NO853650L - Elektrosmelteovn for fremstilling av en mineralsmelte for fremstilling av ull. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en elektrosmelteovn for kontinuerlig innsmelting av spinnbare, mineralske, småparfiklede eller kornformede stoffer, med et ildfast utkledd ovnskar, flere på en delkrets anordnede elektroder, hvilke rager ovenfra inn i ovnskammeret, tilførselanordninger for tilførsel ovenfra av de stoffer som skal smeltes inn og minst en tappeanordning som skyter gjennom en sidevegg til ovnskaret.

En elektrosmelteovn av denne art til innsmelting av smeltbare oksidforbindelser, som slagg, er kjent fra en DE-US-3.019.812. Den kjente elektrosmelteovn er fylt til den øvre rand med smelte, hvilken er dekket av fremdeles korn-formig smeltbart materiale. Det smeltbare materiale til-føres over et transportbånd til elektrosmelteovnen og chargeres over tilførselsanordninger (Schutten). Smeiten som ligger opp til den øvre rand av elektrosmelteovnen utgjør for ovnskaret en høy termisk belastning, slik at den kjente ovn må omgis av en ytre avkjøling. Videre er det i den kjente ovn ikke mulig å holde sjiktet av innsmeltbart materiale som svømmer på smeiten konstant, da smeiten høyde-messig ligger over tappeanordningene, hvorved smelteover-flatens høyde varierer. Derved varierer også trykket på tappeanordningen og smeltemengden som strømmer ut over tappeanordningen per tidsenhet. Dette er spesielt ufordelaktig når smeiten skal spinnes, da en spinneanordning kontinuerlig må tilføres den samme smeltemengde per tidsenhet.

Den sterkt varierende smelte-effekt per tidsenhet for kjente elektrosmelteovner var grunnen for at man til nå måtte si seg tilfreds med smelte-effekter opp til 200 kg/t. På grunn av den økte etterspørsel for isoleringsmaterialer og av økonomiske grunner forsøkes oppnådd større produksjonsenheter, eksempelvis produksjonsenheter mellom 1 og 4 tonn spinnbart materiale per time. Større produksjonsenheter kunne til nå kun oppnås med en kupolovn, hvilken dog utviser en ufordelaktig avhengighet av brennstoffet. Andre ulemper må sees i at den fra kupolovnen utgående emulsjon

Viktig informasjon

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å lage en elektronisk utgave.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning.

krever kompliserte avgassopparbeidingsanlegg og at ullfib-erene inneholder aske.

Oppfinnelsen har til hensikt å unngå disse ulemper og vans-keligheter og har satt seg som oppgave å frembringe en elektrosmelteovn av den innledningsvis nevnte art, med hvilken fremstilling av høyverdig ull av mineralske stoffer er mulig med høy smelte-effekt, særlig smelte-effekter på mellom 1 og 4 t/time og ved hvilken det oppnås en jevn smelteutstrømning per time.

Denne oppgave løses i henhold til oppfinnelsen ved at til-førselanordningene for de smeltbare stoffer utgjøres av en rekke doseringsrør som er anordnet mellom henholdsvis to elektroder nær delkretsen som utgjøres av elektrodene, og at doseringsrørene mates gjennom transportanordninger, eksempelvis vibrasjonsrenner, transportbånd og transportskruer, hvorved tilførselen av smeltbart materiale kan avbrytes ved fullstendig fylling av doseringsrørene.

Ved trekkene i henhold til oppfinnelsen oppnås en regelmessig chargering og derved en ytterst jevn smeltestrøm med høy smelte-effekt. Uregelmessigheter i tilførselen medfør-er nemlig en ujevn utstrømningsmengde, da det faste inn-smeltningsmateriale, som ligger i smeltebadet utøver et trykk avhengig av sin vekt på smeltebadet hvilket trykk umiddelbart påvirker utstrønmingsmengden pr. tidsenhet.

Fortrinnsvis utviser doseringsrørene på den side som vender mot elektrodene et vegguttak som strekker seg vertikalt oppover fra munningen slik at det innsmeltes mer materiale i nærheten av elektrodene enn i andre deler av ovnskaret. Dette medfører en regelmessig belastning på smeiten gjennom det ennå usmeltede materiale, slik at en jevn smelteutstrøm-ning begunstiges.

