SE434432B

SE434432B - ELECTROTHERMIC REDUCTION OVEN OPERATED WITH DC

Info

Publication number: SE434432B
Application number: SE7809783A
Authority: SE
Inventors: E C K Svendsen
Original assignee: Elkem As
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-09-18
Publication date: 1984-07-23
Also published as: NO773285L; BR7806278A; NO139796B; ES473538A1; FR2404186B1; SE7809783L; CA1120522A; YU209478A; JPS582574B2; ZA784897B; DE2841458A1; FR2404186A1; MX144969A; NO139796C; IN150223B; JPS5454906A

Description

40' “lööﬁwšsä strömförbrukníng för det producerade materialet. 40 '“löö ﬁ wšsä power consumption for the material produced.

Vid användning av likströmsugnar måste man, liksom vid elektrolysanläggningar, installera torrlíkríktare mellan ugnen och sekundärsídan av ugnstransformatorn. Transformatorn är ut- rustad med stegkopplare, så att man alltid kan få den spänning som passar till processen och ugnsbelastningen. Inom ett visst spänningsomrâde är storleken av och priset för likríktare endast beroende av den ström som den levererar. För att kunna uppnå samma belastning som vid en trefas-växelströmsugn med tre topp- elektroder mﬂﬁvs alltsa en förhållandevis stor och dyr elektrisk anläggning. Det är således tvivelaktigt om ens stora likströms- ugnar av nämnda typ kan konkurrera ekonomiskt med trefas-växel- strömsugnar, och det har hittills icke lyckats att konstruera konkurrensdugliga likströmsugnar. " Uppfinnaren har nu emellertid funnit en kopplingsanordning som gör att spänning och ungsbelastning kan ökas utan att priset för elektrisk utrustning ökas i motsvarande grad.When using direct current furnaces, as in the case of electrolysis plants, dry rectifiers must be installed between the furnace and the secondary side of the furnace transformer. The transformer is equipped with a step switch, so that you can always get the voltage that suits the process and the oven load. Within a certain voltage range, the size and price of the rectifier depends only on the current it supplies. In order to be able to achieve the same load as with a three-phase alternating current furnace with three top electrodes, ie a relatively large and expensive electrical system. It is thus doubtful whether even large DC furnaces of the type mentioned can compete economically with three-phase AC furnaces, and so far it has not been possible to design competitive DC furnaces. "However, the inventor has now found a coupling device which allows voltage and youth load to be increased without increasing the price of electrical equipment accordingly.

Ugnen enligt uppfhnüngen har ingen bottenelektrod men är utrustad med ett jämnt antal toppelektroder, varvid två och två elektroder är kopplade i serie. För en ugn med två toppelektroder kan man med samma ström som med en ugn med en topp- och en botten- elektrod uppnå en fördubbling av spänningen och därmed även för- dubbling av ugnsbelastningen vid användning av samma líkriktare i båda fallen. Ugnen enligt uppfinningen har en rund härd med fyra elektroder placerade i kvadrat. Härigenom uppnås en mycket god utnyttjning av ugnsarean. Toppelektroderna är kopplade i serie två och tvâ, och med samma elektroddimension uppnås då såväl fördubblad strömstyrka som fördubblad spänning, dvs. belastningen blir fyra gånger så stor som för en ugn med en topp- och en bottenelektrod. Med tillhjälp av polvändare uppnås lika värmeutveckling i kratern och lika förbrukning av elektroderna över längre perioder. Det användes en polvändare i skensystemet för varje elektrodpar. Polvändaren består av en propp som tjänar som förbindelseled, och polvändníng sker när proppen förskjutes en halv skendelníng tvärs skenriktningen. Polvändníngen kan eventuellt anpassas till tappningsrutinen. Med hjälp av sådan polvändning uppnås såsom ovan nämnts en jämn förbrukning av elektroderna.The furnace according to the invention has no bottom electrode but is equipped with an even number of top electrodes, two and two electrodes being connected in series. For an oven with two top electrodes, a doubling of the voltage can be achieved with the same current as with an oven with a top and a bottom electrode and thus also a doubling of the oven load when using the same rectifier in both cases. The furnace according to the invention has a round hearth with four electrodes placed in a square. In this way, a very good utilization of the oven area is achieved. The top electrodes are connected in series two and two, and with the same electrode dimension, both doubled current and doubled voltage are achieved, ie. the load will be four times as large as for an oven with a top and a bottom electrode. With the help of polar inverters, equal heat generation is achieved in the crater and equal consumption of the electrodes over longer periods. A pole reversal was used in the rail system for each pair of electrodes. The pole reversal consists of a plug that serves as a connecting link, and pole reversal takes place when the plug is displaced by half a tilt across the rail direction. The pole reversal can possibly be adapted to the bottling routine. With the aid of such a pole reversal, as mentioned above, an even consumption of the electrodes is achieved.

