SE501964C2 - Elektroreduktionsugn - Google Patents

Description

501 964 2 strömflöde mellan de enskilda elektroderna i beroende av den aktuella strömfasen. Kopplingsmässigt föreligger här en triangel- koppling.

Kopplingsmässigt föreligger samma situation om elektroderna doppas ned i ett smält bad. Slaggvolymerna under elektroderna i riktning mot ugnsbadet och mellan elektroderna bildar ström- vägarna och åstadkommer därmed uppvärmningsmekanismen.

Ugnar med den ovan nämnda uppvärmningsmekanismen finner talrik användning i stålverk.

Genom DE-AS 10 50 464 är en ljusbågugn känd, vid vilken ugnens kärlform är anpassad till de enskilda elektrodernas verkningsom- råden. Av nackdel vid denna konstruktion är den komplicerade utformningen både av den mekaniska och den eldfasta delen av ugnen.

Genom DE-PS 97 37 15 är en trefas-reduktionsugn känd, vilken uppvisar sex elektroder, av vilka fem är anordnade i en cirkel och en är anordnad i cirkelns medelpunkt. Av nackdel vid denna anordning är att å ena sidan två tillkommande elektroder med ringa avstånd till ugnsväggen används, vilka åstadkommer en hög termisk belastning av ugnsbeklädnaden, och att å andra sidan samtidigt en genom elektriskt strömflöde framkallad kemisk sönderdelning av det eldfasta materialet framkallas härav. Denna sönderdelning av det eldfasta materialet är känd och anges av tillverkarna av de olika eldfasta massorna i enheten kg per amperetimme.

Föreliggande uppfinning syftar till förbättring av utnyttjandet av härdens yta vid samtidig utjämning av förslitningen av ugnens beklädnad. Enligt uppfinningen löses detta syftemål därigenom, att~parallellt med elektroderna förda tillkommande stjärnpunkts- elektroder är anordnade mellan 'varje par av elektroder och ugnskärlets vägg, vilka tillkommande elektroder står i förbindel- se med ugnens inre beklädnad. 501 964 Genom anordnande av de tillkommande st j ärnpunktselektroderna fogas ytterligare stjärnkopplingar till den redan kopplings- mässigt förekommande triangelkopplingen och stj ärnkopplingen.

På fördelaktigt sätt anordnas de tillkommande stjärnpunkts- elektroderna i det hitintills föga utnyttjade området mellan ugnens vägg och varje par av elektroder. En del av den elektriska strömmen kommer att flyta från elektroderna till de tillkommande stj ärnpunktselektroderna. Följden härav är en bättre ström- fördelning i beskickningen och/eller smältan och sålunda ett förbättrat utnyttjande av ytan. Den elektriska strömmen kon- centreras därvid ej längre uteslutande i området för elektroder- na, vilket leder till en reducering av den kemiska inverkan på det eldfasta materialet i ugnens vägg. Följden härav är minskad ugnsförslitning och sålunda lägre driftskostnader samt reducering av iståndsättningsinsatsen och bättre utnyttjande av driftsmedel .

Så länge som uppvärmningsmekanismen ej störs kan elektroreduk- tionsugnen drivas med lägre effekt vid samma utbyte med fördelar för den elektriska och termiska belastningen både av elektroderna och av ugnens inre beklädnad. Vid samma elektriska effekt består möjligheten att förbättra elektroreduktionsugnens produktivitet genom ökning av den avgasande aktiva ytan eller att därvid ytterligare öka den termiska samt kemisk/ fysikaliska belastningen av de redan högbelastade ställena.

En väsentlig fördel med den genom de tillkommande stjärnpunkts- elektroderna åstadkomna strömfördelningen är möjligheten att använda en beskickning som förutom mineralet uppvisar reduktions- medel med fin kornighet. I synnerhet bricketter och pellets med inbundet kol, som bildar strömförande banker mellan elektroderna, kan med fördel användas, eftersom ytterligare banker, dvs. “rmetallurgiskt aktiva volymer uppstår genom de tillkommande stjärnpunktselektroderna. 501 964 4 De tillkommande stjärnpunktselektroderna och varje par av enskilda elektroder bildar en likbent triangel. Härigenom säkerställas att elektroderna belastas likformigt och att de hitintills döda zonerna genomflytes av ström. Detta gäller både för det runda byggsättet och för den rektangulära ugnen. Därvid förstöras kupolvolymen vid användning av separerad beskickning; vid förberedd beskickning av fint material ökas antalet banker.