En foretrukket utførelsesform er kjennetegnet ved at transportanordningen er utformet som en vibrasjonsrenne, hvis transportåpning slutter ovenfor doseringsrøret, slik at den videre tilførsel av smeltbart materiale ved hjelp av vibrasjonsrennen avbrytes automatisk når det oppstår en oppover-rettet materialkjegle i den øvre åpning av doseringsrøret. Så snart materialkjeglen på oversiden av et doseringsrør rager inn i vibrasjonsrennen, stoppes tilførselen på grunn av materialoppsamlingen slik at en overvåkning av tilførs-elen blir unødvendig.

En annen fordelaktig utførelsesform er kjennetegnet ved at det ved den øvre åpning til hvert doseringsrør er anordnet en føleanordning, foreksempel en lysbarriere, som stanser transportanordningen ved fullstendig fylling av doserings-røret og når det foreligger en materialkjegle. Denne ut-førelsesform er spesielt fordelaktig når det anvendes transportbånd eller transportskruer som transportanordninger .

For ytterligere å begunstige en jevn smelteutstrømning, består tappeanordningen hensiktmessig av et i sideveggen til elektrosmelteovnen innsettbart, vannavkjølt tapperør og utviser en fra ovnens innside utover-rettet, oppadstigende rørdel og en til ovnens utside avfallende rørdel for utforming av en overløpskant, hvilken er anordnet i vertikal avstand nedenfor den øvre side til den på ovnens innside liggende munning til rørdelen. Derved tappes smeiten ikke umiddelbart fra overflaten, men derimot fra et varmere område nedenfor overflaten og det sikres slik en jevn høy temperatur og renhet for den uttatte smelte.

Det er hensiktsmessig å anordne et beluftningsrør som rager gjennom hulrommet til tappeanordningen for avtrekk av eventuelt dannede gasser. Ved denne forholdsregel utjevnes det trykk som utøves av det kornformede materiale på smeiten og derved utstrømningen av smeiten.

Det er hensiktsmessig at tapperøret er utformet konvergerende i grunnriss fra ovnsinnsiden til overløpskanten og

divergerende fra overløpskanten til ovnens utside.

For å kunne skifte tappeanordningen uten å måtte avbryte

driften av ovnen, er det med fordel^ på et nivå av ovnskaret V som ligger nedenfor tappeanordningen ^anordnet en stengbar nødtappeanordning, ved hvilken det er mulig å senke badets overflate etter åpning av nødtappeanordningen å deretter foreta utskiftning av tappeanordningen.

En fremgangsmåte for påvirkning av sammensetningen av den mineralske smelte ved fremstilling av ull i en elektro-

smelteovn i henhold til oppfinnelsen under anvendelse av jenoksydholdige utgangsstoffer er kjennetegnet ved at det til de smeltbare stoffer tilsettes metallisk aluminium, eventuelt med alumiumoksyd, hvilket reduserer jernoksyd til\^^, metallisk jern, som samles på bunnen av elektrosmelteovnen f^ Jlf" og kan fjernes gjennom en tredje tappeanordning, hvorved det fortrinnsvis tilsettes dross til tilsetningsstoffene. Den tredje tappeanordning tjener ikke bare til fjerning av råjernet, men også til den fullstendige tømming av karet.

Avgasser (karbonmonoksyd) som eventuelt dannes ved reduksjonen trekkes ut over ovnslokket.

Oppfinnelsen er i det følgende belyst nærmere ved hjelp av tegningene, i hvilke figur 1 er en skjematisk fremstilling av et snitt gjennom en elektrosmelteovn. Figurene 2 og 3

viser detaljer av figuren 1 i forstørret målestokk, hvorved figur 3 er figur 2 sett i pilens (III) retning. Figur 4

viser et snitt langs linjen IV-IV på figur 1, likeledes i forstørret målestokk. Figur 5 viser et snitt langs linjen V-V' på figur 1, figurene 6 henholdsvis 7 viser en utførels-

esform av en transportanordning. Figur 8 belyser en detalj VIII på figur 1 i forstørret målestokk. Figur 9 er tappeanordningen sett i pilens IX retning på figur 8.

