SE439539B - Forfarande for smeltning av oxidforeningar av metaller eller icke metaller i en elektrisk ugn samt ugn for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

¶§'_Ü.Q'3721.'la i i 1U .S07 *HUALIIL Ltenderar att släcka förbränningen och kyla ugnens innehåll, , och_detta innehåll måste sedan borttagas separat och väggar- na borttagas separat. _ 7 Detta arrangemang är emellertid helt otillfreds- ställande för en elektrisk ugn. Om en vägg av en elektrisk ugn försämras så långt att vatten från den omgivande manteln kan tränga infi ugnen, sker troligen en explosion på grund av den relativt stora mängden smält slagg i ugnen och frân- o varon av stora mängder koks. Därför har man i elektriska fugnar för smältning av slagg använt foder av eldfast tegel, som ofta utbytes. " . 7 ,I US-PS 1 946 083 beskrivs en flödesvägg med välvda stenar anordnade för luftkylning i en gaseldad glasugn. Även i US-PS 2 042 660 beskrivs.ett luftkylt arrangemang för ugnsväggar, K p I ÛÉ-PS 2 686 821 beskrivs en elektrisk ugn för smältning av oorganiskt eldfast oxidmaterial, i vilken man använder en vattenkyld mantel. Den i det föregående angivna explosionsfaran existerar inte i denna anordning eftersom smältan är begränsad till den övre delen av behållaren och dekanteras genom tippning av behållaren.

I US4BS 2 790 019 (Stalego) förklaras svårigheten som tillstöter vid kylning av smältan intill tappningsrän- nan. Enligt denna hänvisning använder man överströmnings- principen i en eldfast fodrad ugn. . Även om en ringformad vattenkylmantel användes enligt US-PS 3 612 501, användes denna för vattenkylning av eldfast foder och dessa foder är, såsom framgår av det föregående otillfredsställande vid smältning av metalloxider.

Det främsta syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma förbättringar, varvid en elektrisk ugn kan användas för framställning av t ex smälta oxidföreningar, som användes för framställning av isolerande mineralfiber- mattor och för kontinuerlig framställning under mycket längre tid än med ugnar med överloppsströmning enligt US-PS 2 686 821 eller 2 790 019.

En elektrisk ugn har en sidovägg av stål och vid smältning av slaggen eller andra smältbara oxídföreningar ;ffíí QUNJTY, ñí/ av metaller/icke-metaller i ugnen bringas det yttre skiktet av smältan, som är i kontakt med den inre ytan av ugnens sidoväggar, att stelna genom kylning av den yttre ytan av ugnens sidoväggar med en ström av över väggarna strömmande vatten. Detta möjliggör att slaggen bildar sin eget "eld- fasta foder", som kontinuerligt förnyas i samma takt som det förbrukas. Detta i sin tur möjliggör att smältan kan uttagas kontinuerligt från ett lågt läge i ugnen så att ugnen kan påfyllas uppifrån utan produktionsstopp. _ Den intill ugnsväggarna befintliga slaggen kan bi- behållas genom att man alltid kyler ugnsväggarna vid drift, men eftersom det inte finns något vattentryck såsom finns omkring en med kylmantel försedd ugn, kommer försämring av ugnsväggen, så att vatten kan tränga in i ugnen, inte leda till några följder. Sådant i ugnen inträngande vatten för- ångas på en gång itmmaïoch trycks tillbaka från ugnen till det strömmande vattnet på utsidan. Risken för explosion är starkt reducerad.

Föreliggande förfarande består i att man beskickar ugnsbehållaren med åtminstone en del av de smältbara oxid- föreningarna, bildar en smälta av en del av oxidföreningar- na i ugnen och leder elektrisk ström mellan elektroderna och genom smältan, så att ytterligare oxidföreningar smälter, och leder en ström av vatten över sidoväggarnas yttre ytor för att därvid kyla och bringa att stelna ett skikt av smälta föreningar i gränsområdet till sidoväggarnas inneryta.

