PL176908B1 - Method of and furnace for obtaining fused products - Google Patents
Method of and furnace for obtaining fused productsInfo
- Publication number
- PL176908B1 PL176908B1 PL95317937A PL31793795A PL176908B1 PL 176908 B1 PL176908 B1 PL 176908B1 PL 95317937 A PL95317937 A PL 95317937A PL 31793795 A PL31793795 A PL 31793795A PL 176908 B1 PL176908 B1 PL 176908B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- electrodes
- melting
- furnace
- charge
- crucible
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/005—Electrical diagrams
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/03—Electrodes
Abstract
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób topienia materiału stałego, oraz piec elektryczny do topienia materiału stałego. Wynalazek dotyczy, zwłaszcza sposobu topienia wsadu metalowego lub ceramicznego, w piecu elektrycznym, w celu otrzymania produktu stopionego na drodze elektrycznej.The present invention relates to a method of melting solid material and an electric furnace for melting solid material. The invention relates, in particular, to a method of melting a metal or ceramic charge in an electric furnace in order to obtain an electrically melted product.
W znanych sposobach topienia materiałów stałych w piecach elektrycznych wsad topionego materiału stałego powinien korzystnie przewodzić prąd elektryczny. Jeśli wsad jest nieprzewodzący, to należy podejmować szczególne środki zaradcze dla rozpoczęcia procesu topienia, takie jak dodanie węgla lub grafitu, w celu umożliwienia wytworzenia prądu elektrycznego we wsadzie.In known methods for melting solids in electric furnaces, the charge of the solid melt should preferably be electrically conductive. If the charge is non-conductive, special measures must be taken to initiate the melting process, such as adding carbon or graphite, to allow the generation of an electric current in the charge.
Ponadto na ogół znane sposoby można stosować jedynie w stosunkowo niskich temperaturach, np. rzędu od 1500 do 160o°C tak, że nie nadają się one do obróbki materiałów żaroodpornych.Moreover, in general, the known methods can only be used at relatively low temperatures, e.g. in the order of 1500 to 160 ° C, so that they are not suitable for the treatment of refractory materials.
Znane są piece do topienia materiałów stałych, w których to piecach elektrody są osadzone na ogół w ścianach tych ostatnich i są zawieszone wahliwie w stosunkowo skomplikowanych urządzeniach, narażonych na wysokie temperatury, co sprawia, że należy podejmować bardzo poważne środki zaradcze, zwłaszcza w celu zabezpieczenia przed wysokimi temperaturami. Obecność takich urządzeń stanowi ponadto często przyczynę, dla której te znane piece mogą pracować jedynie w temperaturach rzędu 1600°C.There are known furnaces for melting solids in which the electrodes are generally embedded in the walls of the latter and are pendulum-suspended in relatively complex devices exposed to high temperatures, which makes it necessary to take very serious measures, in particular to protect against high temperatures. Moreover, the presence of such devices is often the reason why these known furnaces can only operate at temperatures in the order of 1600 ° C.
Jednym z głównych celów wynalazku jest opracowanie sposobu, umożliwiającego wytwarzanie, w sposób bardzo prosty i ekonomicznie uzasadniony, stopionego na drodze elektrycznej produktu z bardzo różnych materiałów stałych - przewodzących prąd elektryczny lub nie.One of the main objectives of the invention is to provide a method that makes it possible to produce, in a very simple and cost-effective manner, an electrically melted product from a wide variety of solid materials, whether electrically conductive or not.
Chodzi tu w szczególności o sposób, który pozwala na otrzymanie stopionych na drodze elektrycznej produktów w stosunkowo wysokiej temperaturze.This is, in particular, a process that allows electrically melted products to be obtained at relatively high temperatures.
Sposób topienia materiału stałego, zwłaszcza wsadu metalowego lub ceramicznego, w celu otrzymania stopionego na drodze elektrycznej produktu, w piecu elektrycznym, zawierającym co najmniej dwie elektrody, pomiędzy swobodnymi końcami których wytwarza się prąd elektryczny, zwłaszcza łuk elektryczny, a końce elektrod doprowadza się do zetknięcia z podlegającym topnieniu materiałem stałym i zbliża się je dostatecznie do siebie uruchamiając proces topienia, wytwarza się pomiędzy elektrodami prąd elektryczny, ewentualnie w postaci łuku, i topi się w ten sposób materiał stały, znajdujący się w pobliżu końców elektrod, przy czym prąd ten przepływa następnie również przez stopioną część wsadu, powstającą pomiędzy tymi elektrodami, według wynalazku charakteryzuje się tym, że odsuwa się następnie stopniowo końce elektrod od siebie w miarę postępu procesu topienia materiału stałego i jednocześnie utrzymuje się je w stanie zetknięcia z tym materiałem i utrzymuje się trwały przepływ prądu pomiędzy elektrodami.A method of melting a solid material, in particular a metal or ceramic charge, in order to obtain an electrically melted product, in an electric furnace having at least two electrodes, between the free ends of which an electric current, in particular an electric arc, is generated, and the ends of the electrodes are brought into contact with the solid material to be melted and brought sufficiently close together to start the melting process, an electric current, possibly in the form of an arc, is generated between the electrodes, and the solid material near the ends of the electrodes is thus melted, the current then flowing also by the molten portion of the charge formed between these electrodes, according to the invention, the features of the invention are then that the electrode tips are then gradually moved away from each other as the melting process of the solid material progresses, and at the same time kept in contact with the material and a constant current flow is maintained between e with reading electrodes.