Vid öppna ugnar kan de tillkommande stjärnpunktselektroderna fästas vid ugnkärlets kant. Vid slutna ugnar kan ugnslocket utformas såsom hållaranordning för de tillkommande stjärnpunkts- elektroderna. Vid detta byggsätt uppvisar strömtillförseln en lösbar stickförbindning. På enkelt konstruktivt sätt kan strömtilledningarna föras från de tillkommande stjärnpunkts- elektroderna till stjärnpunkten, dvs. stjärnpunktskontakt- elektroderna. Hållarna är konstruktivt så utformade, att en efterledning av de tillkommande stjärnpunktselektroderna i riktning mot smältan är genomförbar.

St j ärnpunktskontaktelektroderna är anordnade i området för ugnens botten. Härigenom uppnås att å ena sidan en god kontakt erhålles med smältan över ugnsbottnens eldfasta beklädnad, och à andra sidan att inga hinder uppträder: i själva ugnsbottnen för eventuella andra metallurgiska arbeten. Vid användning av tre (eller flera) kontaktelektroder kan dessa anbringas i mindre kritiska områden av ugnskärlet, nämligen i ugnens vägg strax ovanför ugnens botten.

Exempel på uppfinningen visas i ritningen. I denna visar fig. l en sidovy av ugnen, fig. 2 en vy uppifrån vid runt byggnadssätt av ugnskärlet, fig. 3 en vy uppifrån vid rektangulärt byggsätt av'ugnskärlet, och 501 964 fig. 4 ett schema av de olika kopplingstillstanden.

Fig. 1 visar ugnen 10 med ugnsmanteln 13. Ugnen 10 uppvisar ugnsbottnen 12 och ugnsväggen 11 med den.eldfasta beklädnaden 14.

Kärlöppningen tillsluts genom locket 15.

Genom locket 15 skjuter de av elektrodhállaranordningen 28 uppburna elektroderna 20 in i ugnen 10, vilka elektroder står i elektrisk förbindelse med energiförsörjningsanläggningen 27, nämligen via strömledningarna 24 till 26 mellan elektroderna 21 till 23 och energiförsörjningen RST.

I området mellan tvâ elektroder 20 och ugnsväggen 11 är tillkom- mande stjärnpunktselektroder 31 till 33 anordnade, vilka stàr i elektrisk förbindelse med ugnens beklädnad 14. Den i den högra kärlhalvan visade tillkommande stjärnpunktselektroden 33 är direkt förbunden med ugnens beklädnad 14. Den i den vänstra kärlhalvan visade tillkommande stjärnpunktselektroden 31 skjuter in i ugnskårlet och uppbäres av hállaranordningen 40, 41 för den tillkommande stjärnpunktselektroden. Den tillkommande stjärn- punktselektroden 31 står via strömledningen 34 med stjärn- punktskontaktelektroden 37, som skjuter in i ugnens botten 12, i elektrisk förbindelse med ugnens beklädnad 14.

Vid hàllaren 40, 41 för den tillkommande stjärnpunktselektroden är eftersättningsanordningen 45 anordnad. I beroende av den av eftersättningsanordningen 45 ástadkomna rörelsen av den tillkom- mande stjärnpunktselektroden år den vägen utjämnande ström- ledningen 46 anordnad.

Fig. 2 visar en vy uppifrån av den likbenta anbringningen aab av elektroderna 21 till 23 och de tillkommande stjärnpunktselektro- derna 31 till 33. Hàllaren (här 43) av den tillkommande stjärn- punktselektroden skyddas genom en värmesköld 44 mot stràlnings- värme. 501 96.4 6 Pig. 3 visar anbringningen av de tillkommande stjärnpunkts- elektroderna 31 till 33 vid rektangulärt byggsätt av ugnskärlet.

De i rad anordnade elektroderna 21 till 23 uppvisar pá vardera sidan en rad av tillkommande stjärnpunktselektroder 31 till 33.

Ugnen 10 innefattar en ugnsmantel 13 och en ugnsbeklädnad 14. De tillkommande stjärnpunktselektroderna 31 till 33 är anordnade i området mellan elektroderna 21 till 23 och ugnskärlets vägg ll.

