NO771583L

NO771583L - ELECTRIC OVEN.

Info

Publication number: NO771583L
Application number: NO77771583A
Authority: NO
Inventors: Francis James Higgins
Original assignee: Morganite Crucible Ltd
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1977-11-08
Also published as: GB1585155A

Description

Oppfinnelsen angår en lysbueovn. The invention relates to an arc furnace.

Innen den metallurgiske industri i storteknisk målestokk er prosessteknologien blitt forbedret i de siste 10 til 15 år ved at Within the metallurgical industry on a large technical scale, process technology has been improved in the last 10 to 15 years by

det er blitt oppnådd en dramatisk økning i produksjonshastigheten og produksjonskapasiteten for de enkelte arbeidsenheter. Ovner med neddykket lysbue med en effekt på over 7o mVA er f.eks. i bruk sammenlignet med en effekt på ca..40 mVA for ovner med den største størrelse for ti år siden, og en følge av denne utvikling har vært en hurtig økning av omkostningene ved driftstans. Megen vekt er blitt lagt på å oppnå en lengre driftstid og en mer stabil prosess. Dette har på sin side ført til et behov for ildfaste fo/-wringer med forbedrede egenskaper hva gjelder øket levealder under kraftigere arbeidsbetingelser. a dramatic increase in production speed and production capacity for the individual work units has been achieved. Furnaces with a submerged arc with an output of over 7o mVA are e.g. in use compared to an output of approx. 40 mVA for furnaces of the largest size ten years ago, and a consequence of this development has been a rapid increase in the costs of outages. Much emphasis has been placed on achieving a longer operating time and a more stable process. This, in turn, has led to a need for refractory fo/-wrings with improved properties in terms of increased lifespan under more severe working conditions.

I en ovn med neddykket lysbue utsettes den ildfaste foring In a submerged arc furnace, the refractory lining is exposed

for angrep på grunn av reaksjon mellom foringen og ovnens innhold. Dette kan føre til en dyp slitasje over et vidt område av foringen eller innen spesielle områder som eventuelt befordres av meget høye temperaturer og mekanisk beskadigelse på grunn av spenninger ved varme ekspansjon. for attack due to reaction between the lining and the contents of the furnace. This can lead to deep wear over a wide area of the liner or within special areas which may be promoted by very high temperatures and mechanical damage due to stresses during hot expansion.

Virkningen av dette angrep enten det er lokalt eller generelt, er at styrken og stabiliteten til foringen nedsettes slik at det til slutt blir nødvendig å reparere eller bytte denne ut. I ekstreme tilfeller kan. en kraftig overoppheting av mantelen forekomme med gjennombrudd av ovnens smeltede innhold. The effect of this attack, whether local or general, is that the strength and stability of the lining is reduced so that it eventually becomes necessary to repair or replace it. In extreme cases, it can. a strong overheating of the mantle occurs with breakthrough of the furnace's molten contents.

Spesielle mekanismer ved angrep på ildfaste materialer i Special mechanisms for attacks on refractory materials i

disse ovner kan omfatte: these ovens may include:

reaksjon med smeltet metall og slagg, reaction with molten metal and slag,

reaksjon med gasser (oxydasjon, carbonmonoxyd-angrep) , og angrep av alkali. reaction with gases (oxidation, carbon monoxide attack), and attack by alkali.

Disse er alle av kjemisk opprinnelse og derfor temperatur-avhengige. Det følger av dette at én nedsettelse av temperaturen til det ildfaste materiales arbeidsoverflate vil nedsette angreps-hastigheten. Ved en viss temperatur som vil være avhengig av These are all of chemical origin and therefore temperature-dependent. It follows from this that one reduction in the temperature of the refractory material's working surface will reduce the rate of attack. At a certain temperature that will depend on

det ildfaste materiale, det aggressive middel og selve ovnsdriften, vil angrepet opphøre. Slitasje kan imidlertid føre til et sterkt tap av den ilfaste foring og en svekkelse av det gjenværende materiale. Dessuten kan innenfor lokale områder en høy temperatur som er forbundet med den elektriske lysebue, forårsake en meget sterk slitasje. Tappehullområdet er også vanligvis utsatt for sterk slitasje på grunn av lengre tids kontakt med flytende metaller eller sla.gg.the refractory material, the aggressive agent and the furnace operation itself, the attack will cease. Wear and tear can, however, lead to a severe loss of the flameproof lining and a weakening of the remaining material. Moreover, within local areas, a high temperature associated with the electric arc can cause very strong wear. The tap hole area is also usually exposed to heavy wear due to prolonged contact with liquid metals or sla.gg.