Korzystnie, podczas topienia doprowadza się stopniowo podlegający topieniu wsad w pobliże elektrod, a zwłaszcza pomiędzy te elektrody, podczas gdy jednocześnie odprowadza się stopiony materiał i prowadzi się w przybliżeniu proces ciągły.Preferably, during melting, a gradually melting charge is introduced near the electrodes, in particular between the electrodes, while simultaneously the molten material is withdrawn and the process is approximately continuous.
Korzystnie, topienie przeprowadza się w ośrodku utleniającym.Preferably, the melting is performed in an oxidizing medium.
Korzystnie, wytwarza się mieszanie konwekcyjne stopionego materiału przed jego odprowadzeniem.Preferably, the molten material is convectionally mixed before being discharged.
Piec elektryczny do topienia materiału stałego i do otrzymywania stopionego na drodze elektrycznej produktu przez topienie wsadów z materiałów stałych, zwłaszcza wsadów metalowych lub ceramicznych, zawierający tygiel zamknięty w swej górnej części sklepieniem, coElectric furnace for melting solid material and for obtaining an electrically melted product by melting charges of solid materials, in particular charges of metal or ceramic, comprising a crucible closed in its upper part with a vault, which
176 908 najmniej dwie elektrody przechodzące swobodnie przez otwór w postaci pierścieniowego przepustu do wnętrza pieca oraz środki do wytwarzania pomiędzy swobodnymi końcami tych elektrod prądu elektrycznego, przy czym elektrody są nachylone względem siebie i ruchome względem siebie od położenia zbliżenia, w którym ich swobodne końce stykają się ze sobą, do położenia rozsunięcia, w którym te końce znajdują się w pewnej odległości od siebie, przy jednoczesnym stykaniu się tych końców z podlegającym topieniu wsadem, oraz posiada elementy pozwalające na przemieszczanie tych końców w sposób w przybliżeniu ciągły pomiędzy tymi dwoma położeniami, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każda z elektrod jest osadzona wychylnie i przesuwnie wzdłuż ich odpowiedniej osi na podporze dokoła punktu, zewnętrznego względem pieca, oddalonego od jego ściany oraz przechodzi swobodnie przez pierścieniowy przepust utworzony w tej ścianie, przy czym przekrój pierścieniowego przepustu utworzonego dokoła elektrod przechodzących swobodnie przez ten przepust jest taki, że kąt powstały między osiami tych elektrod zawiera się w granicach od 15° do 165°, a w sklepieniu w górnej części tygla przewidziany jest otwór do wprowadzania wsadu do tygla.176 908 at least two electrodes freely passing through the annular opening into the furnace, and means for generating an electric current between the free ends of the electrodes, the electrodes being inclined to each other and movable relative to each other from the approach position where their free ends meet with each other, to a spaced position where the ends are spaced apart while the ends are in contact with the charge to be melted, and has means to move the ends approximately continuously between the two positions, according to the invention characterized in that each of the electrodes is pivoted and slidably mounted along their respective axis on a support around a point external to the furnace remote from its wall and passes freely through the annular passage formed in the wall, the cross section of the annular passage formed around and the electrodes passing freely through this passage are such that the angle formed between the axes of these electrodes ranges from 15 ° to 165 °, and a hole for introducing the charge into the crucible is provided in the roof in the upper part of the crucible.
Korzystnie, każda podpora jest odizolowana elektrycznie i zawiera podstawę, na której zamocowany jest słupek, na którego górnym końcu, tworzącym punkt wychyleń, osadzona jest przegubowo kołyska, w której elektroda jest zamocowana ruchomo, pozwalając na przemieszczanie liniowe i wychylanie elektrod oraz zmianę odstępu pomiędzy swobodnymi końcami elektrod.Preferably, each support is electrically insulated and comprises a base on which a post is mounted, at the upper end of which, forming a pivot point, a cradle is articulated in which the electrode is movably mounted, allowing the linear displacement and tilting of the electrodes and the variation of the spacing between the free electrodes. electrode tips.
Korzystnie, piec jest wyposażony w układ zasilania elektrycznego elektrod zawierający cewkę samoindukcyjną, łączoną szeregowo z elektrodami gdy znajdują się one w ich położeniu zbliżenia, przy czym ta cewka jest zwierana wtedy, gdy elektrody znajdują się w położeniu rozsunięcia.Preferably, the furnace is equipped with an electrode power supply system comprising a self-induction coil in series with the electrodes when they are in their approach position, the coil being short-circuited when the electrodes are in their extended position.
Korzystnie, piec jest wyposażony w elementy utrzymujące podczas topienia wsadu, tygiel w położeniu nachylonym, pozwalając na w przybliżeniu ciągłe odprowadzanie otrzymanego materiału stopionego podczas stopniowego wprowadzania do tygla materiału, przeznaczonego do stopienia.Preferably, the furnace is provided with means to hold the crucible in an inclined position during the melting of the charge, allowing for an approximately continuous discharge of the resulting melt as the material to be melted is gradually introduced into the crucible.
Wynalazek zmierza do opracowania sposobu, który może nadawać się do topienia wsadu zarówno przewodzącego prąd elektryczny, jak i nieprzewodzącego, bez konieczności podejmowania szczególnych środków zaradczych w przypadku tego ostatniego, jak również konstrukcji pieca, w którym taki wsad byłby topiony w bardzo wysokich temperaturach.The invention aims to provide a method that can be capable of melting both electrically conductive and non-conductive charges without the need for special countermeasures for the latter, as well as the design of a furnace where such charge would be melted at very high temperatures.
