NO161794B - Anlegg for fremstilling av kalsiumkarbid. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et anlegg for dannelse

av kalsiumkarbid ved smelting og reduksjon av en malm bestående av CaO henholdsvis CaCO^ og karbon under tilførsel av elektrisk energi med en smelteoven i hvis smelterom det munner en plasmabrenneranordning og tilførsler for malmbestanddelene .

Normalt ble hittil grafitt eller Soderbergelektroder med

stor diameter anvendt for tilførsel av elektrisk energi. Herunder dannet det seg ingen frittbrennende lysbue, men oppvarmingen skjedde i det vesentlige ved motstandsopp-

varming av malmen. Følgelig var de oppnåelige temperaturer i innsmeltingsområdet relativt lave og tidsforbruket for innsmeltingen tilsvarende stort.

Fra US patent 3.404.078 er det kjent en fremgangsmåte for dannelse av en plasmabue, ved hvilken et flytesjikt av elektrisk ledende partikler danner en elektrode og en plasmabue brenner mellom flytesjiktet og en andre elek-

trode. For fremstilling av CaC2 er et flytesjikt av grafittpartikler nevnt, som holdes svevende, ved hjelp av argon. Kalsiumoksyd bringes i plasmaområdet med en argonbærergass-strøm. Derved erholdes agglomerater av karbidovertrukne grafittpartikler. Dette betyr at for å oppnå CaC2 må det foretas en komplisert viderebehandling av de erholdte faste agglomerater, som medfører tap av grafitt. Omsetningsgraden av grafittkarbonene med CaO er meget liten, og derfor er CaC2_ dannelsen uøkonomisk ifølge fremgangsmåten beskrevet i US patent nr. 3.404.078.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å unngå de nevnte ulemper hos kjente fremgangsmåter og har til oppgave å til-veiebringe et anlegg, ved hvilket en rask, driftsikker inn-smelting og en rask og fullstendig reaksjon mellom malmbestanddelene kan oppnås under anvendelse av vesentlige høyere temperaturer enn ved motstandsoppvarmingen, ved hvilken reaksjonsforløpet styres på forbedret måte og ved hvilken ukomplisert utvinning av et meget rent CaC2 er mulig. Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at sideveggene, henholdsvis velvdelene av smelterommet er besatt med en eller flere plasmabrennere som er rettet mot en elektrode anordnet i smelterommets bunndel for dannelse av plasmafakler.

Ved dannelsen av disse plasmafakler kan stoffer med for-skjellig kornstørrelse, også støvformige stoffer smeltes uten vanskeligheter og bringes til omsetning mens det i en motstandsovn bare kan anvendes stoffer i grove stykker.

Ved anvendelsen av plasmabrennere nyttiggjøres ikke bare strålingsvarmen av de frittbrennende fakler som i kjernen er opptil 15000°C, men også konveksjonsvarme på sammenstøts-punktet og kombineres med motstandsoppvarmingen man får ved strømgangen gjennom resten av malmen. Karbonmonoksydet som oppstår ved reaksjonen øker plasmafakkelens energitetthet og bevirker dermed en videre økning av energiutbyttet.

Oppfinnelsen omfatter forskjellige utførelsesformer for ut-forming av anlegget.

Hensiktsmessig er bunndelen av smelterommet formet som flat kjegle, hvorunder en renne for smeltet gods er utformet rundt bunnelektroden som er anordnet på spissen av kjeglen.

Smelterommets veiv kan ha en ytterligere tilførsel for findelt karbon.

Videre kan tilførselskanaler for støvformig henholdsvis findelt karbon være anordnet i plasmabrenneren (1).

Ifølge ytterligere foretrukne utførelsesformer er smelterommet kombinert med et sjaktrom: Herunder kan en sjaktdel med et mindre tverrsnitt enn smelterommets være satt på smelterommets veiv, hvorunder et gassavtrekk kan være anordnet i den øvre del av sjakten og på den øvre ende av sjakten en charg-er ingsinnretning for malmbestanddeler slik at ved kontinuerlig tilførsel av malmbestanddelene fra bunnen av smelterommet til gassavtrekket dannes en slaggkjegle av faste malmbestanddeler som i nedre del er smeltet og i øvre del forreduseres som følge av gjennomstrømningen av CO som oppstår i smelte-

rommet .