En elektrisk ugn enligt uppfinningen innefattar en botten, företrädesvis av eldfast material, och sídoväggar av stål, vilka avgränsar ugnsbehållaren, ett flertal i ugns- behållaren nedhängande elektroder, en ledning för fördelning av kylmedel, vilken omger behållaren i närheten av dess övre ände, och ett ugnstömningsrör genom sidoväggen mellan dess övre och undre ände, varvid tömningsrörets inre ände befinner sig i behållaren på avstånd, i riktning in i ugnen, från sidoväggen.

I en föredragen utföringsform är ytterligare ett tömningsrör, som går genom sidoväggen, anordnad, men som är placerad ungefär i höjd med ugnsbottnen. Detta andra töm- aoo3v21-1 _aooz72i-1 P ' - P00 p p QUÅLITYX ningsrör är en tömningsventil och tillåter att t ex järn, som har reducerats till metallform och ansamlas i ugnens nedersta del, avtappas kontinuerligt eller periodiskt under ugnens drift. I 7 En utföringsform av uppfinningen beskrivs utför- ligare i det följande med hänvisning till och såsom visad på ritningarna, på vilka _ K Pig. 1 schematiskt visar en anläggning, som inne- fattar en elektrisk ugn enligt uppfinningen,_ Pig. 2 är ett schematiskt snitt, som visar den elek- riska ugnen och sättet, på vilket den användes, Pig. 3 är en konstruktionsritning av ugnen, pp Pig. 4 är en del av ett snitt, tagen utmed linjen är- 4 i fig. 3.

I den beskrivna utföringsformen är ugnen avsedd för smältning av slagg, och ugnen 10 innefattar en med eldfast material fodrad stålbotten 11, sidoväggar 12 och en beskick- ningsvägg 13, som omger sidoväggen 12. Även om golvet 11 och beskickningsväggen 13 kan framställas av andra material, består sidoväggen med nödvändighet av stål. Det av sido- väggen 12 omgivna rummet är en ugnsbehållare och inrymmer smältan 15, ett till sidoväggens inneryta gränsande skikt 16 av smältan, som har stelnat, och för igångsättning ett skikt 17 av koks eller annat kolhaltigt material.

Ugnen 10 har flera nedhängande elektroder 20, som är kolstavar och via ledare 21 anslutna till en trefas effekttransformator 22. " Placerat något över och radiellt utåt från den övre änden av sidoväggen 12 finns en cirkulär kylmedelfördelande ledning 2H, som är försedd med ett flertal nedhängande rör 24, som var och en är ett utlopp för kylmedel och är inrät- tade för att rikta en kylmedelström över sidoväggens 12 yttre yra. sidoväggen 12 är förstärkt med ett flertal förstärkninga- stag 27, och de nedhängande rören 25 är riktade mot sidoväg- gens utsida mellan stagen 27 och så fördelade, att en konti- nuerlig film av kylmedel strömmar över sidoväggens utåtvända sida, utom där stagen är placerade. Kylmedlet rinner till en sump 28 och pumpas uppåt med en av en motor 30 driven 8003721-1 pump 29 för recirkulering.

Genom sidoväggen 12 går ett runt med vattenmantel försett rör 31, som består av tjockt rostfritt stål, och genom dess mantel ledes vatten förkylningsändamål. Hylsan 31 går genom väggen och dess inre ände 32 befinner sig i ugnen på avstånd från sidoväggens 12 inneryta och dess yttre ände 33 befinner sig utanför ugnen på avstånd från väggens ytteryta. Hylsan 31 innehåller kolfoder 3D, som enkelt kan utbytas. Även ett ledat ventilorgan 36 är anordnat, och detta består av rostfritt stål och är vattenkylt, samt sam- verkar med öppningen genom fodret BH för reglering av ut- loppsöppningen och därigenom styra tömningshastigheten för smälta metalloxidföreningar från smältan i ugnen.

Placerad på golvnivå finns en andra avtappnings- ventil 37, som innefattar en mantelhylsa 37" och ett kol- foder 37', och är av liknande konstruktion som ventilen 31.

