NO821057L

NO821057L - furnace

Info

Publication number: NO821057L
Application number: NO821057A
Authority: NO
Inventors: Robert Henri Maes; Andre Louis Delvaux; Pierre Jaques Lenoir
Original assignee: Metallurgie Hoboken
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1982-03-30
Publication date: 1983-10-03

Description

SmelteovnMelting furnace

Den foreliggende oppfinnelse angår en smelteovn omfattende - en såle fremstilt av et ildfast materiale innesluttet i en metallkappe med ekspansjonsskjøter, og - elastiske returorganer slik at kappen følger sammentrekningen av sålen. The present invention relates to a melting furnace comprising - a sole made of a refractory material enclosed in a metal sheath with expansion joints, and - elastic return means so that the sheath follows the contraction of the sole.

Hensikten med ekspansjonsskjøtene er å unngå ødeleggelse av metallkappen ved fenomener såsom svelling, utvidelse og sam-mentrekning av det ildfaste materiale, mens hensikten med de elastiske returorganer er å tillate at ekspansjonsskjøtene fungerer. The purpose of the expansion joints is to avoid destruction of the metal jacket by phenomena such as swelling, expansion and contraction of the refractory material, while the purpose of the elastic return means is to allow the expansion joints to function.

En slik smelteovn er beskrevet i BE-PS 411 323. I denne kjente smelteovn blir det satt inn en plate "der hvor skjøtene er, mellom sålen og metallkappen for å unngå at det ildfaste materiale i sålen trenger inn i skjøtåpningene. Der er imidlertid ikke tatt noen forholdsregler for å hindre at den flytende fase, som trenger inn i den ildfaste såle og når frem til en skjøt, strømmer gjennom denne skjøt. Den kjente smelteovn er således ikke egnet til utførelse av metallurgiske reaksjoner som produ-serer en flytende fase, hvis smeltepunkt er betraktelig lavere enn reaksjonstemperaturen, da den flytende fase under disse be-tingelser har en sterk tendens til å trenge dypt inn i sålen. Slike situasjoner oppstår, f.eks., når blyholdige malmer eller konsentrater smeltes for å gi en slaggfase og en blybullionfase, idet smeltepunktet av slagget krever en driftstemperatur på ca. 1200°C mens smeltepunktet av blybullionen er ca. 330°C. Such a melting furnace is described in BE-PS 411 323. In this known melting furnace, a plate is inserted "where the joints are, between the sole and the metal jacket to prevent the refractory material in the sole from penetrating into the joint openings. There is, however, no some precautions have been taken to prevent the liquid phase, which penetrates the refractory sole and reaches a joint, from flowing through this joint. The known melting furnace is thus not suitable for carrying out metallurgical reactions that produce a liquid phase, whose melting point is considerably lower than the reaction temperature, as the liquid phase under these conditions has a strong tendency to penetrate deep into the sole. Such situations occur, for example, when lead-bearing ores or concentrates are smelted to give a slag phase and a lead bullion phase, as the melting point of the slag requires an operating temperature of about 1200°C, while the melting point of the lead bullion is about 330°C.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en smelteovn som angitt ovenfor, samtidig som man unngår ulempene som er forbundet med den kjente smelteovn. The purpose of the present invention is to provide a melting furnace as indicated above, while avoiding the disadvantages associated with the known melting furnace.

Smelteovnen ifølge oppfinnelsen omfatter derfor organer til kjøling av ekspansjonsskjøtene. Disse organer muliggjør størk-ning av i virkeligheten alt flytende metall som er tilbøyelig til å trenge inn gjennom skjøtene. The melting furnace according to the invention therefore includes means for cooling the expansion joints. These bodies enable the solidification of virtually all liquid metal which is prone to penetrate through the joints.

Andre detaljer og egenskaper ved oppfinnelsen vil fremgå fra beskrivelsen av en utførelsesform av smelteovnen ifølge oppfinnelsen, angitt nedenfor som et ikke-begrensende eksempel og under henvisning til den ledsagende tegning. Fig. 1 viser en del av et vertikalt snitt gjennom en smelteovn i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 er et riss i større målestokk og detalj av en ekspans jonssk jøt av ovnen på fig. 1. Other details and characteristics of the invention will appear from the description of an embodiment of the melting furnace according to the invention, given below as a non-limiting example and with reference to the accompanying drawing. Fig. 1 shows part of a vertical section through a melting furnace according to the invention. Fig. 2 is a drawing on a larger scale and detail of an expansion joint of the furnace of fig. 1.

Fig. 3 er i mindre målestokk et utbrettet riss av kappenFig. 3 is, on a smaller scale, an unfolded view of the mantle

av ovnen på fig. 1.of the furnace in fig. 1.