I praksis nedsettes.foringens tykkelse (og dermed ders varme-motstandsdyktighet) på grunn av angrep inntil en likevekt nås. In practice, the lining's thickness (and thus its heat resistance) is reduced due to attack until an equilibrium is reached.

På dette punkt vil.varmestrømmen fra arbeidsoverflaten være nøyaktig tilstrekkelig til å avkjøle overflaten til under den temperatur ved hvilken angrep kan finne sted. At this point the heat flow from the working surface will be exactly sufficient to cool the surface below the temperature at which attack can take place.

For derfor å holde den størst mulige tykkelse av denildfaste foring intakt er det viktig å gjøre varmefjernelseshastigheten fra arbeidsoverflaten så høy som mulig, pg et praktisk middel for å oppnå dette er ifølge oppfinnelsen å innarbeide et ildfast materiale med høyt varmeledningsevne i foringen for lysbueovnen. Bruken av et slikt materiale nedsetter foringens motstand mot varmeledning og forbedrer fjernelsen av varme fra arbeidsoverflaten, idet varmen overføres f.eks. til et utvendig kjølesystem eller ved strømning til et kaldere område av foringen. Therefore, in order to keep the greatest possible thickness of the refractory lining intact, it is important to make the heat removal rate from the work surface as high as possible, because a practical means of achieving this is, according to the invention, to incorporate a refractory material with high thermal conductivity in the lining for the electric arc furnace. The use of such a material reduces the liner's resistance to heat conduction and improves the removal of heat from the work surface, as the heat is transferred e.g. to an external cooling system or by flow to a colder area of the liner.

Foruten at den nødvendige varmestabilitet fås, kan en slik konstruksjon gL en tilstrekkelig sikkerhet til at større variasjoner i arbeidsbetingelsene vil kunne tåles, som svikt i kjølesystemet. In addition to achieving the required thermal stability, such a construction can provide sufficient security that major variations in the working conditions will be tolerated, such as failure of the cooling system.

Oppfinnelsen angår således en lysbueovn med en sammensatt foring som er særpreget ved at den omfatter et eksponert innvendig lag av ildfast materiale mot ovnens indre og et ytre lag av ildfast materiale som tjener som underlag for det innvendige lag og befinner seg i termisk kontakt med dette og har en høyere varmeledningsevne enn det innvendige lag. The invention thus relates to an electric arc furnace with a composite lining which is characterized by the fact that it comprises an exposed inner layer of refractory material against the interior of the furnace and an outer layer of refractory material which serves as a base for the inner layer and is in thermal contact with this and has a higher thermal conductivity than the inner layer.

Det ytre lag kan befinne seg i kontakt med ovnsmantelen The outer layer may be in contact with the furnace jacket

når denne tjener til å avgi varme til omgivelsene eller mer" when this serves to emit heat to the surroundings or more"

vanlig til et tvungent luft- eller vannkjølemedium. Et slikt lag har fortrinnsvis^f^3 av tykkelsen, for et lag bestående av et vanlig enkelt eller sammensatt ildfast materiale som er vendt mot chargen, og helst 0,8-1,2, ganger tykkelsen for et slikt lag. common to a forced air or water cooling medium. Such a layer preferably has ^f^3 of the thickness, for a layer consisting of a normal single or composite refractory material facing the charge, and preferably 0.8-1.2, times the thickness of such a layer.