Ventilen 37 användes för avtappning och reglering av järn, som kan ansamlas på ugnens botten.

Pig. 1 och 2 visar användningen av ugnen 10 i en anläggning. Det finns en kross 38, som krossar materialet till lämplig storlek, och för smältning av granulär slagg ligger kornstorleken vanligen mellan 6 och 12,5 mm. Slaggen 34 uppfordras med en transportör H0 och överföres till en vägande behållare (vid behov). Slaggen 39 transporteras sedan av ett band H2-(vid behov) för beskickning av ett beskickningsrum i ugnen 10 via rännor 43.

Uppfinningen är ej begränsad till sådana smältbara oxidföreningar av metall/icke-metall, som i smält tillstånd av elektriskt ledande, men det finns vissa användningsområden där det är nödvändigt att smältan bildas med "rena" medel, t ex med användning av gaseldade ugnar. Men vid framställning av isolerande mineralullmattor eller -ark är detta ej nöd- vändigt, och det är ytterst lämpligt att bilda en smälta i genom att man först placerar en mängd koks 17 eller annat kolhaltigt material på botten av ugnen och värmer koksmüngd- en genom att man leder ström mellan elektroderna ?0. Även om detta kan göras efter beskickníng av ugnen med den partikel- formiga slaggen 39 är det föredraget att man separat värmer 1,. _.-.-.._.... ..._ ....._...._.. .- .- ,8o0sv21-1 “N '10 _25 , '_koksen 'TXTI 'L gsidoväggen .””lPÉiiÉí_““ IUUÅUTY, :WS I I s .- »f \ (som endast tar en kort tid i anspråk) och sedan be- skickar ugnen. Koksen värmer partiellt genom elektrisk konduktivitet, partiellt genom plasmavärmning och partiellt - genom förbränning. När en tillräcklig temperatur är upp- nåddšsättes en del partikelformigt material till behållar- ens botten och detta åstadkommer snabbt en smälta på grund av den fysiska kontakten med den glödande koksen. När väl smältan är bildad upphör koksens funktion att vara kritisk, eftersom smältan i sig är ledande, och ugnen kan sedan fyllas med det partikelformiga materialet, som successivt bringas att smälta. I _ Strömmen av kylvatten över sidoväggens 12 ytteryta bringar ett skikt av smältan att stelna invid innerytan av sidoväggen 12 (och på det eldfasta golvet), och detta funge- rar sedan som "eldfast foderfi, och vid smältning av smält- bara föreningar, under dess bildning och rörelse, förnyas en del av skiktet, som tvättas bort, automatiskt. Eftersom den inre änden 32 av hylsan 31 är anordnad inne i ugnen på avstånd från sidoväggen 12, kan den genomtränga smältan och tendensen till igensättning är automatiskt reducerad.

Eftersom hylsans 31 ytterända 33 slutar på utsidan av ugnen på avstånd från väggen 12, finns ringa sannolikhet att kyl- vattnet kommer i kontakt med smältan när denna passerar ut- åt genom fodret 3H. Man får med nödvändighet en försämring av ugnens sidovägg 12 av stål, men denna försämring upphör att utgöra en fara, eftersom vatten, som tränger genom 12 och in i ugnen endast stöter på det stelnade skiktet 16 av föreningen och förångas och återkastas. in Av fig, 3 framgår att även det eldfasta golvet är vattenkyld en blandad massa av oxídföreningarna, järn och något eld- i sumpen, vilket ger ytterligare skydd tack vare fast material, alla i olika stelningsstadier. osDen smälta föreningen strömmar utåt genom röret 31 och dess foder 3H som en kontinuerlig ström H5 och strömmen skär en luftståle från ett munstycke H6 för att ledas till ett roterande skivorgan 47 (som kan vara plant, kuniskt eller krökt), och mineralfibrer bildas och packas enligt kända Sätt. aoozvzi-1 7 Järn, som har reducerats till metallform och som avsatts i ugnens härd, kan avtappas och regleras med styr*- ventilen i golvhöjd.

