NO802265L

NO802265L - Anordning ved elektrotermisk smelteovn.

Info

Publication number: NO802265L
Application number: NO802265A
Authority: NO
Inventors: Harald Krogsrud
Original assignee: Elkem Spigerverket As
Priority date: 1980-07-25
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1982-01-26
Also published as: FR2487625A1; DE3127410A1; FR2487625B1; JPS5753093A; AU542369B2; AU7346481A; US4438516A; ZA814598B; PH17701A; BR8104581A; NZ197835A; CA1169454A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en holder, særlig egnet for selvbrennende elektroder i en elektrisk smelteovn hvor holderen er bevegbart opphengt i en opphengningsanordning. Holderen omfatter et flertall kontaktbakker som presses mot elektroden ved hjelp av trykkanordninger og et utvendig rundt trykkanordningene anbragt mothold. Holderen er også utstyrt med anordninger for føring av strøm, kjølevæske og/eller trykkmedium.

Ved konstruksjoner av denne art fordres en løsning som gir god elektrisk kontakt mellom holder og elektrode, hvor den tilførte strøm i størst mulig grad fordeles jevnt inn i elektroden. Dessuten fordres en løsning som mu-liggjør kontrollert slipping av elektroden, hvor mulighetene for ukontrol-lert slipping er eliminert/redusert. I tillegg fordres også en løsning som er så driftssikker, billig i fremskaffing og i drift, og så enkel å vedlikeholde som mulig. I de tilfeller hvor elektroden er av den selvbrennende typen må elektroden omgis av en jernmantel slik at tjære, bek og flyktige bestanddeler i den rå elektrodemassen ikke uten videre kan unnslippe under brenningen.

For å tilveiebringe god elektrisk kontakt benyttes kontaktbakker som omslutter elektroden og som presses mot elektrodemantelen for tilveiebringelse av tilstrekkelig elektrisk kontakt. Slike konvensjonelle kontaktbakker har vanligvis en vertikal utstrekning fra 800 - 1000 mm. Bakkenes såkalte trykk-punkt mot elektroden ligger i den undre halvdel av bakkene for at denne skal få det høyeste kontakttrykk der strømmen går over i elektroden. Bakkene er hindret mot inntrykning ved sin øvre ende der elektrodemassen ennå ikke er bakt.

Den selvbrennende elektrode, eller "Søderberg"-elektroden består av en jernmantel som massen fylles i . Denne mantel er sammensatt av et antall ribber som er med på å lede strømmen inn i elektrodemassen som bakes etter hvert som elektroden senkes ned gjennom elektrodeholderen og ned i ovnen. Elektrodemantelen må være væsketett, slik at flytende tjære, bek eller lignende bindemidler ikke renner ut av elektroden ved oppvaming av massen.

De tradisjonelle holdere som i og for seg fungerer bra har imidlertid visse ulemper i forbindelse med tilvirkning eller vedlikehold. Videre er mulig-heten for å kunne regulere/styre bakehastigheten og beliggenheten av bakesonen svært begrenset. I tillegg skaper nærværet at stålet i stålmantel problemer i forbindelse med for eksempel fremstilling av Si-metaller, i og med at mantelen smelter og går over i det produserte metall og forurenser dette.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en selvbrennende elektrode og en holder for slike elektroder hvor man ikke nødvendigvis er avhengig av en omgivende stålmantel. Videre er formålet å tilveiebringe en løsning som er fleksibel i bruk og som med enkle midler kan tilpasses forskjellige elektrodesystem.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er dette tilveiebragt ved å benytte kontaktbakker som i det minste strekker seg opp til området hvor den rå elektrodemasse er upåvirket av nedsmeltingsvarmen, idet det rundt elektroden, utenpå kontaktbakkene, er anordnet et sylindrisk legeme som strekker seg oppover fra området for trykkanordningene. Hver kontaktbakke er glidbart opplagret mot det sylindriske legemes innerflate, og hver kontaktbakke er opphengt separat og kan beveges individuelt i forhold til hverandre og i forhold til det omsluttende sylindriske legeme.