En elektrosmelteovn 2 for innsmelting av spinnbare materi ■'■ V alske småpartiklede eller kornformede stoffer 1, utviser et ovnskar 4 som er utstyrt med en ildfast utforming 3 og er lukket- med et lokk 5. Gjennom lokket 5 rager tre elektroder 8, hvis akser 6 i grunnrisset er anordnet på en delkrets 7 inn i ovnens indre 9. Hver elektrode 8 er bevegbar ved hjelp av et eget heve- eller senkeverk 10 i vertikal retning for innstilling av en bestemt nedsenkningsdybde i smeltebadet 11. I lav høyde 12 over bunnen 13 i ovnskaret 4 er det anordnet en tappeanordning 14, som støter gjennom en av sideveggene 15 til ovnskaret 4.

Gjennom lokket 5 rager doseringsrør 16 inn til ovnens indre 9, hvilke er anordnet i grunnrisset nær delkretsen 7 som utgjøres av elektrodene 8, mellom henholdsvis to elektroder 8 paralelt til elektrodene. De småparfiklede eller kornformede stoffer 1, som skal chargeres, når fra en lagrings-beholder 17, hvilken er anordnet over ovnen, over en av transportanordningene 18 til en av doseringsrørene 16. Smeiten som forlater ovnen gjennom tappeanordningen 14 flyter over en tapperenne 19 til en ikke-vist spinne-anord-ning. For en jevn innførsel av de småparfiklede eller kornformede stoffer 1 er transportanordningene 18 i henhold til en første utførelsesform utformet som vibrasjonsrenner 20, hvilke strekker seg fra beholderutløpet 21 til den øvre åpning 22 av de vertikalt anordnede doseringsrør 16. Vibrasjonsrennene 20 er kontinuerlig i drift og transporterer de småpartiklede eller kornformede stoffer 1 til tran-sportåpningene 23 til vibrasjonsrennene 20 lukkes av en kjegle 24 av oppsamlet chargermateriale på doseringsrørets øvre åpning 22, som vist på fig. 6. I dette tilfelle stopper vibrasjonsrennen transport, selv om rennen forblir i drift. Så snart chargermaterialet 1 forsvinner ned i ovnens indre 9 gjennom doseringsrørene 16 og vibrasjons-rennenes 20 transportåpninger 23 er fri, transporterer vib-ras jonsrennene 20 automatisk chargermaterialet 1 til doser-ingsrørene 16, slik at disse til enhver tid er fulle.

De småpartiklede eller kornformede stoffer 1 som trenger inn i ovnsrommet gjennom doseringsrørene 16 danner i ovnsrommet en materialkjegle 25 opp til doseringsrørenes 16 munninger 26. Doseringsrørene 16 utviser i sin nedre ende vegguttak 27 hvilke strekker seg vertikalt oppover fra munningene 26, og hvilke er rettet mot de ved siden av liggende elektroder 8. Disse vegguttak 27 bevirker at det tilføres innsmeltbare stoffer 1 i områdene i nærheten av elektrodene. Figur 4 er materialkjeglens spesielle form, som fremstår på grunn av vegguttaket 27 belyst ved hjelp av høydekurvene. Ved at det når mer innsmeltbare stoffer til elektrodene 8 enn ved den normale utforming av doserings-rørenes munninger 26, er elektrodene bedre beskyttet og det bevirkes at den største mengde stoff 1 innsmeltes i nærheten av elektrodene.

For å oppnå en jevn smelteustrømning per tidsenhet, er tappeanordningene 14 dannet av et i elektrosmelteovnens sidevegg 15 innsatt vannavkjølt tapperør, hvilket utviser en fra ovnens indre utover-rettet, oppadstigende rørdel 29 og på ovnens utside en i samme retning mot utsiden avfallende rørdel 30.

De to rørdeler 29 og 30 danner der hvor de går over i hver-andre en overløpskant 31, som i vertikal avstand ligger under oversiden til rørdelens 29 munning 33, som ligger på ovnens innside, slik at tappeanodningen 14 utviser et fritt utløp 34 i horisontal retning. Ved denne utforming av tappeanordninger oppnås at den utstrømmende smelte 35 ikke tas ut direkte fra smeltebadets 11 overflate 36, men derimot fra et nedenfor liggende område av smeltebadet 11 med høyere temperatur, hvorved det dog en hevert-virkning unn-gås. Smeiten 35 flyter altså jevnt ut så snart badets overflate 36 når overløpskanten.

I grunnrisset er rørdelen 29, som er utover-rettet, oppadstigende fra ovnens innside, mot ovnens indre utformet divergerende for å lette rensing av denne rørdel 29 ved en eventuell tilfrysing.