De samme henvisningstall angir identiske elementer på de forskjellige figurer. The same reference numerals indicate identical elements in the different figures.

Ovnen som er vist på tegningen er en rektangulær elektrisk smelteovn med nedsenkede elektroder som kan anvendes til å smelte blyholdige malmer eller konsentrater. I smelteovnen er et flytende bad 1 som oppvarmes ved elektroder 2, avgrenset ved en ildfast foring av en såle 3 og sidevegger 4. Den ildfaste foring av sålen er innesluttet i en kappe 5, omfattende en langsgående ekspansjonsskjøt 6 og to tverrgående ekspansjonsskjøter 7 og 7' The furnace shown in the drawing is a rectangular electric melting furnace with submerged electrodes that can be used to melt lead-containing ores or concentrates. In the melting furnace, a liquid bath 1, which is heated by electrodes 2, is delimited by a refractory lining of a sole 3 and side walls 4. The refractory lining of the sole is enclosed in a jacket 5, comprising a longitudinal expansion joint 6 and two transverse expansion joints 7 and 7 '

(se fig. 3). Kappen 5 er sammensatt av forskjellige seksjoner 8a, 8b, 8c, 8d, 8e og 8f, fremstilt av stålplate, og hver av seksjonene er frie til å bevege seg hver for seg, de danner sam-men en bunn 9 og sidevegger 10. Bunnen 9 i kappen 5 hviler på et sett bjelker 11 og 12. Utvidelsene og sammentrekningene av sålen reguleres ved hjelp av bjelker 13 og strekkstenger 14 via fjærer 15. (see fig. 3). The cover 5 is composed of different sections 8a, 8b, 8c, 8d, 8e and 8f, made of sheet steel, and each of the sections is free to move separately, they together form a bottom 9 and side walls 10. The bottom 9 in the shell 5 rests on a set of beams 11 and 12. The expansions and contractions of the sole are regulated by means of beams 13 and tension rods 14 via springs 15.

Som vist på fig. 2 er forbindelsen mellom to tilgrensende seksjoner f.eks. seksjoner 8a og 8b, utført ved at en metall-skinne 16 er anordnet mellom den ildfaste såle 3 og kantene av disse seksjoner som er anordnet langs åpningen 17 med åpningen mellom seg. På denne måte utføres ekspansjonsskjøtene 6,7 og 7'. Bredden av åpningen 17 som kan være lik null når smelteovnen er kald, øker med temperaturen av smelteovnen. Det tør være åpen-bart at skinnen 16 må være bred nok, f.eks. 2 0 cm, til at den til enhver tid er i kontakt med hver av de tilstøtende seksjoner, hva fig. 2 angår, seksjonene 8a og 8b. As shown in fig. 2 is the connection between two adjacent sections, e.g. sections 8a and 8b, made in that a metal rail 16 is arranged between the refractory sole 3 and the edges of these sections which are arranged along the opening 17 with the opening between them. In this way, the expansion joints 6,7 and 7' are carried out. The width of the opening 17, which can be equal to zero when the melting furnace is cold, increases with the temperature of the melting furnace. It should be obvious that the rail 16 must be wide enough, e.g. 20 cm, so that it is at all times in contact with each of the adjacent sections, what fig. 2 concerns, sections 8a and 8b.

En hul skjøtlask (butt-strap)18, avkjølt ved sirkulasjonA hollow butt-strap18, cooled by circulation

av et kjølefluid 19, såsom vann, anvendes på skjøtene 6, 7 og 7'. Skjøtlasken 18 bringes i kontakt med skjøtene 6, 7 og 7' ved stramming av bolter 21, som holdes av én side av et vinkeljern 20, og hvis andre side er sveiset ved sin frie ende til en av de to tilstøtende seksjoner. Som vist på fig. 3 er skjøtlaskene 18 sammensatt av en rekke rettlinjede seksjoner 22 som lett kan fjernes og utskiftes uavhengig av hverandre, takket være systemet av festing ved strammebolter, som vist på fig. 2. of a cooling fluid 19, such as water, is used on the joints 6, 7 and 7'. The joint 18 is brought into contact with the joints 6, 7 and 7' by tightening bolts 21, which are held by one side of an angle iron 20, and whose other side is welded at its free end to one of the two adjacent sections. As shown in fig. 3, the joint plates 18 are composed of a series of rectilinear sections 22 which can be easily removed and replaced independently of each other, thanks to the system of fastening by tension bolts, as shown in fig. 2.