Det ytre lag kan spesielt i ovnsherden eventuelt være skilt fra ovnsmantelen med et ytterligere lag av et enkelt eller sammensatt ildfast materiale og således hovedsakelig tjene til tempera-turutligning i ovnen istedenfor til varmeavgivelse til omgivelsene. Tykkelsen av et slikt ytre lag vil være avhengig av den forventede varmestrøm og den samlede tykkelse og konstruksjon av foringen i overensstemmelse med det formål som ovnen skal anvendes for. The outer layer, especially in the furnace hearth, can optionally be separated from the furnace mantle with a further layer of a single or composite refractory material and thus mainly serve for temperature equalization in the furnace instead of heat release to the surroundings. The thickness of such an outer layer will depend on the expected heat flow and the overall thickness and construction of the liner in accordance with the purpose for which the oven is to be used.

Det ytre lag strekker seg generelt over hele eller over i det minste den større del av ovnsveggen eller -herden eller begge og kan sikre et tilfredsstillende varmetap eller varmeutligning uten de potensielle vanskeligheter som skyldes innføring av sirkulasjonsledninger eller andre innretninger gjennom ovnsmantelen. The outer layer generally extends over all or over at least the greater part of the furnace wall or hearth or both and can ensure satisfactory heat loss or heat equalization without the potential difficulties caused by the introduction of circulation lines or other devices through the furnace jacket.

Materialet for det ytre ildfaste lag har fortrinnsvis en varmeledningsevne som er minst 5 ganger, helst 10 eller endog 20 ganger, høyere enn varmeledningsevnen for materialet i det indre lag. The material for the outer refractory layer preferably has a thermal conductivity which is at least 5 times, preferably 10 or even 20 times, higher than the thermal conductivity of the material in the inner layer.

Det ytre lag er vanligvis laget fullstendig av materialet med høy varmeledningsevne, men resultatene ifølge oppfinnelsen kan også oppnås dersom bare en del av det ytre lag består av et slikt materiale. The outer layer is usually made entirely of the material with high thermal conductivity, but the results according to the invention can also be achieved if only part of the outer layer consists of such a material.

Et egnet materiale med høy varmeledningsevne for anvendelse i det ytre lag kan erholdes ved i en blanding av et vanlig ildfast materiale å innarbeide varmefedende materialer, som graf itt, spesielt naturlig flakgrafitt, eller siliconcarbid eller begge ., disse materialer med anvendelse av f.eks. leire eller carbon som bindemidler. Det erholdte materiale med høy varmeledningsevne kan derefter formes til stener for konstruksjon av en foring av et sammensatt ildfast materiale på den måte som er anvendt for konstruksjon av vanlige foringer, eller materialet kan anvendes som stampemateriale. Når det er blitt installert, kan materialet foreligge i brent eller ubrent form. A suitable material with high thermal conductivity for use in the outer layer can be obtained by incorporating heat-absorbing materials, such as graphite, especially natural flake graphite, or silicon carbide or both, into a mixture of a normal refractory material, these materials using e.g. . clay or carbon as binders. The obtained material with high thermal conductivity can then be shaped into stones for the construction of a lining of a composite refractory material in the manner used for the construction of ordinary linings, or the material can be used as a tamping material. Once installed, the material may be in fired or unfired form.

Selv om hovedformålet med materialet med høy varmeledningsevne er å befordre en avkjøling av den sammensatte forings indre Although the main purpose of the high thermal conductivity material is to promote cooling of the interior of the composite liner

overflate slik at det fås én så høy varmeledningsevne som mulig, surface so as to obtain as high a thermal conductivity as possible,

er dét også av viktighet at materialet er ildfast slik at materialet ved at Uforutsett slitasje eller svikt av det indre lag vil— is it also important that the material is refractory so that the material in case of Unforeseen wear or failure of the inner layer will—

være istand til å motstå høye temperaturer og et eventuelt angrep av ovnschargen og -gasser. Det må dessuten ha en rimelig trykk-fasthet slik at det. er istand til å hjelpe til med å bære vekten av den overliggende ildfaste foring i ovnen. Begge disse krav tilfredsstilles lett av ildfaste stener eller stampemasser. be able to withstand high temperatures and any attack by the furnace charge and gases. It must also have a reasonable compressive strength so that it is able to help support the weight of the overlying refractory lining in the furnace. Both of these requirements are easily satisfied by refractory stones or rammed earth.