Piec według wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia piec w przekroju pionowym schematycznie według jednej z postaci wykonania, fig. 2 - piec w widoku wzdłuż osi Π-Π na fig. 1, fig. 3 - schematyczne odwzorowanie układu zasilania elektrod pieca.The furnace according to the invention is shown in the examples of the drawing, in which Fig. 1 shows the furnace in vertical section schematically according to one embodiment, Fig. 2 - furnace in the view along the axis Π-Π in Fig. 1, Fig. representation of the furnace electrode supply system.
Na poszczególnych figurach te same oznaczenia liczbowe dotyczą identycznych elementów.In the various figures, the same reference numbers refer to identical elements.
Sposób według wynalazku dotyczy ogólnie sposobu topienia materiału stałego, który może mieć bardzo różny charakter, lecz który jest utworzony w szczególności przez wsad produktów żaroodpornych, przeznaczonych do poddania utlenieniu, w celu otrzymania stopionego na drodze elektrycznej produktu żaroodpornego.The process according to the invention relates generally to a method for melting a solid material, which can be very different in nature, but which is formed in particular by a batch of refractory products to be oxidized to obtain an electrically melted refractory product.
Topienie zachodzi w piecu elektrycznym, zawierającym co najmniej dwie elektrody, pomiędzy swobodnymi końcami których można wytworzyć prąd elektryczny, dostarczający energię, niezbędną do wymienionego topienia.The melting takes place in an electric furnace having at least two electrodes between the free ends of which an electric current can be produced to provide the energy necessary for said melting.
Zwłaszcza wówczas, gdy podlegający topieniu wsad nie przewodzi w ogóle lub słabo przewodzi prąd elektryczny, jak to ma miejsce np. w przypadku stałych materiałów ceramicznych, podczas rozpoczynania procesu topienia doprowadza się wymienione końce elektrod do zetknięcia ze sobą i z wymienionym podlegającym topieniu materiałem stałym. W tym momencie wytwarza się pomiędzy tymi elektrodami łuk elektryczny tak, aby uzyskać nagrzanie materiału stałego, znajdującego się w pobliżu końców elektrod, i móc dzięki temu stopić ten ostatni.Particularly when the charge to be melted is not conductive at all or is poorly electrically conductive, as is the case, for example, with solid ceramics, when starting the melting process, said electrode ends are brought into contact with each other and with the said solid to be melted. At this point, an electric arc is generated between these electrodes so as to heat the solid material near the ends of the electrodes and thereby be able to melt the latter.
Następnie odsuwa się stopniowo te końce od siebie w miarę postępu topienia materiału stałego, z jednoczesnym utrzymywaniem tych elektrod w stanie zetknięcia z materiałem stałym i ze zwracaniem uwagi na to, aby prąd elektryczny mógł utrzymać się pomiędzy elektrodami iThe ends are then gradually moved away from each other as the melting of the solid material continues, while keeping the electrodes in contact with the solid material and taking care that an electric current can persist between the electrodes and
176 908 w stopionej części wsadu, znajdującej się między tymi ostatnimi. W tym stadium procesu nagrzewanie jest uwarunkowane głównie zjawiskiem Joule’ a w oporności, stawianej przez wsad, w którym elektrody są częściowo zanurzone, przy przepływie prądu elektrycznego. Istotnie, tak się dzieje z materiałem stałym, nie przewodzącym prądu elektrycznego, iż staje się on na ogół przewodzący, gdy zostaje doprowadzony do stanu ciekłego.176 908 in the molten portion of the charge between the latter. At this stage of the process, heating is mainly determined by the Joule effect in the resistance of the charge in which the electrodes are partially immersed to the flow of electric current. Indeed, this is what happens with a solid, non-conductive material that it generally becomes conductive when brought into a liquid state.
Jeśli podlegający topieniu materiał w dostatecznym stopniu przewodzi prąd elektryczny i jest utworzony np. przez wsad metalowy, to nie jest nieodzowne, aby dla rozpoczęcia procesu końce elektrod stykały się ze sobą, lecz wystarcza zbliżyć je dostatecznie do siebie, by móc wytworzyć między nimi prąd elektryczny. Uzyskane nagrzewanie jest zatem uwarunkowane częściowo ciepłem łuków, powstałych w obrębie materiału stałego, częściowo zaś zjawiskiem Joule'a w oporności, stawianej przez wsad, w którym elektrody są częściowo zanurzone, przy przepływie prądu elektrycznego.If the material to be melted is sufficiently electrically conductive and is formed e.g. by a metal charge, it is not essential that the electrode ends touch each other to initiate the process, but it is sufficient to bring them close enough to be able to generate an electric current between them. . The heating obtained is thus partly due to the heat of the arcs formed within the solid material and partly to the Joule effect in the resistance of the charge in which the electrodes are partially immersed in the flow of electric current.
Z powyższego wynika, że położenia zbliżenia i rozsunięcie mogą zmienić się w zależności od charakteru topionego wsadu. Tak np. w przypadku wsadów, nie przewodzących prądu elektrycznego, w położeniu zbliżenia elektrody stykają się w praktyce lub są bardzo blisko siebie tak, aby móc wytworzyć łuk pomiędzy ich położonymi naprzeciw siebie końcami, podczas gdy nie jest to konieczne w przypadku wsadu przewodzącego.It follows from the above that the approach and spacing positions may change depending on the nature of the melt. For example, in the case of non-conductive charges, in the approach position the electrodes are in practice or very close together so as to be able to generate an arc between their opposite ends, whereas this is not necessary for a conductive charge.
