NO300709B1 - Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av elektroder som er frie for urenheter og jern og beregnet for elektriske lysbueovner - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av elektroder som er frie for urenheter og jern og beregnet for elektriske lysbueovner. Ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes forbedringer ved fremstilling av slike elektroder som er beregnet for elektro-ovner med neddykket lysbue, ifølge forsøk utført i 1991 i fab-rikken til Sociedad Espanola de Carburos Metålicos, beliggende i området Sabon (Arteixo-LA CORUNA).

Metallisk silisium utvinnes i en elektroovn med neddykket lysbue ved å redusere kvarts med forskjellige typer kull, i overensstemmelse med den forenklede reaksjon Si02 + 2C -» Si + 2C0. Den nevnte lysbue dannes mellom elektroden og ov-nens bunn, hvorved den nødvendige energi for å fullføre den ovennevnte faststoff-faststoff-prosess frembringes.

Når den elektriske lysbue tennes, blir elektrodene fortært gradvis og kontinuerlig, hvilket vil være en del av reaksjonen ved metallproduksjonen.

De tradisjonelle elektroder som er selvbrennende, omfatter en metallmantel som anvendes som omslag og i hvilken Søderbergmasse føres inn, og denne smelter, stivner, glir og forbrukes sammen med mantelen.

Med denne typer elektroder er det ikke mulig å frem-stille metallisk silisium på grunn av den høye forurensnings-grad, fremfor alt av jern, som innføres når mantelen smelter etterhvert som den forbrukes.

Teknikkens stilling

Et forsøk på å unngå det ovennevnte problem er be-skrevet i US patent nr. 4575856 som svarer til spansk patent nr. 543259, ifølge hvilket en sentral kjerne av grafitt innbe-fattes og hvor erstatning av den forbrukte elektrode foretas ved ekstrudering gjennom metallbøssingen (mantelen) slik at denne ikke blir forbrukt og derfor heller ikke vil forurense. Elektrodelegement er dannet av flere adskilte sylindriske sek-sjoner som er forbundet ved endene, og hvor metallmantelen har flate og ensartede sider i dens tverrsnitt.

I US patent nr. 3819841 beskrives en eldre utgave av en selvbakende elektrode som dannes ved ekstrudering gjennom en permanent foring. Ved å fjerne slagstempelet kan elektrode-pasta innføres, og pastaen smeltes og forbakes ved innførsel av varm gass eller luft i et ringrom mellom en utenpåliggende isolert mantel og foringen.

Oppfinnelsens formål

Ideen og formålet med den foreliggende oppfinnelse er å løse alle de problemer av operativ art som er oppstått i løpet av de undersøkelser som er blitt utført i den senere tid for å komme frem til en fremgangsmåte for kontinuerlig produksjon av elektroder som er frie for urenheter og jern.

Oppsummering av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en forurensnings- og jernfri elektrode for en elektrisk lysbueovn, omfattende de trinn at en forbrent grafittkjerne får gli nedad i en mantel over ovnen, en pasta som skal brennes for å danne elektroden, inn-føres i mantelen og slik at den omgir kjernen, en kontaktplate anvendes for overføring av elektrisk strøm til elektroden, og elektroden får gli ved hjelp av en glideanordning, kjennetegnet ved at elektroden får gli ved hjelp av et par på hverandre følgende glideanordninger hvorav den første glideanordning holder mantelen på plass og den annen glideanordning lar grafittkjernen gli, idet det som den annen glideanordning anvendes en som omfatter et par innvendig rillede, tannede eller pregede omkretsringer som innbefatter på hverandre følgende åpnings- og lukkeklemmer, idet ringene graverer grafittkjernen med omkretsrygger for oppnåelse av forbedret inntrengning av pastaen og binding av pastaen til grafittkjernen.

Fremgangsmåten angår også tilfeller hvor en amorf kullelektrode under drift i ovnen skal erstattes med en elektrode med en grafittkjerne og fremstilt ved den nevnte fremgangsmåte for kontinuerlig produksjon, kjennetegnet ved at en forbindelse opprettes mellom den amorfe kullelektrode og mantelen under anvendelse av en festeanordning som forbinder grafittkjernen med mantelen.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Av tegningene viser

Fig. 1 et oppriss av et apparat for å erstatte en elektrode av amorft kull med en elektrode av grafitt og masse, Fig. 2 viser et oppriss av et apparat med dobbeltglideanord-ninger for å oppnå uavhengig gliding for grafittkjernen i elektroden, Fig. 2A er et skjematisk tverrsnittsriss gjennom den nedre glidesystemdel ifølge Fig. 2, Fig. 2B er et skjematisk tverrsnittsriss gjennom den øvre glidesystemdel ifølge Fig. 2, og Figurene 3, 4 og 5 viser henholdsvis horisontalriss, lengde-snitt og sideriss for én av platene for ledning av elektrisk strøm.

Beskrivelse av tegningene

Av tegningene viser Figur 1 en elektrodesøyle hvor, under prosessens gang, overgangen fra en tradisjonell elektrode 1 av amorft kull er ved å bli fullført ved hjelp av til-førsel av etterfølgende grafittelektroder 2 som har tydelig redusert diameter eller tverrsnitt, inntil en elektrode 20 med sluttdiameteren når frem. Elektrodesøylen forenes ved hjelp av et holder system 3 og 4 som forbinder grafitten 20 med en mantel 40. Mantelen er festet til elektroden av amorft kull ved hjelp av et festesystem, idet elektroden utvendig bør ha den samme utvendige diameter som den f or angående ende til den amorfe kullelektrode. Det er derfor nødvendig mekanisk å av-passe den øvre ende av den siste elektrode 3 til mantelens 40 innvendige diameter. På denne måte kan ovnen 5 fortsatt holdes i gang, og den konvensjonelle elektrode 3 kan forbrukes og mantler påsveises ved deres øvre sider. Videre kan glidingen gjennomføres med tradisjonelle ringer 43 inntil mantelen 40 kommer på høyde med blandingen.