Ifølge én utførelsesform strekker det. sylindriske legeme seg opp forbi

det område hvor den rå elektrodemassen er upåvirket av varmen fra ovnen. Kontaktbakkene og eventuelt det omsluttende sylindriske legeme strekker

seg fortrinnsvis opp til et nivå som tilsvarer nivået hvor rå elektrodemasse tilføres elektroden. Kontaktbakkene kan med fordel ha en slik lateral utstrekning at kontaktbakkene danner et i vertikal retning oppdelt sylindrisk legeme som helt omslutter elektroden og som ligger tett an mot denne.

Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform er det omsluttende legeme avsluttet nedad på et nivå over trykkanordningene. Det omsluttende sylindriske legeme er fritt understøttet av kontaktbakkene, hvorved en bevegelse av en eller flere kontaktbakker vil resultere i tilsvarende bevegelse av det omsluttende sylindriske legeme.

Kontaktbakkenes nedre del har fortrinnsvis en nedover i sideveis retning avtagende utstrekning. Lengden på den avtagende del strekker seg nedover i det minste fra området hvor påvirkningen av det radielt påførte kontakttrykk fra bakkene er neglisjerbart.

For styring av kontaktbakkene er det omsluttende sylindriske legeme og/ eller kontaktbakkene utstyrt med samvirkende organ for styring av kontaktbakkenes bevegelse i forhold til det omsluttende sylindriske legeme. Styringsorganene kan for eksempel omfatte en sliss i veggen i det sylinderformede legeme samt en tapp, bolt eller lignende på kontaktbakken, hvilken tapp^bolt eller lignende er beregnet på å ligge glidbart an mot sylinderlegemet i slissen. Ifølge én særlig foretrukket utførelsesform er det på holderens innside mellom de langstrakte bakkene og elektroden anordnet en væsketett folie som omslutter elektroden. Folien kan for eksempel være dannet av aluminium, syntetisk tekstil eller annet kjent materiale.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en løsning hvor kontaktbakkene hver har en lengde som tilsvarer lengden på el3<trodemantelen i en "Søderberg"-elektrode.

Hver og en av kontaktbakkene er bevegbart opphengt via en opphengningsanordning så som for eksempel en. hydraulisk sylinder. Opphengningsanord-ningen kan aktiviseres separat eller sammen. Ved aktivisering av en eller flere opphengningsanordninger kan man oppnå individuell bevegelse av bakkene oppover langs elektrodeveggen. Eksempelvis kan man benytte en slipp-lengde av elektroden gjennom holderen på 25 mm og benytte en elektrodeholder bestående av et system med åtte kontaktbakker. Å løfte en av bakkene 25 mm individuelt vil gi samme, virkning som at elektroden har sluppet 25 mm gjennom holderen.

Et slikt doseringssystem som individuelt løfter en kontaktbakke i forhold til de andre kontaktbakkene, vil ved kopling til et datasystem kunne være med på å bestemme beliggenheten av bakesonen i elektroden. Dette fordi strømmen som via kontaktbakkene går gjennom elektroden er den faktor som bestemmer bakehastigheten. Ved å trekke en eller flere bakker oppover i elektroden i forhold til de nederste bakker som klemmer mot ferdigbakt masse, vil styring av et slikt system kunne gi forskjellig bakehastighet. Denne mulighet til individuell bevegelig posisjon av kontaktbakkene rundt elektroden, åpner perspektiver for kontroll av elektrodens bakeforhold av hittil ukjent størrelse.

I et system med elektroden i trekant oppstår på grunn av strømforholdene

ofte en skjev baking i elektrodene, noe som gir uheldig termiske spenninger. Dette kan nå elimineres ved at man kan gi bakkene forskjellig høydeposisjon.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er kontaktbakkene forlenget oppover slik

at bakkene fortrinnsvis sammen med folie kan erstatte den tidligere benyttede elektrodemantel. Hver bakke har fortrinnsvis en lengde på 5 - 6 meter.