Podobnie jest w położeniu rozsunięcia, które także może zależeć od przewodności właściwej stopionego wsadu i od mocy urządzenia elektrycznego. To położenie rozsunięcia odpowiada w praktyce położeniu, w którym wydajność jest optymalna.The situation is similar in the spreading position, which may also depend on the conductivity of the molten charge and the power of the electrical appliance. This spreading position corresponds in practice to the position where the performance is optimal.
Aby ujednorodnić stopiony w ten sposób materiał, w tym ostatnim wytwarza się ponadto w myśl wynalazku ruch mieszający przez konwekcję, przedjego odprowadzeniem. To mieszanie uzyskuje się korzystnie przez ponowne zbliżenie elektrod do siebie w ciągu pewnego czasu po stopieniu całego materiału.In order to homogenize the material thus melted, the latter, in accordance with the invention, also produces a mixing movement by convection prior to its discharge. This mixing is preferably achieved by bringing the electrodes back together some time after all the material has melted.
Załączone figury rysunku dotyczą pieca elektrycznego według wynalazku do topienia materiału stałego i do wytwarzania w ten sposób stopionego na drodze elektrycznej produktu, a zwłaszcza do stosowania opisanego powyżej sposobu.The accompanying figures relate to an electric furnace according to the invention for melting solid material and for producing a melted product by electrical means, in particular for applying the above-described method.
Chodzi tu o piec typu, wykorzystującego układ zanurzonych elektrod.It is a furnace of the type which uses a system of immersed electrodes.
Piec ten zawiera tygiel 1, zamknięty w swej górnej części sklepieniem 2, w którym przewidziany jest otwór 3 do wprowadzania do tygla 1 wsadu, podlegającego topieniu.The furnace comprises a crucible 1 closed in its upper part with a vault 2, in which an opening 3 is provided for introducing the charge to be melted into the crucible 1.
Każda z dwóch elektrod 4 i 5, nachylonych względem siebie, jest osadzona na izolowanej elektrycznie podporze 6 i znajduje się z boku względem tygla 1, z obu stron tego ostatniego, i to w takim usytuowaniu, aby móc podlegać przemieszczaniu liniowemu od położenia zbliżenia, w którym ich swobodne końce stykają się ewentualnie ze sobą, do położenia rozsunięcia, w którym końce te są położone w pewnej odległości wzajemnej. W tym celu elektrody wchodzą swobodnie w otwory, które są przewidziane w ścianach bocznych 1' tygla 1 i których przekrój jest taki, aby utworzyć przepust pierścieniowy 19, umożliwiający dopływ powietrza do pieca oraz wychylanie elektrod. Na ogół kąt a, utworzony pomiędzy osiami elektrod, może zmieniać się od 15° do 165°.Each of the two electrodes 4 and 5 inclined towards each other is seated on an electrically insulated support 6 and is located to the side of the crucible 1, on both sides of the latter, in such a position as to be able to be linearly displaced from the approximation position in with their free ends possibly touching each other, to a spaced position where the ends are at a distance from each other. To this end, the electrodes freely engage in openings which are provided in the side walls 1 'of the crucible 1 and whose cross-section is such as to form an annular passage 19 that allows air to enter the furnace and the tilting of the electrodes. In general, the angle [alpha] formed between the electrode axes may vary from 15 [deg.] To 165 [deg.].
Wychylanie zachodzi korzystnie dokoła punktu 28, zewnętrznego względem pieca i dostatecznie oddalonego od ściany 1' tego ostatniego tak, aby uzyskać możliwie jak największe ramię wychyleń elektrod 4 i 5 i dzięki temu dokładną regulację przebiegu topienia niezależnie od ilości użytego materiału. Ten punkt wychyleń 28 znajduje się w praktyce na podporze 6.The pivoting preferably takes place around a point 28, external to the furnace and sufficiently distant from the wall 1 'of the latter, so as to obtain the greatest possible possible swivel arm of the electrodes 4 and 5 and thus a precise control of the melting process irrespective of the amount of material used. This point of deflection 28 is in practice on the support 6.
W szczególności każda podpora 6 zawiera podstawę 7, na której zamocowany jest słupek 8, na którego górnym końcu osadzona jest przegubowo tworząca punkt wychyleń 28 kołyska 9, w której można zamocować demontowalnie elektrodę za pośrednictwem obejm 10. Ponadto na kołysce 9 przewidziane jest koło regulacyjne 11 z napędem silnikowym lub bez, umożliwiające poddanie elektrod przemieszczaniu w kierunku strzałek 12, a tym samym zmianę odstępu pomiędzy swobodnymi końcami 13 elektrod 4 i 5 wewnątrz tygla 1. Odstęp ten można również regulować przez wychylanie elektrod dokoła punktu 28, jak to już podano powyżej.In particular, each support 6 comprises a base 7 on which a post 8 is mounted, at the upper end of which is mounted a cradle 9 that forms a pivot point 28, in which an electrode can be detachably mounted by means of clamps 10. Moreover, an adjusting wheel 11 is provided on the cradle 9. with or without motor drive, allowing the electrodes to be moved in the direction of the arrows 12, thereby changing the distance between the free ends 13 of the electrodes 4 and 5 inside the crucible 1. This interval may also be adjusted by swinging the electrodes around point 28, as already stated above.
Dno tygla 1 ma walcową powierzchnię zewnętrzną 15, która spoczywa za pośrednictwem krążków 16 na cokole 14, przy czym krążki te mogą przemieszczać się w szynach 17, przewidzianych na tej powierzchni walcowanej 15. Wreszcie w ścianie bocznej tygla 1, w przybliżeniu w połowie jego wysokości, przewidziany jest otwór spustowy 18. W celu opróżnienia tygla, wychyla się go zatem na jego cokole 14 w kierunku strzałki 26, jak to uwidoczniono na fig. 2.The bottom of the crucible 1 has a cylindrical outer surface 15 which rests by means of rollers 16 on the base 14, the rollers being able to slide in rails 17 provided on this rolled surface 15. Finally, in the side wall of the crucible 1 approximately halfway up its height. a discharge opening 18 is provided. In order to empty the crucible, it is thus pivoted on its base 14 in the direction of arrow 26, as shown in Fig. 2.