Fig. 4 visar schematiskt de olika kopplingstillstànden.

Elektroderna 21 till 23 år över (icke visade) kupoler resp. banker förbundna med smältan. En stjårnkoppling föreligger med medelpunkten Mp.

Kupolerna samt även bankerna för de enskilda elektroderna 21 till 23 star dock samtidigt i förbindelse med varandra. I detta fall föreligger en triangelkoppling RST (21 till 23).

Mellan de tillkommande stjärnpunktselektroderna 31 till 33 vid varje par av elektroder 21, 23; 21, 22: 22, 23 uppstår också bryggor resp. kupoler, så att en triangelkoppling kommer att föreligga här.

De tillkommande stjärnpunktselektroderna 31 till 33 är via strömledningar förbundna med st j ärnpunktskontaktelektroder, vilka skjuter in i ugnens beklädnad eller står i direkt kontakt med ugnens botten (jfr. fig. 1). Här föreligger kopplingsmåssigt en stj ärnkoppling med medelpunkten Mp (Mp ' ) .

Claims (12)

501 964 PATENTKRAV
1. l. Elektroreduktionsugn med ett en eldfast inre -beklädnad uppvisande ugnskärl och 'till en 'trefas-energiförsörjningsan- läggning anslutna, i ugnskärlet inskjutande elektroder, k ä n - n e t e c k n a d av att i omrâdet mellan varje par av grannelektroder (21-22, 22-23, 23-21) och ugnskärlets vägg (ll) parallellt till elektroderna (21-23) förda tillkommande stjärn- punktselektroder (31-33) är anordnade, vilka står i elektrisk förbindelse med ugnens beklädnad (14), varigenom en förbättring av utnyttjandet av härdens yta vid samtidig utjämning av förslitningen av ugnens beklädnad uppnås.
2. 2. Elektroreduktionsugnenligtkrav1,k ä n n e t e c k n a d av att varje par av grannelektroder (23 och 21, 21 och 22, 22 och 23) och en tillkommande stjärnpunktselektrod (31, 32, 33) är anordnade så att de bildar en likbent triangel (a, a, b) i det plan som är vinkelrätt mot elektrodsänkningsriktningen.
3. 3. Elektroreduktionsugnenligtkrav2,k ä n n e t e c k n a d av att de tillkommande stjärnpunktselektroderna (31, 32, 33) är lösbart fästa i ugnens botten (12).
4. 4. Elektroreduktionsugnenligtkrav2,k ä n n e t e c k n a d av att de tillkommande stjärnpunktselektroderna (31, 32, 33) kan anbringas på hållare (41, 42, 43).
5. 5. Elektroreduktionsugn enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att hållarna (41 till 43) kan fästas vid en hållare (40) för tillkommande stjärnpunktselektroder.
6. 6. Elektroreduktionsugn enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att hållarna (40) för tillkommande stjärnpunktselektroder utgör en del av locket (15).
7. 7. Elektroreduktionsugnenligtkrav4,k ä n n e t e c k n a d av att hållarna (41 till 43) kan fästas på ugnens mantel (13). 501 964 f
8. 8. Elektroreduktionsugnenligtkrav7,k:ä n n e t e c k n a d av att den mot ugnens botten (12) vända sidan av hállarna (41 till 43) är utformad såsom värmesköld (44).
9. 9. Elektroreduktionsugn enligt kraven 6 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d av att hállarna (41 till 43) pà den från ugnens botten (12) vända sidan är utformade såsom páfyllningsanordning (45).
10. 10. Elektroreduktionsugn enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att de tillkommande stjärnpunktselektroderna (31, 32, 33) kan anslutas till strömledningar (34 till 36), vilka utanför ugnen är förda till stjärnpunktskontaktelektroder (37).
11. 11. Elektroreduktionsugn enligt krav 10, k ä n n e t e c k - n a d av att stjärnpunktskontaktelektroderna (37) är anordnade i området för ugnens botten (12).
12. 12. Elektroreduktionsugn enligt krav' 9 och ll, k ä n n'e - t e c k n a d av att strömledningarna (34 till 36) står i förbindelse med strömtillförselanordningar (46), vilka är kombinerade med pàfyllningsanordningarna (45).