Det er imidlertid også mulig at smelterommet gjennom en forbindelseskanal er forbundet med en lavsjaktovn som danner en egen bygningsenhet som er plassert overfor smelterommet, hvorunder lavsjaktovnen er et fyllrom og et konisk utvidet bunnrom, og det i sistnevnte er anordnet en transportanord-ning, f.eks. en kjedetransportør til forbindelseskanalen.

Herunder kan sjaktovnens innvendige rom være utformet konvergerende oppad og i nedre del kan en tilførselsinnretning for malmbestanddeler samt et gassavtrekksrør være tilkoblet.

Anlegget ifølge oppfinnelsen er nærmere anskueliggjort i

to utførelseseksempler på tegningen hvori figur 1 viser et vertikalsnitt gjennom en første utførelsesform av et anlegg utformet ifølge oppfinnelsen. Figur 2 er en tilsvarende av-bildning ovenfra. Figur 3 viser en modifikasjon av elektrode-innføringen i smelterommets veiv. Figur 4 viser et vertikalsnitt gjennom en endret utførelsesform av et anlegg ifølge oppf innelsen.

I figur 1 er et sylindrisk ovnslegeme angitt med 1 som bærer

en velvdel 2. Velvdelen er åpen i midten og bærer en øvre ovn, henholdsvis en sjaktdel 3 hvis innvendige diameter stemmer overens med diameteren til den midtre åpning av velvet.

Veggene 1, velvet 2 og sjaktdelen 3 er foret med ildfaste murstein 4. Bunnen av beholderen dannes av en grafittstampemasse 5 eller grafittmurstein. Bunnen er slik formet at den faller skrått utover konisk, hvorved en ringformet renne 6 dannes, som er forbundet med en utad førende avløpsrenne 7.

I den forhøyede midtdel av bunnen 5 er bunnelektroden 8 anordnet. Den øvre ovn, henholdsvis sjaktdel 3 er gasstett lukket med et deksel 9, og et gassavtrekk i øvre del av sjakten er angitt med 10. I dekselet 9 er en tilførselsinnretning for malmbestanddelene anordnet. Denne tilførselsinnretning består av

en lagringsbunker 11, en transportskrue 12 og en doserings-

innretning 13 med hydraulisk drift 14 og en lukningsdel 15. Ovnslegemets sidevegger, som samtidig utgjør smelterommet,

har tre vannkjølte gjennomløp 16, 16' cg 16" fordelt på siden over omkretsen, for plasmabrennere 17, 17' og 17" (figur 2) hvis munninger peker i retning av bunnelektroden. Plasmabrenneren 17 hviler på lafetter 18 som støttes av bukker 19. Med denne mekanisme kan plasmabrennerene forskyves i lengde-retningen og dreies i alle retninger i rommet. I hullene 16

er det anordnet egnede lagerinnretninger 20.

I velvet 2 av smelterommet kan det være anordnet ytterligere vannkjølte hull 21 hvorigjennom tilførselsrør 22 føres, som er rettet i plasmafaklenes 23 områder. Det kan nemlig være hensiktsmessig å ytterligere innføre finfordelt karbon i fakkelområdet under prosessen.

I figuren 3 er det vist en modifikasjon for innføring av plasmabrenneren 17 idet hullene 16 ikke er anordnet i sideveggene, men i velvdelen 2. Forøvrig er utformingen den samme som i figur 1.