Okoliczność, że elektrody 4 i 5 biegną zupełnie swobodnie poprzez ściany 1' pieca, nie stykając się z tymi ostatnimi, stanowi bardzo ważną cechę charakterystyczną, która odróżnia ten piec od znanych pieców do topienia elektrycznego.The fact that the electrodes 4 and 5 run completely freely through the walls 1 'of the furnace without contacting the latter is a very important characteristic which distinguishes this furnace from known electric melting furnaces.
Dzięki temu, że w piecu według wynalazku dokoła elektrod przewidziany jest dostatecznie duży przepust pierścieniowy 19, umożliwiający przepływ chłodnego powietrza dokoła tych ostatnich poprzez ten przepust, oraz że ponadto każda z nich jest osadzona na podporze bocznej 6, dostatecznie oddalonej od ścian 1', nie musi być podjęty żaden szczególny środek zaradczy, w celu zabezpieczenia tych elektrod i ich niesienia w warunkach wysokich temperatur, panujących w tyglu.Due to the fact that, in the furnace according to the invention, a sufficiently large annular passage 19 is provided around the electrodes to allow cool air to flow around the latter through the passage, and that, moreover, each of them is mounted on a side support 6 sufficiently distant from the walls 1 ', no special measure must be taken to protect these electrodes and to carry them under the high temperature conditions in the crucible.
W efekcie możliwajest praca w temperaturach, wyższych od 2500°C, a zatem poddawanie produktów żaroodpornych topieniu elektrycznemu.As a result, it is possible to work at temperatures higher than 2500 ° C, and therefore subject heat-resistant products to electric melting.
Figura 3 przedstawia schematycznie układ zasilania elektrycznego elektrod 4 i 5, który jest przyłączony w punkcie 29 do sieci w sposób tradycyjny za pośrednictwem nie uwidocznionego wyłącznika samoczynnego i zawiera cewkę samoindukcyjną 20, która może być łączona szeregowo z elektrodami 4 i 5, gdy te ostatnie znajdują się w ich wymienionym położeniu zbliżenia. Przewidziany jest też wyłącznik 21 do zwierania tej cewki 20 wówczas, gdy elektrody 4 i 5 znajdują się w ich wymienionym położeniu rozsunięcia.Figure 3 shows schematically the power supply system for electrodes 4 and 5, which is connected at point 29 to the network in a conventional manner via a circuit breaker not shown, and includes a self-induction coil 20 which can be connected in series with electrodes 4 and 5 when the latter are connected. at their listed approximation position. A switch 21 is also provided to close this coil 20 when the electrodes 4 and 5 are in their said extended position.
Układ ten zawiera prócz tego transformator 27, pozwalający na doprowadzanie do zacisków elektrod napięcia i zapewnienie gęstości prądu, niezbędnej do wywołania topienia. Może tu w szczególności chodzić o transformator tradycyjny ze stałym stosunkiem napięć, np. 220/11000 V. Wreszcie wyłącznik główny 22 pozwala zamykać obwód elektryczny i w ten sposób doprowadzać napięcie do elektrod 4 i 5.The circuit further includes a transformer 27 which allows voltage to be applied to the electrode terminals and the current density necessary to induce melting to be provided. It may, in particular, be a conventional transformer with a constant voltage ratio, e.g. 220/11000 V. Finally, the main switch 22 makes it possible to close the electric circuit and thus supply voltage to the electrodes 4 and 5.
Tak zatem podczas rozpoczynania procesu zamyka się najpierw wyłącznik 22, zwracając uwagę na to, czy wyłącznik 21 znajduje się w swym położeniu otwarcia i czy elektrody 4 i 5 są zanurzone swymi swobodnymi końcami w podlegającym topieniu wsadzie lub przynajmniej czy stykają się z tym ostatnim, pozostając jednocześnie w swym położeniu zbliżenia.Thus, when starting the process, switch 22 is first closed, taking care that switch 21 is in its open position and that electrodes 4 and 5 are immersed with their free ends in the melt to be melted, or at least are in contact with the latter while remaining in contact with the latter. simultaneously in his approach position.
Po stopieniu się pewnej ilości 24 materiału stałego 23 odsuwa się stopniowo elektrody 4 i 5 od siebie i zamyka się wyłącznik 21 tak, aby zewrzeć cewkę samoindukcyjną 20.After some 24 of the solid material 23 has melted, the electrodes 4 and 5 are gradually moved away from each other and the switch 21 is closed so as to short-circuit the self-induction coil 20.
W miarę postępu topienia zwiększa się odstęp elektrod, dbając przy tym o to, aby gęstość prądu pomiędzy elektrodami, przepływającego przez część roztopioną 24, pozostawała dostatecznie duża, w celu uzyskania nagrzewania, niezbędnego do stopniowego topienia sąsiedniego materiału stałego 23.As melting progresses, the electrode spacing increases while ensuring that the current density between the electrodes, flowing through the molten portion 24, remains high enough to obtain the heating required to gradually melt adjacent solids 23.