Ovenfor tapperøret 29, 30 går et beluftningsrør 38 som strekker seg fra ovnens utside til dennes innside, gjennom den del av tappeanordningens hulrom 37 som gjennomstrømmes av kjølevæske, og dette rør er for å muliggjøre en enkelt rensing like lett utformet divergerende mot ovnens innside. Dette beluftningsrør 38 munner ut i smeltesonen 39, som det fremgår av figur 8, altså i det område i hvilket sammen-bakning av de innsmeltbare stoffer forekommer, og har til hensikt å lede de i dette område dannede gasser, hvilke har en ugunstig innflytelse på den jevne smelteutstrømning, ut fra ovnens indre 9.

Gassdannelsen oppstår ved reaksjon av jernoksyd som vanligvis finnes i de innsmeltbare stoffer, med karbon under dannelse av CO. De lokalt dannede gassmengder er riktignok små, men tilstrekkelig for ved påvirkning av badoverflaten 36 i umiddelbar nærhet av tappeanordningen 14 og bevirke en ujevn ustrømning av smelte.

På et nivå under tappeanordningen 14 er det anordnet en lukkbar nødtappeaanordning 40, hvilken kan anvendes ved uregelmessigheter, foreksempel ved uskiftning av tappeanordningen 14. Ved hjelp av denne kan badets overflate 36 senkes slik at tappeanordningen 14 kan skiftes ut uten å måtte avbryte ovnens drift. Nødtappeaordningen er utformet i likhet med tappeanordningen, likeledes vannavkjølt og anordnet forskøvet overfor tappeanordningen 11 om ca. 1/4 av elektrosmelteovnens 2 omfang. Den kan stenges ved hjelp av en stålkork, hvilken muliggjør en enkel åpning og lukking av nødtappeanordningen.

For å oppnå en høy smelte-effekt er elektrosmelteovnen utformet som en trefase-vekselsstrømsovn. Innførsel av ener-gi skjer gjennom den ohmske varme, hvorved de innbragte stoffer 1 utgjør den ohmske motstand. Elektrosmelteovner egner seg til innsmelting av masovnslagg, som eventuelt kan være blandet med sand, glass henholdsvis flygeaske, samt til innsmelting av mineraler som diabas, granitt, porfyrit. Kornstørrelsen til de innbragte stoffer ligger hensikts messig mellom 2 og 30 mm. Innstillingen av elektrodenes neddykkingshøyde skjer ved hjelp av konstant effekt, hvorved elektrodene 8 styres enkeltvis.

Elektrosmelteovnen utviser videre en vanlig tappeanordning 41 i bunnen, som tjener til fullstendig tømming av elektrosmelteovnen og eventuell fjerning av smeltet råjern som samler seg på bunnen 13.

På figur 7 er det vist en ytterligere utføringsform av en transportanordning som fører fra 1agringsbeholderen 17 til doseringsrørene 16. Det dreier seg her om en transport-skrue 42, hvis utføringssted 43 ligger ovenfor doserings-røret 16. For å sikre en jevn chargering er det ved den øvre åpning 22 av doseringsrøret 16 anordnet en føleanordn-ing 44, foreksempel en lysbarriere hvilken når doserings-røret er fullt og en materialkjegle er dannet stopper transportanordningen .

Skal det smeltes jernoksydholdige stoffer, tilsettes i hen-N hold til oppfinnelsen aluminium, eventuelt tilsatt alumini-y umoksyd for å redusere jernoksydet til metallisk jern. Jernet samler seg på bunnen av elektrosmelteovnen. Spesielt egner aluminiuavfall fra aluminiumindustrien seg, så som foreksempel mindreverdig aluminium dross, som til-setningsstoffer. Slik dross oppstår ved aluminiumstøperier og lignende bedrifter ved avslagging av badet og består av aluminiumoksyd med vedheftende metallrester.

Dross hvis aluminiuminnhold ligger under 30% muliggjør ingen økonomisk opparbeidelse henholdsvis videre nytting som kuppelprodukt, foreksempel som lunkerpulver eller lignende. Slik til nå ikke nyttbart aluminum dross kan med ( fordel anvendes ved ullfremstillingen fra mineralske stoff-\ er. Drosset leverer både metallisk reduksjonsmiddel for det forstyrrende jernoksyd og leirejord, hvilken ellers måtte legeres til i form av mineralske råstoffer. Det er av spesiell fordel ved tilsetning av aluminium dross at det ved reduksjonen av jern ikke opptrer gassformige reduksjons-produkter og at det ved reaksjon med aluminium i motsetning til reaksjon med karbon frisettes varme.