Foretrukne materialer er basert på ildfaste materialer av .siliciumdioxyd/aluminiumoxyd, og spesielt ildfaste leirer av kaolinittypen. Grafitt, spesielt naturlig flakgrafitt, kan anvendes i mengder opp til 30-70 vekt% av det ferdige materiale, Preferred materials are based on refractory materials of silicon dioxide/aluminium oxide, and especially refractory clays of the kaolinite type. Graphite, especially natural flake graphite, can be used in amounts up to 30-70% by weight of the finished material,

idet de høyere mengder spesielt anvendes for stampemasser. I with the higher quantities being especially used for rammed materials. IN

Stener foretrekkes en mengde av 30-50 vekt% da det er vanskelig å fremstille stener ved de høyere mengder. Som.et eksempel kan det nevnes at opp til 15- vekt% s.iliconcarbid kan anvendes, Stones are preferred in an amount of 30-50% by weight as it is difficult to produce stones at the higher amounts. As an example, it can be mentioned that up to 15% by weight silicon carbide can be used,

spesielt i materialer for stenene. Disse materialer som er basert på leire, er heri generelt betegnet med "grafittsverte". especially in materials for the stones. These clay-based materials are generally referred to herein as "graphite black".

Andre egnede materialer er imidlertid elektrografitt og materialer som er i det vesentlige basert på siliciumcarbid. Disse kan omfatte direkte bundet, nitridbundet, carbonbundet eller leirebundet siliciumcarbid med eller uten tilsetning av andre ildfaste bestanddeler, som flakgrafitt. Slike materialer har en tilfredsstillende varmeledningsevne selv om de i tilfelle av svikt av. den indre fåring kan vise seg ikke å være istand til å motstå disse betingelser i lengre tid. Other suitable materials, however, are electrographite and materials which are essentially based on silicon carbide. These may include directly bonded, nitride bonded, carbon bonded or clay bonded silicon carbide with or without the addition of other refractory components, such as flake graphite. Such materials have a satisfactory thermal conductivity even if in the event of failure of the inner lining may not be able to withstand these conditions for a long time.

Egnede grafittsvertematerialer blir f.eks. fremstilt og solgt under varemerket "Salamander" og har en kornet struktur på grunn av at flakgrafitten befinner seg på linje, og har en varmeledningsevne langs kornretningen på ca. 4 2 W/MK og på ca. 13 W/MK på tvers, Suitable graphite black materials are e.g. manufactured and sold under the trademark "Salamander" and has a granular structure due to the fact that the flake graphite is aligned, and has a thermal conductivity along the grain direction of approx. 4 2 W/MK and of approx. 13 W/MK across,

av kbrnretningen. of the cable direction.

Det er vanligvis ønsket at det ytre lags varmeledningsevne It is usually desired that the thermal conductivity of the outer layer

er minst 13 W/MK, og en varmeledningsevne på ca. 20 W/MK eller derover er foretrukket. Når "Salamander" eller lignende materialer anvendes, bør kornene befinne seg på linje med retningen for den høyeste varmegradient for å oppnå den største effektivitet. is at least 13 W/MK, and a thermal conductivity of approx. 20 W/MK or more is preferred. When "Salamander" or similar materials are used, the grains should be aligned with the direction of the highest heat gradient to achieve the greatest efficiency.

"Salamander"-materialene har en bemerkelsesverdig kombina- The "Salamander" materials have a remarkable combina-

sjon av fysikalske og kjemiske egenskaper, og av disse er de vik- tion of physical and chemical properties, and of these they are vic-

tigste: beggar:

én meget høy varmeledningsevne, . one very high thermal conductivity, .

en fremtredende kornorientering, a prominent grain orientation,

en høy motstandsdyktighet overfor angrep av smeltede metaller og a high resistance to attack by molten metals and

slagger, de fuktes ikke av smeltede metaller og slagger, vg de har en høy motstandsdyktighet overfor oxydasjon og angrep av alkalier sammenlignet med andre carbonholdige materialer. slags, they are not wetted by molten metals and slags, because they have a high resistance to oxidation and attack by alkalis compared to other carbonaceous materials.