W momencie, gdy cały materiał stały jest stopiony, zbliża się korzystnie ponownie elektrody 4 i 5 do siebie, zwłaszcza na dostatecznie dużej odległości poniżej poziomu tego stopionego materiału, oraz w razie potrzeby otwiera się wyłącznik 21, w celu uniknięcia zbyt silnych prądów elektrycznych w układzie. Powoduje to stosunkowo dużą koncentrację energii w ograniczonej przestrzeni w obrębie stopionego materiału i wywołuje miejscowe podwyższenie temperatury w tym ostatnim. Wskutek wytworzonych prądów konwekcyjnych powstaje w ten sposób znaczny efekt mieszania tego stopionego materiału, pozwalający uzyskać w przybliżeniu jednorodną masę wysokiej jakości.When all the solid material is molten, the electrodes 4 and 5 are preferably brought closer together again, in particular a sufficiently large distance below the level of this molten material, and the switch 21 is opened if necessary in order to avoid too strong electric currents in the system. . This results in a relatively high concentration of energy in a limited space within the molten material and causes a local increase in temperature in the latter. As a result of the convection currents produced, a considerable mixing effect of this melt is thus produced, making it possible to obtain an approximately homogeneous mass of high quality.
Poniżej podane są konkretne przykłady, umożliwiające zilustrowanie zastosowania sposobu według wynalazku w takim piecu, jaki został powyżej opisany i uwidoczniony na załączonym rysunku.Specific examples are given below to illustrate the application of the method according to the invention in such a furnace as has been described above and shown in the accompanying drawing.
PrzykładyExamples
Do pieca wprowadzono wsad 1500 kg, który miał następujący skład: 33% tlenku cyrkonu, 50% tlenku glinowego, 14%o tlenku krzemowego i 3% soli alkalicznej, złożonej z wodorowęglanu sodowego, natomiast jego ziarnistość średnia zawierała się w granicach od 0,5 mm do 15 mm (średnica).A 1500 kg charge was introduced into the furnace, which had the following composition: 33% zirconium oxide, 50% alumina, 14% silica and 3% alkali salt consisting of sodium bicarbonate, while its average grain size was within the range of 0.5 mm to 15 mm (diameter).
Początkowo doprowadzano swobodne końce 13 obu elektrod 4 i 5, które w danym przypadku były wykonane z grafitu, do położenia obok siebie na poziomie masy stałej, wprowadzonej uprzednio do tygla 1, oraz pokryto częściowo swobodne końce 13 tych ostatnich częścią wsadu tak, aby były w niej zanurzone.Initially, the free ends 13 of the two electrodes 4 and 5, which in this case were made of graphite, were brought next to each other at the level of the solid mass previously introduced into the crucible 1, and the free ends 13 of the latter were partially covered with a part of the charge so that they were in immersed in it.
176 908176 908
Następnie zamknięto wyłącznik 22, dbając o to, by wyłącznik 21 znajdował się w swym położeniu otwarcia, przy czym pomiędzy elektrodami 4 i 5 powstał łuk elektryczny.The switch 22 was then closed, taking care that switch 21 was in its open position, with an electric arc between electrodes 4 and 5.
Energia na elektrodach była rzędu 300 KW. Po około 5 minutach otrzymano ilość stopionego wsadu 24 dokoła końców 13 elektrod 4 i 5, wystarczającą do uzyskania zwarcia cewki samoindukcyjnej 20, oraz zamknięto z kolei wyłącznik 21, odsuwając jednocześnie stopniowo elektrody od siebie. Ponieważ masa stopionego wsadu 24 przewodziła prąd elektryczny, przeto przepływał on pomiędzy elektrodami 4 i 5 przez stopioną część 24 wsadu. Całkowity czas topienia był rzędu 45 minut, natomiast temperatura wynosiła około 2250°C.The energy at the electrodes was in the order of 300 KW. After approximately 5 minutes, enough molten charge 24 was obtained around the ends 13 of electrodes 4 and 5, sufficient to short circuit self-induction coil 20, and the switch 21 was closed while gradually moving the electrodes apart. Since the mass of the molten charge 24 was electrically conductive, it flowed between electrodes 4 and 5 through the molten portion 24 of the charge. The total melting time was in the order of 45 minutes and the temperature was about 2250 ° C.
Wytworzone w ten sposób ciepło wystarczało do umożliwienia stopniowego topienia wsadu, gdy jednocześnie kontynuowano zwiększanie odległości pomiędzy elektrodami aż do momentu całkowitego stopienia wsadu.The heat thus generated was sufficient to allow the charge to gradually melt while the distance between the electrodes was continued to increase until the charge was completely melted.
Inne rodzaje wsadów obrabiano w tym piecu w sposób analogiczny.Other types of charges were treated in this furnace in an analogous manner.
Chodziło zwłaszcza o wsad z 50% żelaza i 50% kobaltu, o wsad z 95% tlenku glinowego i 5% soli alkalicznej, o wsad z 50% kobaltu i 50% niklu, o wsad z brązu, wsad z mosiądzu itd.This was in particular a charge of 50% iron and 50% cobalt, a charge of 95% alumina and 5% of an alkali salt, a charge of 50% cobalt and 50% nickel, a charge of bronze, a charge of brass, etc.
Inny ważny przykład dotyczy topienia stłuczki szklanej, mianowicie szkła z odzysku.Another important example concerns the melting of glass cullet, namely recycled glass.
W tym przypadku użyto np. elektrod z molibdenu lub z grafitu. Tę stłuczkę szklaną stapiano w piecu, jaki opisano powyżej i przedstawiono na załączonym rysunku, razem z odpadowymi produktami spopielania, zawierającymi ewentualnie metale ciężkie. Chodziło w szczególności o odpady, pozostające w stanie stałym w piecach do spopielania detrytusu.In this case, for example, electrodes made of molybdenum or graphite were used. This glass cullet was melted in a furnace as described above and shown in the accompanying drawing, together with waste incineration products possibly containing heavy metals. In particular, it was a solid waste in detritus incinerators.