De forlengede bakkers indre flater er slik tilvirket og formet at de tilsammen fullstendig danner en omsluttende bearbeidet glatt sylindrisk flate med innvendig diameter i alt vesentlig tilsvarende elektrodens utvendige diameter. Hver og en av disse bakker er festet og vertikalt styrt i en sliss i den omsluttende sylinder, således at hver og en kontaktbakke kan bevege seg for eksempel 250 mm oppover i forhold til en som ikke har beveget seg oppover i det hele tatt. Den relative bevegelse vertikalt av den omsluttende sylinder er også for eksempel maksimalt 250 mm. Den bakke som til enhver tid får beskjed om å bevege seg oppover i forhold til noen som helst annen bakke vil uavhengig av de andre løfte den omsluttende sylinder den samme lengde som den samme bakke løfter seg.

I dette system har nå bakken overtatt den tidligere elektrodemantels funksjon angående sylinderform og mekanisk styrke mot elektrodemassetry-kkinnenfra. Denne sylinder er imidlertid ikke væsketett. Derfor må sylinderen

hvis stålmantel ikke benyttes, utstyres med en væsketett folie eller

tynn plate av metall, syntetisk tekstil eller annet kjent materiale.

Et ribbesystem av forskjellige utførelser kan selvfølgelig fortsatt benyttes. Det er heller intet i veien for å benytte den tradisjonelle elektrodemantel, om dette er ønskelig.

Det vesentlige er imidlertid å fremskaffe en jernfri "Søderberg"-elektrode.

Den mulighet ved individuell vertikal beliggenhet av kontaktbakkene styrt

av bakesonen skulle eliminere nødvendigheten av ribber. Med en væsketett folie av ikke-jern materiale skulle denne elektrode være en realitet.

Dette innebærer at smelteovner for silisium-metall kan drives med "Søder-berg"-elektroden uten at metallet forurenses av jern tilført via elektroden. For øvrig er det en enorm besparelse å benytte denne holder ved jernfrie elektroder på alle ovner.

En foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor}

figur I viser et vertikalsnitt gjennom en halvdel av en elektrode med en holder ifølge foreliggende oppfinnelse

figur II viser et vertikalt oppriss av en elektrode med holder ;

figur III viser et horisontalsnitt gjennom elektroden, holderen og et kjøleskjold, sett langs linjen III-III på figur I, og

figur IV viser et horisontalt oppriss av ruller med folier, plassert ved elektrodens øvre ende.

Figur I viser et vertikalsnitt gjennom en halvdel av en elektrode 1 med elektrodeholder 2. Elektrodeholderen 2 omfatter et flertall langs elektro— dens periferi anbragte kontaktbakker 3 som ved hjelp av dertil egnede trykkorgan 4 presses mot elektroden 1 for tilveiebringelse av tilstrekkelig elektrisk kontakt. Som mothold for trykkorganet 4 benyttes ifølge foreliggende oppfinnelse et utfra og rundt elektroden 1 anbragt skjold 5. Dette skjoldet 5 er stasjonært anbragt i forhold til elektroden 1, og utgjør en integrert enhet med et gasstett hvelv 6 eller en røkhette.

Kjølesjoldet 5 har en vertikal utstrekning og er slik plassert i forhold til hvelvet 6 at skjoldet 5 strekker seg ned i ovnen til et nivå som ligger under det området hvor kontaktbakkene 3 er beregnet på å beveges.

Et flertall strømførende skinner 7 er anbragt vertikalt på kjøleskjoldets 5 innside. Skinnene 7 er elektrisk isolert mot kjølesjoldet 5 ved hjelp

av isolerende anordninger indikert med henvisningstallet 8. Skinnene 7 har en vertikal utstrekning som i alt vesentlig tilsvarer den utstrekning kontaktbakkene 3 forventes å beveges i forhold til kjøleskjoldet 5 i driftstilstand. Ved sin øvre ende er skinnene forbundet med strømførings— nettet (ikke vist) ved hjelp av strømoverføringsskinner 9. Strøm ledes fra skinnen 7 til kontaktbakkene 3 gjennom en glidekontakt 10. Glidekontakten 10 står på sin side i forbindelse med trykkanordningen 4. Kontaktbakken 3 samt glidekontakten 10 får kontakttrykk fra felles trykkanordning 4. Kontaktbakkene 3 er opphengt i en ramme 13 ved hjelp av dertil egnede opphengningsorgan 11.