En kvalitet av "Salamander"-grafittsverte har således de følgende egenskaper: varmeledningsevne (W/MK) A grade of "Salamander" graphite black thus has the following properties: thermal conductivity (W/MK)

Et eksempel på en stampemasse er den stampemasse av flakgrafitt som selges under handelsnavnet "Morråm" 8301 VHC med de følgende egenskaper: An example of a tamping compound is the flake graphite tamping compound sold under the trade name "Morråm" 8301 VHC with the following properties:

Om nødvendig kan disse materialer fremstilles slik at de If necessary, these materials can be manufactured so that they

får spesielle kombinasjoner av egenskaper, f.eks. høy kompressibilitet og høy grønnstyrke, eller de kan lages som preformede,plastiske slabber. Dessuten kan en slik stampemasse lett anordnes for oppnåelse av en viss grad av kornstruktur og dermed retningsbestemt varmeoverføring som er n£r varmeoverføringen for ekstrudert, gets special combinations of properties, e.g. high compressibility and high green strength, or they can be made as preformed, plastic slabs. Moreover, such a stamping mass can easily be arranged to achieve a certain degree of grain structure and thus directional heat transfer, which is when the heat transfer is too extruded,

brent grafittsverte, ved å spre materialet utover i sideretningen under stampingen. burnt graphite black, by spreading the material outwards in the lateral direction during the stamping.

Ennu et eksempel på et carbonbund.et siliciumcarbidmateriale Another example of a carbon bond, a silicon carbide material

som er egnet for anvendelse ifølge oppfinnelsen, er et materiale which is suitable for use according to the invention, is a material

med de følgende egenskaper: with the following characteristics:

Mulige anbringelser av det spesielle materiale som anvendes for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte, er skjematisk vist i form av et eksempel på fig. la og lb av tegningene som viser de konstruksjonstrekk som kan forekomme i de forskjellige ovner. Hovedvirkningene av disse er: a) en innvendig varmeoverføring, fig. la. Et lag med grafittsverte bygget inn i foringen for ovnsherden tjener som en tem-peraturutj evningspute og hindrer enhv^^foMal temperaturoppstuvning fra lysbuen eller f.eks. på grunn av lokale feil, ved at det hurtig leder varmen bort i sideretning i foringen. Bemerk den horisontale orientering av grafittsvertekornene for oppnåelse av en ønsket hovedretning for varmestrømmen. Possible placements of the special material used for carrying out the present method are schematically shown in the form of an example in fig. la and lb of the drawings showing the construction features that may occur in the various ovens. The main effects of these are: a) an internal heat transfer, fig. let. A layer of graphite black built into the liner for the furnace hearth serves as a temperature equalization cushion and prevents any temperature build-up from the arc or e.g. due to local faults, in that it quickly conducts the heat away laterally in the lining. Note the horizontal orientation of the graphite black grains to achieve a desired main direction of heat flow.

b) Varmeekstraksjon,. fig. la og lb. Grafittsverten i kontakt med herden 2 eller veggmantelen 3 eller med begge nedsetter b) Heat extraction,. fig. let and lb. The graphite core in contact with the hearth 2 or the wall mantle 3 or with both reducers

foringens motstand mot varmeledning. Sammen med tvungen avkjøling av mantelen (med luft eller vann) vil dette øke temperaturgradienten på arbeidsoverflaten. Grafittsvertekornene ligger horisontalt i veggforingen.og vertikalt i ovnsherdfBringen (fig. lb) i overensstemmelse med hovedretningen for varmestrømmen. the liner's resistance to heat conduction. Together with the forced cooling of the mantle (with air or water), this will increase the temperature gradient on the working surface. The graphite black grains are located horizontally in the wall lining and vertically in the furnace hardening bearing (fig. 1b) in accordance with the main direction of the heat flow.