W wyniku tego stapiania uzyskano produkt szklisty, w którym zawarte były wymienione metale ciężkie i który mógł służyć jako materiał wyjściowy do wytwarzania kulek według znanych jako takie metod, w celu zneutralizowania metali ciężkich.As a result of this fusion, a glassy product was obtained in which the said heavy metals were contained and which could serve as a starting material for the production of spheres according to methods known per se, in order to neutralize heavy metals.
Topienie to przeprowadzono korzystnie w sposób ciągły, utrzymując tygiel 1 w położeniu, nachylonym w taki sposób, iż roztopiona masa szklista mogła przelewać się przez otwór spustowy 18 w miarę postępu topienia, podczas gdy jednocześnie dodawano podlegający stopieniu w tyglu wsad przez otwór 3 w sklepieniu pieca.This melting was preferably carried out continuously, keeping the crucible 1 in an inclined position such that the molten glass could overflow through the tapping hole 18 as the melting progressed, while simultaneously adding the meltable crucible charge through the opening 3 in the roof of the furnace. .
Ten sposób ciągły zastosowano również do wszelkiego innego rodzaju wsadu, podlegającego topieniu.This continuous process has also been applied to any other type of charge that is subject to melting.
Sposób według wynalazku, jaki opisano powyżej, oraz piec elektryczny do stosowania tego sposobu mają tę zaletę, że nie musi być podejmowany żaden szczególny środek zaradczy podczas uruchamiania i zatrzymywania pieca.The method according to the invention as described above and the electric furnace for applying the method have the advantage that no special measures need to be taken when starting and stopping the furnace.
Tak np. możliwe jest pozostawienie do zestalenia się części nie przewodzącego wsadu w piecu, byle tylko zadbać o to, aby elektrody 4 i 5 zostały doprowadzone do ich położenia rozsunięcia ponad kąpielą przed tym zestaleniem, w celu umożliwienia rozruchu, jak opisano powyżej. Jeśli wsad przewodzi prąd elektryczny, to taki środek zaradczy nie musi być podejmowany.For example, it is possible to allow a portion of the non-conductive charge to solidify in the furnace, as long as it is ensured that the electrodes 4 and 5 are brought to their extended position above the bath prior to this solidification, to allow starting as described above. If the charge is electrically conductive, this countermeasure need not be taken.
Ponadto można regulować warunki pracy pieca w taki sposób, aby utrzymywać wzdłuż ścian tygla pewną warstwę stopionego na drodze elektrycznej produktu 25, stanowiącą trwałe zabezpieczenie ścian wewnętrznych tygla 1.Moreover, the operating conditions of the furnace can be adjusted in such a way as to maintain along the walls of the crucible a certain layer of electrically melted product 25, which is a permanent protection of the inner walls of the crucible 1.
Piec może pracować zarówno na prąd stały, jak i prąd jednofazowy i trójfazowy.The furnace can work on both direct current and single-phase and three-phase current.
Wreszcie zamontowanie elektrod 4 i 5 względem tygla 1 jest korzystnie takie, aby możliwa była regulacja ich kąta przystawienia a do powierzchni wsadu, podlegającego topieniu. W ten sposób dąży się do tego, aby elektrody mogły również podlegać pewnemu wychylaniu na słupku 8 podpory 6 przy stosunkowo dużej amplitudzie, zwłaszcza dzięki temu, iż oś wychyleń jest oddalona od ściany pieca.Finally, the mounting of the electrodes 4 and 5 to the crucible 1 is preferably such that their entering angle can be adjusted to the surface of the charge to be melted. In this way, it is intended that the electrodes can also be pivoted to a certain degree on the post 8 of the support 6 with a relatively large amplitude, in particular due to the fact that the pivot axis is remote from the furnace wall.
Jest zrozumiałe, że wynalazek nie ogranicza się do szczególnej postaci wykonania, opisanej powyżej, oraz że można przewidzieć szereg rozwiązań wariantowych bez wykraczania poza ramy wynalazku.It goes without saying that the invention is not limited to the particular embodiment described above and that a number of alternative solutions may be envisaged without departing from the scope of the invention.
Tak np. można użyć wszelkich typów elektrod, stosowanych w znanych piecach elektrycznych, zawierających układ z elektrodami zanurzonymi, a konstrukcja podpory 6 elektrod może być wykonana według bardzo różnych koncepcji.For example, all types of electrodes used in known electric furnaces containing a submerged electrode system can be used, and the structure of the electrode support 6 can be made according to very different concepts.
Jeśli chodzi o podlegający topieniu wsad, to nie tylko jego skład może być bardzo różny, lecz także jego ziarnistość. Może zwłaszcza chodzić zarówno o proszek, jak i o bloki, mające średnice równe kilkudziesięciu centymetrom.As for the meltable feedstock, not only can its composition be very different but also its graininess. They can, in particular, be both powder and blocks having diameters of several tens of centimeters.