Kontaktbakkene 3 og trykkanordningen 4 er utstyrt med tilførselsled-ninger med tilførsel av kjølevann og/eller trykkmedium. Da dette i midlertid ikke utgjør en del av foreliggende oppfinnelse er disse konstruksjoner ikke vist på figuren. Kjølesjoldet 5 er ved sin øvre ende utstyrt med en gasstett foring 12 mot elektrodeholderen 2.

Kontaktbakkene 3 ifølge foreliggende oppfinnelse strekker seg i det minste opp til området hvor den den rå elektrodemasse er upåvirket av nedsmeltningsvarmen, idet det rundt elektroden 1, utenpå kontaktbakkene 3, er anordnet et sylindrisk legeme 14 som strekker seg oppover fra området for trykkanordningene 4. Hver kontaktbakke 3 er glidbart opplagret mot det sylindriske legemes 14 innerflate, og hver kontaktbakke 3 er opphengt separat via hvert sitt opphengningsorgan 11 og kan beveges individuelt i forhold til hverandre og i forhold til det omsluttende sylindriske legeme 14. Kontaktbakkene 3 og eventuelt det omsluttende sylindriske legeme 14 strekker seg fortrinnsvis opp til et nivå som tilsvarer nivået hvor rå elektrodemasse tilføres elektroden. Kontaktbakkene 3 kan med fordel ha en slik lateral utstrekning at kontaktbakkene danner et i vertikal retning oppdelt sylindrisk legeme som helt omslutter elektroden og som ligger tett an mot denne. Det omsluttende sylindriske legeme 14 er fritt understøttet av kontaktbakkene 3, hvorved en bevegelse av en eller flere kontaktbakker vil resultere i tilsvarende bevegelse av det omsluttende sylindriske legeme 14.

Kontaktbakkenes 3 nedre del har fortrinnsvis en nedover i sideveis Setning avtagende utstrekning. Lengden på den avtagende del strekker ség nedover i det minste fra området hvor påvirkningen av det radielt påførte kontakttrykk fra kontaktbakkene 3 er neglisjerbart. Av praktiske grunner kan kontaktbakkene 3 med fordel være sammensatt av en øvre og en nedre del. De to delene kan være forbundet ved hjelp av flenser 15 eller lignende. Flensene 15 kan med fordel fungere som understøttelse for det omliggende sylindriske legeme 14. Ved sin øvre ende kan kontaktbakkene 3 være utstyrt med en utadvendende traktformet del.

For styring av kontaktbakkene 3 er det omsluttende sylindriske legeme 14 og/eller kontaktbakkene 3 utstyrt med samvirkende organ for styring av kontaktbakkenes bevegelse i forhold til det omsluttende sylindriske legeme 14. Styringsorganene kan for eksempel omfatte en eller flere slisser 17 i veggen i det sylinderformede legeme 14 samt en tapp, bolt eller lignende 18 på kontaktbakken 3, hvilken tapp, bolt eller lignende 18 er beregnet på å ligge glidbart an mot sylinderlegemet 14 i slissen 17.

På holderens innside mellom de langstrakte bakker 3 og elektroden 1 kan det være anordnet en væsketett folie 19 (ikke vist på figur I) som omslutter elektroden 1. Folien 19 kan for eksempel være dannet av aluminium, syntetisk tekstil eller annet kjent materiale. Folien 19 er rullet opp på ruller 20 plassert på nivå ved elektrodens øvre ende. Antallet folier 19 avpasses etter elektrodens omkrets, slik at foliene 19 overlapper hverandre. Foliene kan for eksempel sveises sammen slik at det tilveie-bringes en tett strømpe, hvori rå elektrodemasse anbringes.