I alle tilfeller kan de varmeledende stampemasser av grafittsverte og sementer anvendes sammen med murverk for å sikre en god varmekontakt mellom murverket og mantelen og dermed med avkjølings-systemet. Disse materialer kan også anvendes for å hjelpe til med å oppheve spenninger forårsaket av varmeekspansjon, ved at de utgjør et element med kompressibilitet på kritiske punkter i foringen. In all cases, the heat-conducting ramming compounds of graphite black and cement can be used together with masonry to ensure a good thermal contact between the masonry and the mantle and thus with the cooling system. These materials can also be used to help relieve stresses caused by thermal expansion by providing an element of compressibility at critical points in the liner.

De forskjellige områder kan således behandles som følger: Herden The different areas can thus be treated as follows: The hearth

En temperaturutligningspute kan anvendes som er laget for å motvirke slike betingelser som kan føre til en meget sterk lokal beskadigelse av herden. A temperature equalization pad can be used which is designed to counteract such conditions which can lead to very strong local damage to the hearth.

Et lag med grafittsverte i firingen slik at kornene forløper horisontalt, vil ha en varmeoverføringskapasitet av opp til 30 ganger varmeoverføringskapasiteten for vanlige ildfaste materialer. Dette muliggjør en meget hurtig ledning av varme bort fra et lokalt område med høy temperatur. A layer of graphite black in the lining so that the grains run horizontally will have a heat transfer capacity of up to 30 times the heat transfer capacity of ordinary refractory materials. This enables a very rapid conduction of heat away from a local area of high temperature.

En bestemmelse av de nøyaktige varmestrømningsmønstre og temperaturfordelinger kan beregnes for et spesielt tilfelle ut fra tilgjengelige data om den ildfaste konstruksjon, ovnstemperaturene og den smeltede chargés sammensetning. A determination of the exact heat flow patterns and temperature distributions can be calculated for a particular case from available data on the refractory construction, the furnace temperatures and the composition of the molten charge.

For å forklare disse prinsipper er på fig. 2a og b og på fig. 3a og b vist den beregnede effekt på temperaturfordelingen To explain these principles, fig. 2a and b and in fig. 3a and b show the calculated effect on the temperature distribution

og varmestrømmen når en temperaturutligningspute av grafittsverte er innarbeidet i en foringskonstruksjon som for enkelhets skyld, består av et enkelt, vanlig, ildfast materiale, hvor: Fig.2a og. b gjelder for en permanent "hot spot" forbundet med den elektriske lysbue og viser (fig. 2b) virkningen av grafittsverten ved at den øker varmeekstraksjonen fra overflaten og under-trykker en oppstuvning av for høye temperaturer i foringen. and the heat flow when a temperature equalization pad of graphite black is incorporated into a lining construction which, for the sake of simplicity, consists of a simple, common, refractory material, where: Fig.2a and. b applies to a permanent "hot spot" associated with the electric arc and shows (fig. 2b) the effect of the graphite host in that it increases heat extraction from the surface and suppresses a build-up of excessively high temperatures in the liner.

Fig. 3a og b gjelder virkningen av grafittsverte (fig. 3b) for å ta hånd om virkningene av en revne og dermed en økning av temperaturen i fSringen (på grunn av f.eks. inntrengning av smeltet metall i en lokal sprekk eller revne). Fig. 3a and b relate to the effect of graphite black (Fig. 3b) to take care of the effects of a crack and thus an increase of the temperature in the fSring (due to e.g. penetration of molten metal into a local crack or crack) .

I hvert tilfelle er konstruksjonen basert på bruk av en grafittsvertesten, men det er også mulig å anvende en varmeledende stampemasse av grafittsverte for erholdelse av en lignende virkning. In each case, the construction is based on the use of a graphite black stone, but it is also possible to use a thermally conductive stamping mass of graphite black to obtain a similar effect.