I jämförelse med en rund växelströmsugn med tre elektroder av samma dimensioner kan ugnsbelastningen bli 4/3 gånger större 10 15 25 30 7809783-9 vid användning av likströmsugn och fyra parvis seriekopplade toppelektroder. Om man använder större elektroder i likströms- ugnen blir denna faktor ännu större, i det att strömförträngníngen vid växelström ökas i betydande grad vid de största elektrod- -diametrarna. Detta betyder i sin tur, att elektroderna i en lik~ strömsugn kan belastas med högre ström än motsvarande elektroder i växelströmsugnar.In comparison with a round alternating current furnace with three electrodes of the same dimensions, the furnace load can be 4/3 times greater when using a direct current furnace and four paired top electrodes connected in series. If larger electrodes are used in the direct current furnace, this factor becomes even greater, in that the current displacement at alternating current is significantly increased at the largest electrode diameters. This in turn means that the electrodes in a direct current furnace can be loaded with a higher current than the corresponding electrodes in alternating current furnaces.

Anordningen enligt uppfinningen åskàdlíggöres schematiskt på ritningen.The device according to the invention is schematically illustrated in the drawing.

Pig. 1 visar en vertikal sektion genom en rund ugn med fyra toppelektroder. fig¿~§ visar en planvy av en ugn med strömtillförsel.Pig. 1 shows a vertical section through a round furnace with four top electrodes. Fig. ~ shows a plan view of an oven with power supply.

På ritningen betecknar 1 själva smältugnen med chargen 2 och smältbadet 3. 4 är elektroderna. Strömmen ledes från lik- riktaren 5 via samlingsskenor 6 framåt till de två skenkníppena 7 och vidare till varsitt par elektroder, varvid de tvâ elektroderna i varje par är kopplade i serie. Från de elektroder som utgör anoderna passerar strömmen genom den mer eller mindre halvsmälta chargen 2 över till de elektroder som arbetar som katoder, var- vid största delen av strömmen går genom smältbadet 3. Inom varje skenknippe 7 är insatt en polvändare 8 som kan vara fjärrstyrd.In the drawing, 1 denotes the melting furnace itself with the charge 2 and the melting bath 3. 4 are the electrodes. The current is conducted from the rectifier 5 via busbars 6 forward to the two rail pins 7 and on to each pair of electrodes, the two electrodes in each pair being connected in series. From the electrodes which constitute the anodes, the current passes through the more or less half-molten charge 2 over to the electrodes which act as cathodes, whereby most of the current passes through the molten bath 3. Within each rail bundle 7 a pole inverter 8 is inserted which can be remotely controlled .

Man kan eventuellt etablera en viss polvändníngscykel, så att fyra olika konstellationer av anoder och katoder uppnås i lämplig följd.It is possible to establish a certain pole reversal cycle, so that four different constellations of anodes and cathodes are achieved in a suitable sequence.

Vid de största växelströmsugnar som byggs idag, är för- lusten pâ grund av strömförträngning, virvelström och hysterís betydande. Dessa förluster undgår man vid användning av likström.In the largest AC furnaces built today, the loss due to current congestion, eddy current and hysteria is significant. These losses are avoided when using direct current.

Det uppnås da en besparing i strömförbrukningen som efter rimlig tid uppväger de merkostnader som man får vid den elektriska anlägg- ningen.A saving in electricity consumption is then achieved, which after a reasonable time outweighs the additional costs that are incurred at the electrical system.

Det bästa utnyttjandet av likriktaren kan uppnås genom att man kopplar två eller flera ugnar i serie så att ett större jämnt antal elektroder blir kopplade i serie.The best utilization of the rectifier can be achieved by connecting two or more ovens in series so that a larger even number of electrodes are connected in series.

Claims

”NÜQWÉWQ Rëísnílim

Electrothermal reduction furnace operated by direct current supplied by vertical top electrodes, characterized by the use of four top electrodes (4) which are placed in a square, and of which two and two are connected in series so that one electrode in each pair acts as a cathode while the other acts as an anode. Z. An oven according to claim 1, characterized in that the anodes / cathodes are arranged to be exchanged by means of a pole inverter (8) which is arranged, one for each electrode pair, in the rail pin (7) between the electrode pair and the rectifier (5).