 14 og den ytre vegg 15 er det ved den nedre avslutning mot bunnplaten 16, anbragt en eller flere horisontale plate(r) 23 som er

innrettet til å dekke over tilsvarende hull eller huller 21 i bunnplaten 16.

Ringkammeret 18, danner en tett kasse uten lokk, hvor lokket er erstattet av elementet 13. Chargeringsrøret 5 gir kommunikasjon for charge fra siloen 6 via røret 5 til chargeringsanordningen 4 og ringkammeret 18.

På innsiden av den vertikale vegg av elementet 13 er det anordnet en knast 24 som ligger i linje med og som er innrettet til å samvirke med en tilsvarende knast 25 som er festet til utsiden av den ytre vegg 15. Betydningen av knastene 24 og 25 vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse,av chargeringsanordningens virkemåte.

I det følgende vil en foretrukket chargeringssyklus bli beskrevet nærmere under henvisning til figurene.

Som nevnt tidligere i forbindelse med omtalen av det på figur 3 viste utførelseseksempel, kan bunnplaten 16

rotere uten at de konsentriske på bunnplaten hvilende indre og ytre vegger 14, 15 og den med veggene forbundne horisontale stengeplate 23 samtidig roterer. Veggene 14, 15 med stengeplaten 23 kan imidlertid ikke rotere uten at bunnplaten 16 samtidig roterer.

I utgangsstilling eller hvilestilling er ringkammerets posisjon slik at stengeplaten 23 alltid dekker hullet 21

i bunnplaten 16, og knasten 24 på den vertikale vegg av elementet 13 har da alltid fysisk kontakt med knasten 25

på den ytre vegg 15 i ringkammeret 18.

Ved å starte motoren 20 settes hele ringkammeret 18 i roterende bevegelse. Knasten 25 forlater knasten 24 og den stående charge i chargerøret 5 vil fordele seg ned i ringkammeret 18 ved dettes roterende bevegelse. Når ringkammeret 18 har rotert 360° vil knasten 25 igjen komme i inngrep med knasten 24. Hele ringkammeret 18 vil nå være fylt med charge fra røret 5. Ved fortsatt rotasjon av ringkammeret 18 i samme dreieretning vil knasten 24 hindre knasten 25 med dertil forbudne elementer å rotere. Dette resulterer i at de konsentriske vegger 14, 15 og stengeplaten 23 ikke beveger seg, mens bunnplaten 16 fortsetter sin rotasjon. Hullet 21 i bunnplaten 16 vil dermed avdekkes ved at stengeplaten 23 nå ikke lengre dekker over huller 21. Chargen i ringkammeret 18 vil nå renne ned i ovnen gjennom hullet 21 etter hvert som bunnplaten 16 roterer.

Etter 360° separat rotasjon av bunnplaten 16 har all charge 1 ringkammeret 18 blitt tømt ned i ovnen og knasten 25 har igjen fått fysisk kontakt med knasten 24, men nå fra motsatt lineær side. I denne posisjon dekker igjen stengeplaten 23 for hullet 21 i bunnplaten 16. Ved avslutning av ovenfor nevnte bevegelser har veggene 14, 15 med stengeplaten 23 rotert totalt 360°, mens bunnplaten 16 har totalt rotert 2 ganger 360° i samme retning.

Den beskrevne chargeringsanordning er slik innrettet at når bunnplaten 16 har rotert 2 ganger 360° en vei, snus rotasjonsretningen. Når dette gjøres vil knasten 25 igjen fjerne seg fra knasten 24. Alle elementer i ringkammeret 18 roterer og ringkammeret vil fylles med charge fra røret 5 inntil knasten 25 igjen kommer i inngrep med knasten 24. Ved videre rotasjon i samme retning vil nå bare bunnplaten 16 rotere og chargen vil nå igjen tømmes gjennom hullet 21 i bunnplaten 16.

For å imøtekomme forskjellig forbruk av charge rundt en elektrode, kan man i chargeprogrammet legge inn følgende: Hvilestillingen er den samme som tidligere beskrevet, dvs. kammeret er fylt med charge og stoppknasten 25 på veggen 15 ligger i anlegg mot stoppknasten 24, enten på medurs eller moturs side.