Nedenfor er angitt eksempler på praktiske sammensatte materialer for herdkonstruksjoner hvori anvendes materialer med høy varmeledningsevne som varmeutligningsputer (V.U.). Det øverste lag nærmest chargen er først angitt, og konstruksjonen er som generelt angitt for herden ifølge fig. la. I hvert tilfelle ut-gjør "Salamander"-materialet V.U.--puten. Below are examples of practical composite materials for hearth constructions in which materials with high thermal conductivity are used as heat equalization pads (V.U.). The top layer closest to the charge is indicated first, and the construction is as generally indicated for the hearth according to fig. let. In each case, the "Salamander" material makes up the V.U. cushion.

Eksempel 1 Example 1

Eksempel 2 ■ Eksempel 3 Example 2 ■ Example 3

Fig. 4a og b viser den beregnede virkning av herdkonstruksjoner på varmestrømmen og temperaturfordelingen for de spesielle viste foringsanordninger. Fig. 4a and b show the calculated effect of hearth constructions on the heat flow and temperature distribution for the particular liner devices shown.

En herd av vanlig type er vist på fig. 4a, og en herd med et varmeledningslag av grafittsvertesten og stampemasse er vist på fig. 4b. Denne andre herd avkjøles med luft med en strømnings-hastighet på 6S 1, og den gunstige temperaturfordeling og økede A hearth of the usual type is shown in fig. 4a, and a hearth with a heat conduction layer of graphite sinter and tamping mass is shown in fig. 4b. This second hearth is cooled with air at a flow rate of 6S 1, and the favorable temperature distribution and increased

yarmestrøm fremgår tydelig. (K-verdiene er gitt for en arbeids-temperatur av 1500°C eller 1600°C på den indre overflate, og K-verdien for carbonpastaen spesielt er derfor høy sammenlignet med. f.eks. K-verdien ifølge fig. 5 og som nærmere forklart nedenfor, hvor elektrodepastaen befinner seg mot mantelen og derfor er forholdsvis kald). yarmestrøm is clearly visible. (The K-values are given for a working temperature of 1500°C or 1600°C on the inner surface, and the K-value for the carbon paste in particular is therefore high compared to. e.g. the K-value according to Fig. 5 and which explained in more detail below, where the electrode paste is against the mantle and is therefore relatively cold).

Ovnsveggene The oven walls

En støtteforing av grafittsverte innarbeidet mellom mantelen og arbeidsoverflaten vil gi en betydelig økning i temperaturgradienten på arbeidsoverflaten sammenlignet med vanlige anordninger. A support lining of graphite black incorporated between the mantle and the work surface will give a significant increase in the temperature gradient on the work surface compared to conventional devices.

Den "komplekse" konstruksjon hvor grafittsverte er anordnet mellom arbeidsoverf laten og mantelen-, vil øke varmestrømmen gjennom sideveggforingen og derved nedsette slitasjen av det ildfaste The "complex" construction, where graphite black is arranged between the work surface and the mantle, will increase the heat flow through the sidewall lining and thereby reduce the wear of the refractory

materiale på grunn av kjemisk angrep. På samme måte som tilfellet er for herden, krever denne konstruksjon at mantelen avkjøles tvungent, f.eks. med. pådusjet vann. material due to chemical attack. In the same way as is the case for the hearth, this construction requires the mantle to be forced to cool, e.g. with. showered water.

Denne konstruksjon er vist på fig. 5a og b, hvorav fig. 5a er sammenlignbar,og kan anvendes for å motvirke slitasje på,lokale "hot spots" eller over hele veggområdet. This construction is shown in fig. 5a and b, of which fig. 5a is comparable and can be used to counteract wear on local "hot spots" or over the entire wall area.

Konstruksjonen av den sammensatte foring (fig.5b) består av et ringformig lag av grafittsvertesten bak arbeidsoverflaten og The construction of the composite lining (fig.5b) consists of an annular layer of graphite host stone behind the working surface and

med horisontal kornretning for erholdelse av den høyeste radiale varmestrøm. Grafittsvertestenen er bundet til mantelen ved hjelp av et ytre ringformig lag av varmeledende stampemasse for å sikre en kontinuerlig varmestrøm. with horizontal grain direction to obtain the highest radial heat flow. The graphite host stone is bonded to the mantle by means of an outer annular layer of heat-conducting tamping compound to ensure a continuous flow of heat.