Den avkjølte skjøtlask 18 skaper i det ildfaste materiale i sålen 3 nær skinnen 16 en kald sone hvor alt flytende metall som kan ha trengt inn i sålen 3 like til denne sone, i virkeligheten størkner. The cooled splice 18 creates in the refractory material in the sole 3 near the rail 16 a cold zone where all liquid metal that may have penetrated into the sole 3 as far as this zone actually solidifies.

Sålen 3 er laget av stener av et vanlig materiale 23, med lav varmeledningsevne, f. eks. magnesiumoksyd, hvis varmeledningsevne ligger i området 3 W/m°C. Hele sålen kan være av et slikt materiale. Det er imidlertid særlig fordelaktig å frem-stille de sålepartier som ligger i nærheten av skjøtlaskene 18 The sole 3 is made of stones of a common material 23, with low thermal conductivity, e.g. magnesium oxide, whose thermal conductivity is in the range of 3 W/m°C. The entire sole can be made of such a material. However, it is particularly advantageous to produce the sole parts which are located near the joint plates 18

i et ildfast materiale hvis varmeledningsevne er større enn 10 W/m°C, med henblikk på å øke den kalde sone som skapes av skjøtlaskene. Stener 24 som kommer i berøring med skinnene 16 er således fortrinnsvis silisiumkarbidstener, hvis konduktivitet ligger i området 20 W/m°C, eller grafittstener, hvis konduktivitet ligger i området 80 W/m°C. in a refractory material whose thermal conductivity is greater than 10 W/m°C, in order to increase the cold zone created by the joints. Stones 24 which come into contact with the rails 16 are thus preferably silicon carbide stones, whose conductivity is in the range of 20 W/m°C, or graphite stones, whose conductivity is in the range of 80 W/m°C.

Skinnene 16 kan være fremstilt av stål, men er fortrinnsvis fremstilt av et metallisk materiale såsom grafittstøpejern. Skjøtlasken 18 kan være en stålseksjon, men dens øvre side som vender mot kappen 5 er med fordel dekket av en skinne 25 av et selvsmørende metallisk materiale, f. eks. grafittstøpejern. The rails 16 can be made of steel, but are preferably made of a metallic material such as graphite cast iron. The connecting rod 18 can be a steel section, but its upper side facing the jacket 5 is advantageously covered by a rail 25 of a self-lubricating metallic material, e.g. graphite cast iron.

Det skal forstås at oppfinnelsen ikke på noen måte er be-grenset til den ovenfor beskrevne utførelsesform og at den kan modifiseres på mange måter uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. Således kan f. eks. antallet og anordningen av skjøtene modifiseres i henhold til ovnens geometri, og stenene som er anordnet nær silisiumkarbid- eller grafittstenene kan også være av silisiumkarbid eller grafitt. It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiment described above and that it can be modified in many ways without deviating from the scope of the invention. Thus, e.g. the number and arrangement of the joints is modified according to the geometry of the furnace, and the stones arranged near the silicon carbide or graphite stones may also be of silicon carbide or graphite.

Claims

1. Melting furnace comprehensive - a sole (3) made of a refractory material and enclosed in a metal jacket (5) with expansion joints (6,7,7'), and - elastic return members (13,14,15) which cause the jacket to follow the contraction of the sole, characterized in that it has members (18,19) for cooling the expansion joints.

2. Melting furnace as stated in claim 1, characterized in that the means for cooling an expansion joint comprise a hollow joint plate (18) which is designed to be cooled by circulation of a cooling fluid (19).

3. Melting furnace as specified in claim 2, characterized in that. The joint plate•is composed of sections (22) which are arranged to be able to be removed and replaced individually.

4. Melting furnace as stated in claim 2 or 3, characterized in that the joint plate is held in place by tension bolts (21) which pass through one of the sides of an angle iron (20), the other side of which is attached at its end to the metal jacket.

5. Melting furnace as stated in claim 1,2,3 or 4, characterized in that the parts (24) of the sole which are in contact with the expansion joints, are made of a material whose thermal conductivity is greater than 10 W/m°C.

6. Melting furnace as specified in claim 5, characterized in that the expansion joints are covered with silicon carbide or graphite stones (24).

7. Melting furnace as stated in any one of claims 2-5, characterized in that the part (25) of the joint plate which is in contact with the joint is made of a self-lubricating metallic material.

8. Melting furnace as specified in claim 7, characterized in that the self-lubricating material is graphite cast iron.

9. Melting furnace as specified in any of the preceding claims, characterized in that the extension parts (16) which are in contact with the refractory material in the sole, are made of a self-lubricating metallic material.

10. Melting furnace as specified in claim 9, characterized in that the self-lubricating material is graphite cast iron.