Som tidligere anført er hver og en av kontaktbakkene 3 bevogbart opphengt via en opphengningsanordning 11, så som for eksempel en hydraulisk sylinder. Opphengingsanordningene 11 kan aktiveres separat eller sammen. Ved aktivisering av en eller flere opphengningsanordninger 11 kan man oppnå individuell bevegelse av bakkene 3 oppover langs elektrodeveggen. Eksempelvis kan man benytte en slippelengde av elektroden gjennom elektroden på 25 mm og benytte en elektrodeholder bestående av et system med åtte kontaktbakker 3. Å løfte en av bakkene 3 25 mm individuelt vil gi samme virkning som at elektroden har sluppet 25 mm gjennom holderen. Den bakke 3 som enhver tid får beskjed om å bevege seg oppover i forhold som noen som helst bakke 3 vil uavhengig av de andre løfte den omsluttende sylinder 14 den samme lengde som bakken 3 løfter seg.

Claims

1. Holder for selvbrennende elektroder i en elektrotermisk smelteovn hvor holderen omfatter et flertall kontakbakker som presses mot elektroden ved hjelp av trykkanordninger og et utvendig rundt trykkanordningene anbragt mothold, hvilken holder også er utstyrt med anordninger for fø ring av strøm, kjølevæske og/eller trykkmedium, karakterisert ved at kontaktbakkene i det minste strekker seg opp til området hvor den rå elektrodemasse er upåvirket av nedsmeltingsvarmen, at det rundt elektroden utenpå kontaktbakkene er anordnet et sylindrisk legeme som strekker seg oppover fra området for trykkanordningene, mot hvilken sylindriske legemes innerflater hver kontaktbakke er glidbart o <p> plagret, og at hver kontaktbakke er opphengt separat og kan beveges individuelt i forhold til hverandre og i forhold til det omsluttende sylindriske legeme.

2. Holder som angitt i krav 1, karakterisert ved at det sylindriske legeme strekker seg opp forbi det området hvor den rå elektrodemasse er flytende.

3. Holder som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at kontaktbakkene og eventuelt det omsluttende legeme strekker seg opp til et nivå som tilsvarer nivået hvor rå elektrodemasse tilfø res elektroden.

4. Holder som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at kontaktbakkene har en slik lateral utstrekning at kontaktbakkene danner et i vertikal retning oppdelt sylindrisk legeme som tilsammen omslutter elektroden.

5. Holder som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at det omsluttende legeme er avsluttet nedad på et nivå i området for bakesonen over trykkanordningene.

6. Holder som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at det omsluttende, sylindriske legeme er fritt understøttet av kontaktbakkene, hvorved en bevegelse av en eller flere kontaktbakker vil resultere i tilsvarende bevegelse av det omsluttende sylindriske legeme.

7. Holder som angitt i krav 4, karakterisert ved at kontaktbakkenes nedre del har en nedover i sideveis retning avtagende utstrekning.

8. Holder som angitt i krav 7, karakterisert ved at den avtagende del av kontaktbakkene strekker seg nedover i det minste fra området hvor påvirkningen av det radielt påførte kontakttrykk fra. bakkene er neglisjerbart.

9. Holder som angitt i krav 1-8, karakterisert ved dt det omsluttende sylindriske legeme og/eller kontaktbakkene er utstyrt med organ for styring av kontaktbakkenes bevegelse i forhold til det omsluttende sylindriske legeme.

10. Holder som angitt i krav 9, karakterisert ved at styringsorganene omfatter en sliss i veggen i det sylinderformede legeme samt en tappå bolt eller lignende på kontaktbakken, hvilken tapp, bolt eller lignende er beregnet på å ligge glidbart an mot sylinderlegemet i slissen.

11. Holder som angitt i krav 1-10, karakterisert ved at det på holderens innside mellom de langstrakte bakker og elektroden er anordnet en væsketett folie som omslutter elektroden, hvilken folie fortrinnsvis er dannet av aluminium, syntetisk tekstil eller annet kjent materiale.