Den følgende tabell viser et eksempel på sammensetningen til det innsmeltbare stoff (porfyrit), det tilsatte alumi-\ nium dross og den avtappede smelte.

Den nødvendige mengde med aluminium dross for reduksjon av jernoksyder kan beregnes ifølge den følgende reaksjons-ligning:

Forhøyes mengden av tilsatt aluminium dross, oppstår en / rekke andre metallotermiske reaksjoner på grunn av affini'-tetsforskjellen mellom aluminium og de andre oksydiske be-standdeler i smeiten, i følgende rekkefølge K, Na, Si, Ti.

Claims (8)

1. Elektrosmelteovn (2) til kontinuerlig innsmelting av spinnbare mineralske, småpartiklede eller kornformede stoffer (1), med et ildfast utkledd ovnskar (4), flere på en delkrets (7) anordnede elektroder (8), hvilke rager inn i ovnskaret (3) ovenfra, transportanordninger (16) for til-førsel av de innsmeltbare stoffer (1) ovenfra og minst en tappeanordning (14) som rager gjennom en sidevegg (15) til ovnskaret (4), karakterisert ved at transportanordningen for de innsmeltbare stoffer (1) utgjøres av flere doserings-rør (16), som er anordnet nær delkretsen (7) som utgjøres ^ idd? ^ av elektrodene mellom henholdsvis to elektroder (8), og at| ^& f<t>MÅø * k doseringsrørene (16) mates av transportanordninger (18) eksempelvis vibrasjonsrenner (20), transportbånd eller transportskruer (42), hvorved tilførsel av innsmeltbare stoffer (1) kan avbrytes ved fullstendig fylling av doser-ingsrø rene (16).

2. Elektrosmelteovn i henhold til krav 1, karakterisert ved at doseringsrørene (16) utviser et vegguttak (27) som strekker seg fra munningen (26) vertikalt oppover, på den side som vender mot elektrod-en .

3. Elektrosmelteovn i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at transportanordningen er utformet som vibrasjonsrenne (20) hvis transportåpning (23) slutter ovenfor doseringsrøret (16), hvorved den videre tilførsel av innsmeltbare stoffer (1) med hjelp av vib-ras jonsrennen (20) avbrytes automatisk når det foreligger en oppover-rettet materialkjegle (24) i den øvre åpning (22) til doseringsrø ret (16).

4. Elektrosmelteovn i henhold til kravene 1 til 3, karakterisert ved at det ved den øvre åpning (22) til hvert doseringsrør (16) er anordnet en føleanordning (44), foreksempel en lysbarriere, hvilken stanser transportanordningen (42) ved fullstendig fylling av doseringsrøret (16) og når det foreligger en materialkjegle (24).

5. Elektrosmelteovn i henhold til kravene 1 til 4, karakterisert ved at tappeanordningen (14) består av en i sideveggen (15) til elektrosmelteovnen (2) innsettbart, vannavkjølt tapperør (29, 30) og utviser en fra ovnens innside utover rettet, oppadstigende rørdel (29) og en mot ovnens utside avfallende rørdel (30) for utforming av en avløpskant 31, hvorved overløpskanten (31) er anordnet under i vertikal avstand (32) oversiden til munningen (33) til rø rdelen (29) som ligger på ovnens innside.

6. Elektrosmelteovn i henhold til kravene 1 til 5, karakterisert ved at det over tapperøret (29, 30) er anordnet et beluftningsrø r (38) for avtrekking av eventuelt dannede gasser, som rager gjennom hulrommet (37) til tappeanordningen (14).

7. Elektrosmelteovn i henhold til kravene 1 til 6, karakterisert ved at tapperøret (29, 30) er utformet konvergerende i grunnriss fra ovnens innside til overlø pskanten (31) og divergerende fra overløpskanten (31) til ovnens utside.

8. Elektrosmelteovn i henhold til kravene 1 til 7, karakterisert ved at det er anordnet en lukkbar nødtappeanordning (40) på et nivå av ovnskaret (4) som ligger under tappeanordningen (14).