Claims (6)

10 15 _20' ”25 ,k30, I _35 7 föreningar (39) àooz721¥1i) Poon s s iuuA "ïï-PATEñTKRAv '__> __ __________ 7 i___i;¿__;__l; g

1. I Förfarande för smältning av smältbara oxidföreningar _av metaller eller iokemetaller i en elektrisk ugn i form av en flera elektroder (20) rymmande behållare med botten (11) och_en sidovägg (12) av stål, k ä n_n e t e c k n a t av att man beskickar,ugnsbehâllaren med åtminstone nâgra smältbara. oxidföreningar Q39L framställer en elektriskt ledande smälta _(15) av vissa av oxidföreningarna i ugnen och leder.en elektrisk ström mellan elektroderna och genom.smältan för 'att_smälta ytterligare oxidföreningar, leder en fririnnande' kontinuerlig vattenfilm nedåt över sidoväggens (12) utsida för att kyla och frysa ett till sidoväggens (12) insida an-' Kfslutande skikt (16) av de smälta föreningarna, tar ut oxidföreningarna, sedan de har smälts, ur behållaren som ' en kontinuerlig ström genom en tapphylsa (31), som sträcker sig genom sidoväggen (12) och det frusna skiktet (16) in i smältan (15), reglerar uttaget av smälta oxidföreningar genom att ställa in en vid hylsans (31) yttre ände anbragt vattenkyld flödesreglerventíl (36), och ytterligare inför oxidföreningarna i styckeform i behållaren-för att bilda ett lager av smältbara oxidföreningar av smältan. _

2. ~2. I Förfarande enligt patentkravet 1,'k ä'n n e t e c k- * n a t av att smältan (15) framställs genom att man placerar en.kvantitet styckeformigt kolhaltigt material (17) i ugns- behållaren och i kontakt med elektroderna (20) och värmer det kolhaltiga materialet med en mellan elektroderna fram- gående elektrisk ström och-neskickarugnen med smältbara oxid- K i- styckeform, så att vissa av de smältbara oxidföreningarna bringas i fysikalisk kontakt med det värmde kolhaltiga materialet.g'a, 7 _ du 7 7 ' I

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n,n e- t,e c k n a t av it man ytterligare beskickar behållaren .med oxidföreningarna (39) i styckeform från behållarens övre ände för_attdersättaíden uttagna strömmen.

4. H; _Elektrisk ugn för smältning av styckeformiga smält- gbaragokidföreningar av metaller eller ickemetaller, inne- 7 fattande en botten (11) och en sidovägg (12) av stål, vilka llbildar en ugnsbehållare för en smälta, k ä n nwe t efc k n_a d 10 15 20 taoos?21~1 9 av en genom ugnsväggen (12) mellan dennas övre och undre ände och nära bottnen (11) sig sträckande tapphylsa (31), vars inre ände (32) sträcker sig in i behållaren på till- räckligt avstånd innanför sidoväggen för att tränga in i smältan (15) och vars yttre ände (33) sträcker sig ett stycke utanför sidoväggen (12L flera elektroder (20), som skjuter ner i behållaren åtminstone till tapphylsans (31) nivå, ett kylmedelsfördelningssystem (ZH) omgivande be- hållaren pära dess övre ände och försett med flera utlopp (25) riktade mot sidoväggens utsida för att leda en fri- rinnande kontinuerlig film av kylmedel nedåt över sido- väggens yta, så att ett fruset skikt av smälta oxidför- eningar bildas intill sidoväggens insida, och en med tapp- hylsans yttre ände (33) samverkande flödesreglerventil (36).

5. Ugn enligt patentkravet H, k ä n n e t e c k n a d avatt hylsan (31) innefattar en yttre vattenmantel och innerfoder (3H) av kol.

6. Ugn enligt patentkravet H, k ä n n e t e c k n a d 'av att bottnen (11) är fodrad med eldfast material och att en andra tapphylsa (37") sträcker sig genom sidoväggen (12) och är anordnad vid eller nära den eldfasta bottnens (11) nivå.