176 908176 908
176 908176 908
!Fniq]a2! Fniq] a 2
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 2.00.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9400604A BE1008485A3 (en) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | Method and four for the manufacture of a product fade. |
| PCT/BE1995/000057 WO1996000489A1 (en) | 1994-06-24 | 1995-06-19 | Method and furnace for making a molten product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL317937A1 PL317937A1 (en) | 1997-04-28 |
| PL176908B1 true PL176908B1 (en) | 1999-08-31 |
Family
ID=3888220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL95317937A PL176908B1 (en) | 1994-06-24 | 1995-06-19 | Method of and furnace for obtaining fused products |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0768017B1 (en) |
| AT (1) | ATE170356T1 (en) |
| AU (1) | AU705587B2 (en) |
| BE (1) | BE1008485A3 (en) |
| BG (1) | BG62150B1 (en) |
| CA (1) | CA2192068A1 (en) |
| CZ (1) | CZ289969B6 (en) |
| DE (1) | DE69504350T2 (en) |
| ES (1) | ES2124557T3 (en) |
| HU (1) | HU220470B1 (en) |
| PL (1) | PL176908B1 (en) |
| RU (1) | RU2144285C1 (en) |
| SK (1) | SK283103B6 (en) |
| WO (1) | WO1996000489A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100050932A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Bp Corporation North America Inc. | Apparatus and Method of Direct Electric Melting a Feedstock |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1449307A (en) * | 1923-03-20 | Best available corn | ||
| FR483147A (en) * | 1915-01-25 | 1917-05-31 | Francesco Bassanese | Tilting electric furnace for melting and refining of metals |
| FR499315A (en) * | 1918-10-22 | 1920-02-07 | Louis Amilcar Yves Ferron | Improvements to electric ovens |
| JPH0225292A (en) * | 1988-07-12 | 1990-01-26 | Kawasaki Steel Corp | Starting method of melting of fused flux |
-
1994
- 1994-06-24 BE BE9400604A patent/BE1008485A3/en not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-06-19 WO PCT/BE1995/000057 patent/WO1996000489A1/en active IP Right Grant
- 1995-06-19 DE DE69504350T patent/DE69504350T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-19 SK SK1654-96A patent/SK283103B6/en not_active IP Right Cessation
- 1995-06-19 CZ CZ19963760A patent/CZ289969B6/en not_active IP Right Cessation
- 1995-06-19 EP EP95922361A patent/EP0768017B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-19 AT AT95922361T patent/ATE170356T1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-06-19 AU AU27087/95A patent/AU705587B2/en not_active Ceased
- 1995-06-19 CA CA002192068A patent/CA2192068A1/en not_active Abandoned
- 1995-06-19 ES ES95922361T patent/ES2124557T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-19 RU RU97101116A patent/RU2144285C1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-06-19 PL PL95317937A patent/PL176908B1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-06-19 HU HU9603424A patent/HU220470B1/en not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-12-20 BG BG101072A patent/BG62150B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT76456A (en) | 1997-09-29 |
| WO1996000489A1 (en) | 1996-01-04 |
| BE1008485A3 (en) | 1996-05-07 |
| BG101072A (en) | 1997-06-30 |
| HU220470B1 (en) | 2002-02-28 |
| ATE170356T1 (en) | 1998-09-15 |
| AU2708795A (en) | 1996-01-19 |
| RU2144285C1 (en) | 2000-01-10 |
| PL317937A1 (en) | 1997-04-28 |
| DE69504350T2 (en) | 1999-03-25 |
| SK165496A3 (en) | 1997-12-10 |
| EP0768017A1 (en) | 1997-04-16 |
| CZ289969B6 (en) | 2002-05-15 |
| BG62150B1 (en) | 1999-03-31 |
| DE69504350D1 (en) | 1998-10-01 |
| EP0768017B1 (en) | 1998-08-26 |
| AU705587B2 (en) | 1999-05-27 |
| HU9603424D0 (en) | 1997-02-28 |
| ES2124557T3 (en) | 1999-02-01 |
| CA2192068A1 (en) | 1996-01-04 |
| SK283103B6 (en) | 2003-02-04 |
| CZ376096A3 (en) | 1997-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7730745B2 (en) | Vitrification furnace with dual heating means | |
| JP2767187B2 (en) | Glass melting method | |
| JP2738423B2 (en) | Electric heating furnace for glass | |
| KR102437050B1 (en) | Melting furnace with simultaneously rotatable and movable electrode rods | |
| US4450570A (en) | Vacuum arc melting and casting furnace with a vacuum chamber and a tilting crucible | |
| PL176908B1 (en) | Method of and furnace for obtaining fused products | |
| PL98546B1 (en) | INJECTOR SUPPLY FOR INGOT MANUFACTURING ELECTROSOLUTION METHOD | |
| US6137822A (en) | Direct current arc furnace and a method for melting or heating raw material or molten material | |
| RU2661322C2 (en) | Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding | |
| US3783169A (en) | Method and apparatus for the continuous fluidizing of steel | |
| EP0414759B1 (en) | Wear-resistant electrode for direct current arc furnaces | |
| JP3494493B2 (en) | Electrode structure of electric melting furnace | |
| JPS6119909B2 (en) | ||
| RU1812794C (en) | Method for production of soldering fluxes | |
| US1552143A (en) | Melting low volatile metals and smelting ores thereof | |
| JPH0361318B2 (en) | ||
| US1076518A (en) | Electric furnace. | |
| RU2179288C2 (en) | Electric arc furnace | |
| RU97101116A (en) | METHOD AND FURNACE FOR PRODUCING MELTED MATERIAL | |
| RU2065214C1 (en) | Method for vitrifying radioactive and toxic waste in induction-arc furnaces | |
| SU581124A1 (en) | Method of obtaining fused materials | |
| JP2002372379A (en) | Opening/closing device of delivery gate employing conductive refractories | |
| US3780201A (en) | Plasma kiln | |
| JPH112495A (en) | Plasma melting furnace and operating method therefor | |
| PL64578B1 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20100619 |