Det ytre lag av stampemasse kan også hjelpa til med å hindre spenninger på grunn av varmeekspansjon av foringen. Dette kan være til hjelp spesielt ved eller under herdens nivå. The outer layer of tamping compound can also help prevent stresses due to thermal expansion of the lining. This can be especially helpful at or below the hearth level.

På fig. 5b er antydet den forbedrede temperaturfordeling som fås ved anvéndelse av grafittsverte, uttrykt ved forskjellen In fig. 5b the improved temperature distribution obtained by using graphite black is indicated, expressed by the difference

i den forutsagte stilling for 1000°C-isotermen. in the predicted position for the 1000°C isotherm.

Tappehullet The drain hole

Grafittsverte kan anvendes rundt tappehullet for å virke som en varmebrønn (4, fig. lb) og for effektivt å avkjøle tappehull - stenen. Denne virkning kan også erholdes ved å anvende grafittsverte i ovnsveggene. Graphite black can be used around the tap hole to act as a heat well (4, fig. lb) and to effectively cool the tap hole - the stone. This effect can also be obtained by using graphite black in the oven walls.

I hvert tilfelle vil retningsegenskapene for grafittsverten gjøre det mulig å dirigere den sterkeste varmestrøm efter behov. In each case, the directional properties of the graphite host will make it possible to direct the strongest heat flow as needed.

Claims

1. Furnace with submerged arc, characterized in that it has a composite lining comprising an exposed inner layer of refractory material against the interior of the oven and an outer layer of refractory material which supports the inner layer and is in thermal contact with it and has a higher thermal conductivity than the inner layer.

2. Furnace according to Kravl, characterized in that the outer layer is in thermal contact with the furnace jacket and that it is mainly present to conduct heat away to the surroundings or to an external forced cooling medium.

3. Oven according to claim 1, characterized in that the outer layer in the hearth or in another part of the oven is separated from the oven mantle by a layer of refractory material with a thermal conductivity comparable to the thermal conductivity of the inner layer, and is mainly present to equalize the heat distribution in the oven.

4. Oven according to claims 1-4, characterized in that the material for the outer layer contains flake graphite with the flakes mutually aligned with each other in the material and with the material arranged in line with the direction of the strongest heat flow in the layer, in accordance with its position in the oven.

5. Furnace according to claim 3 or 4, characterized in that the outer layer is located in the hearth and is arranged with the graphite flakes horizontally in line with each other.

6. Oven according to claims 1-5, characterized in that the outer layer extends over all or the largest part of the hearth or the oven wall or both parts.

7. Oven according to claims 1-6, characterized in that the outer layer has a thermal conductivity of not less than 13-20 W/MK. .

8. Oven according to claims 1-7, characterized in that the outer layer has a thermal conductivity of not less than 5 times the thermal conductivity of the inner layer.

9. Oven according to claim 8, characterized in that the outer layer has a thermal conductivity of not less than 10-20 times the thermal conductivity of the inner layer.

10. Oven according to claims 1-9, characterized in that the outer layer comprises graphite or silicon carbide.

11. Furnace according to claim 10, characterized in that the outer layer comprises a kaolinite clay or another silicon dioxide/aluminium oxide binding material for the graphite or silicon carbide.

12. Furnace according to claims 1-11, characterized in that the outer layer is wholly or partly made up of a stamping compound containing 30-70% by weight of graphite.

13. Furnace according to claims 1-11, characterized in that the outer layer is wholly or partly made up of stones containing 30-50% by weight graphite and 0-15% by weight silicon carbide.

14. Oven according to claims 1-10, characterized in that the outer layer is wholly or partly made up of electrographite.

15. Furnace according to claim 1-M), characterized in that the outer layer is wholly or partly made up of a directly bonded, nitride-bonded, carbon-bonded or clay-bonded silicon carbide material.