Ved den endrede utførelsesform ifølge figur 4 er sjaktovns-delen fullstendig adskilt fra smelteovnsdelen. Sjaktovnen 25 som tilsvarer sjaktdelen 3 befinner seg på en bærekonstruk-sjon 26 over smelteovnen henholdsvis smelterommet 1. Sjaktovnens vegger er formet konisk konvergerende oppover og danner et fyllrom 27 for malmen 28. Fyllrommet går over i en utvidet bunndel 29 hvori en kjedetransportør 30 er anordnet. Bunnen 31 av sjaktovnen som består av grafittstampemasse har

en åpning 32, til hvilken den vertikale forbindelseskanal 33 til smelterommet er koblet. Denne forbindelseskanalen 33 går gjennom dekselet 9 av smelteovnen og muliggjør innføring av malmbestanddeler i smelterommet. Ovnslegemet henholdsvis smelterommet er forøvrig utformet på samme måte som det på figur 1.

I øvre del av sjaktovnen er det anordnet transport og til-førselsinnretninger, som er utformet på lignende måte som de på figur 1, dvs. det foreligger en lagringsbeholder 11, en transportskrue 12, en doseringsinnretning 13 med hydraulisk drift 14 og en lukningsklaff 15.

Anleggenes funksjon er lignende. Det innføres først en liten mengde malm i smelterommet, deretter tennes plasmafaklene og malm tilføres kontinuerlig. Ved utførelsesformen ifølge figur 1, 2 og 3 opprettholdes en slagg henholdsvis stamkjegle av malmmaterialet omtrent opp til avtrekkets 10 høyde. Ut-førelsesf ormen ifølge figur 4 opprettholder stamkjeglen ikke i smelterommet, men i sjakten som er plassert ovenfor og bare så mye malm innføres i smelterommet som der stadig går over i flytende tilstand. Viktig er gjennomstrømningen av den faste stamkjeglen av malmbestanddeler ved begge utførelses-former, hvorunder ikke bare en foroppvarming men også en forreduksjon finner sted.

Claims (7)

1. Anordning for fremstilling av kalsiumkarbid ved smelting og reduksjon av en malm bestående av CaO henholdsvis CaCO^ og karbon under tilførsel av elektrisk energi med en smelteovn i hvis smelterom en plasmabrennerinnretning og tilfør-sler for malmbestanddelene munner, karakterisert ved at sideveggene (1) henholdsvis velvdelene (2) av smelterommet er gjennomborret av en eller flere plasmabrenner(e) (17), som er rettet mot en elektrode (8) som er anordnet i bunndelen (5) av smelterommet for å danne plasmafakler (23).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at bunndelen (5) av smelterommet er utformet som flat kjegle, hvorunder en renne (6) for smeltet gods er utformet rundt bunnelektroden (8) og anordnet på spissen av kjeglen.

3. Anordning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at smelterommets veiv har en ytterligere tilførsel (22) for finfordelt karbon.

4. Anordning ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at det i plasmabrenneren(e) er anordnet tilførsels-kanaler for støvformet eller findelt karbon.

5. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det på velvdelen (2) av smelterommet er satt en sjaktdel (3) med en mindre diameter enn smelterommets, hvorunder det i øvre del av sjakten er anordnet et gassavtrekk (10) og på øvre ende av sjakten en charger-ingsinnretning (13, 14, 15) for malmbestanddeler slik at ved kontinuerlig tilførse] av malmbestanddelene dannes fra bunnen av smelterommet opp til gassavtrekket en slaggkjegle av faste malmbestanddeler, som i nedre del er avsmel-tet og i øvre del forreduseres som følge av gjennomstrøm-ning av CO som dannes i smelterommet

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at smelterommet er forbundet gjennom en forbindelseskanal (33) med en lavsjaktovn (25) plassert over smelterommet, som har et fyllrom (27) og et konisk utvidet bunnrom (29) i hvilket sistnevnte en transportinnretning (30), f.eks. en kjedetransportør er anordnet til forbindelseskanalen

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at det innvendige rom av sjaktovnen er utformet konvergerende oppad og i nedre del er det tilkoblet en tilførselsinnretning (11, 12) for slaggbestanddeler samt et gassavtrekksrør (10).