Figur 2 viser denne montasje med et annet glidesystem 30 som muliggjør en begrensning av holderne 3 og 4, som tid-ligere er blitt påført på grafitten 2. Ved anvendelse av dette glidesystem er det mulig å bare la grafittelektroden 20 gli og å holde mantelen på plass ved hjelp av det første glidesystem

44 for på denne måte å unngå å innføre mantelen 40 og urenheter fra denne i ovnen. Det er alternativt mulig uavhengig å la elektroden 20 gli sammen med mantelen 40 ved å anvende det konvensjonelle glidesystem 44. For dette formål åpnes glideringene 43 i det nederste system 44, og glideringene 30 i det øverste glidesystem 31 aktiveres. Det er også mulig å foreta operasjonen ved å åpne de øvre ringer 30 og igangsette glidingen med det konvensjonelle system av ringer 43 i det nederste system 44. Fig. 2A viser den første eller nedre glidesystemdel mer detaljert, innbefattende ovn 5, pasta 9 og en stjerne-eller krysshodeanordning 41 som fester grafittkjernen 20 til mantelen 40. Fig. 2B viser den annen eller øvre glideanordning mer detaljert. Systemet innbefatter et par omkretsringer 30 som innvendig er tannet 32, men som også vil kunne være rillede på lignende måte eller preget. Når ringene 30 klemmes mot grafittkjernen 20, graverer den innvendige overflate grafittkjernen med en tilsvarende rekke med rygger, hvilket forbedrer inntrengning av pastaen inn i grafittkjernen og til slutt forbedrer bindingen av pastaen med grafitten.

Når de øvre glideringer 30 endres, blir også plate-typen 8 endret til den plate som er vist på Figurene 3 til 5 og hvis særtrekk er dens mindre størrelse, for derved å kon-sentrere den elektriske strøm som passerer gjennom platen, at den er oppdelt i åtte halvsirkulære segmenter 8a til 8h samt at den har flere fremspring 80-80a, 81-81a, som er anordnet alternativt på den nederste og den øverste del av hver ende som tjener til å bringe plater på linje med andre plater, slik at hvis noe skulle gå galt med massen som påfylles gjennom 7, vil den innvendige diameter bibeholdes ved kontakt mellom platene 8, og den kan ikke bli innført i mantelen 40. Den innvendige avkjøling 82 i platen 8 er lavere enn, men av den samme type som de som normalt anvendes.

Den foreliggende fremgangsmåte er blitt utprøvet ved praktiske forsøk og utført ved hjelp av et program matet inn i en automat styrt av en datamaskin. Med denne er det mulig å bibeholde høyden til søylene (Fig. 2) ved hjelp av henge-sylindre 6 innen visse grenser, slik at på den ene side massen ikke brennes på et nivå hvor de varme prosessgasser ville ha smeltet mantelen 40, og slik at de på den annen side befinner seg ikke for høyt i soner hvor brenningen av massen ville ha vært utilstrekkelig.

Endelig er det av stor viktighet å tilveiebringe en uavbrutt gliding av elektrodene. For dette formål blir det hydrauliske reguleringssystem 31 for gliding modifisert.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en forurensnings- og jernfri elektrode for en elektrisk lysbueovn, omfattende de trinn at en forbrent grafittkjerne (20) får gli nedad i en mantel (40) over ovnen (5), en pasta som skal brennes for å danne elektroden, innføres i mantelen (40) og slik at den omgir kjernen (20), en kontaktplate (8) anvendes for overføring av elektrisk strøm til elektroden, og elektroden får gli ved hjelp av en glideanordning (31), karakterisert ved at elektroden får gli ved hjelp av et par på hverandre følgende glideanordninger (31, 44) hvorav den første glideanordning (44) holder mantelen (40) på plass og den annen glideanordning (31) lar grafittkjernen (20) gli, idet det som den annen glideanordning (31) anvendes en som omfatter et par innvendig rillede, tannede (32) eller pregede omkretsringer (30) som innbefatter på hverandre føl-gende åpnings- og lukkeklemmer, idet ringene (30) graverer grafittkjernen (20) med omkretsrygger for oppnåelse av forbedret inntrengning av pastaen og binding av pastaen til grafittkjernen (20).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor en amorf kullelektrode (1) under drift i ovnen (5) skal erstattes med en elektrode med en graf ittkjerne (20) og fremstilt ved den nevnte fremgangsmåte for kontinuerlig produksjon, karakterisert ved at en forbindelse opprettes mellom den amorfe kullelektrode (1) og mantelen (40) under anvendelse av en festeanordning som forbinder grafittkjernen (20) med mantelen (40).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dersom den annen glideanordning (31) svikter, anvendes den første glideanordning (44) for å forskyve hele elektroden ved at det nevnte par med ringer (30) på den annen glideanordning (31) åpnes.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det anvendes en kontaktplate (8) som er oppdelt i halvsirkulære segmenter som er i det vesentlige identiske, for å sikre kontaktposisjon, karakterisert ved at kontaktplaten (8) er oppdelt i åtte halvsirkulære segmenter (8a-8h) som hver har en bue på ca. 45

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at glidetrinnet reguleres ved hjelp av stempelpåvirkede sylindere (6) som regulerer kon-taktplatens (8) høyde over ovnen (5).