Eksempelvis kan omkretsen av kammeret deles opp i 5 faste chargesoner. Programmet gir beskjed hvilken chargesone som skal chargeres batchvis. For dette tilfelle roterer bunnplaten 16 sammen med de konsentrisk beliggende innbyrdes forbundne vegger 14, 15 i motsatt retning av den retning nevnte deler kom inn i til den tidligere omtalte hvilestilling. Delene roterer inntil signal gis om at de er i riktig posisjon for den valgte chargesone. I denne stilling stoppes rotasjonen av veggene 14, 15, rotasjonsretningen snus og bunnplaten 16 roteres. Dette innebærer at åpningen 21 frigjøres fra stengeplaten 23 og chargen tillates å gå ned i ovnen for den valgte chargesone. Bunnplaten roteres deretter tilbake til sin stilling, slik at hullet 21 stopper under stengeplaten 23 hvoretter veggene 14, 15 frigjøres for rotasjon og hele systemet reverseres til utgangsposisjon for ifylling av ny charge i kammeret. Denne ifylling skjer under den tilbakeroterende bevegelse, slik at charge fylles automatisk opp igjen i ringkammeret 18 tilsvarende den charge som ble chargert ned i ovnen.

Veggene 14, 15 kan være utstyrt med midler som muliggjør separat drift av disse i forhold til bunnplaten 16. En slik rotasjon kan f. eks. utføres ved hjelp av tannhjulsdrift e.l. kjente transmisjonsanordninger.

Det skal anføres at ifølge foreliggende oppfinnelse kan ringkammeret 18 være utstyrt med flere tilførselsrør med stående charge. Til førelsesrørene kan ved sine nedre ender være utstyrt med stengbare ventiler e.l. (ikke vist). Dermed muliggjøres en sonevis chargering med forskjellig materiale/chargeblanding, samt en raskere tilførsel av slikt materiale til ovnen.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved chargering av en elektrotermisk smelteovn hvor charge tilføres ovnspotten batchvis gjennom til førselsåpninger anordnet mer eller mindre konsentrisk rundt elektrodene, karakterisert ved at c.hargen tilføres et rundt hver elektrode beliggende dreibart ringkammer (18), som i det minste er utstyrt med en bunnplate (16) og sidevegger (14, 15), hvor kammeret (18) roteres for fylling au charge i kammeret hvoretter kammerets bunnplate (16) roteres separat slik at den mellom kammerets sidevegger (14, 15) beliggende charge tillates å falle ned i ovnspotten gjennom i det minste ett stengbart hull (21) anordnet i kammerets bunnplate (16).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kammeret (18) ved ifylling av charge i kammeret roteres i en og samme retning og at kammerets bunnplate (16) ved chargering ned i ovnen roteres i samme retning som ved ifylling av charge i kammeret, hvoretter kammerets rotasjonsretning for neste syklus reverseres for ifylling av ny charge i kammeret.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at hele kammeret (18) med bunnplate (16) og vegger (14, 15) roteres 360° ved ifylling av charge i kammeret (18) hvoretter kammerets bunnplate (16) ved chargering ned i ovnen, roteres 360° i samme retning som ved ifylling av charge i kammeret (18).

4. Fremgangsmåte ved chargering som angitt i krav 1, karakterisert ved at kammeret (18) ved ifylling au charge i kammeret roteres 360° i en retning, hvoretter bunnplaten (16) ved chargering ned i ovnen roteres 360° i motsatt retning.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at kammerets (18) bunnplate (16) og vegger (14, 15) roteres hver sin vei ved tilførsel av charge fra kammeret (18) ned i ovnen.

6. Anordning for chargering av en elektrotermisk smelteovn hvor charge tilføres ovnspotten batchvis gjenom tilførsels-åpninger anordnet mer eller mindre konsentrisk rundt elektrodene, karakterisert ved at et ringkammer (18) er konsentrisk anordnet rundt hver elektrode (3), hvor hvert kammer (18) omfatter i det minste en bunnplate (16) og sidevegger (14, 15) hvor bunnplaten (16) og sideveggene (14, 15) kan rotere relativt i forhold til elektroden rundt en vertikal akse, idet bunnplaten (16) er utstyrt med i det minste ett stengbart hull (21) som kommuniserer med den nedenfor beliggende ovnspotte (2).

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at bunnplaten (16) og veggene (14, 15) kan roteres relativt i forhold til hverandre.

8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at det til kammerets vegger (14, 15) ved veggenes nedre ender er anordnet en fastmontert horisontal plate (23), som danner en integrert del av veggene, hvilken plate (23) danner lukning for hullet (21) i kammerets (18) bunnplate (16).

9. Anordning som angitt i krav 6-8, karakterisert ved at kammerets (18) bunnplate (16) er forbundet med en drivkilde (19, 20) slik at bunnplaten (16) kan rotere i forhold til elektroden (3) og at det på utsiden av kammerets (18) yttervegg (15) er anordnet en sperre'(25) som er innrettet til midlertidig å forhindre rotasjon av veggene (14, 15) mens bunnplaten (16) roterer.