Mémoire descriptif déposé à l'appui de la demande de brevet pour :
FOUR DE FUSION A CHAUFFAGE ELECTRIQUE DESTINE A DES MATIERES MINERALESAGRESSIVES PRESENTANT UNE COURBE DE VISCOSITE A FORTE PENTE.
La présente invention concerne un four de fusion à chauffage électrique destiné en particulier à la fusion de ma-
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de viscosité à forte pente, constitué par une maçonnerie en matériaux réfractaires soutenue par une charpente et comportant des électrodes pour amener de l'énergie électrique au bain fondu ainsi que des moyens pour déposer une composition fusible
sur le bain de fusion.
Depuis longtemps, des matières minérales et en particulier des verres subissent une fusion dans des cuves de fusion opérant sous un chauffage électrique intégral. Ces cuves de fusion qualifiées de caves classiques présentent cependant l'inconvénientqu'elles ne permettent pas de traiter des bains fortement agressifs, par suite de leur construction et qu'en particulier il n'est pas possible de fondre des mélanges qui présentent un point de fusion relativement élevé et qui de plus se caractérisent par une conductivité relativement faible et par une courbe de viscosité à très forte pente.
On entend par courbe de viscosité à forte pente, le fait que des modifications de température réduites entraînent des modifications de viscosité importantes, c'est-à-dire que contrairement aux verres classiques, les valeurs de viscosité se modifient pour atteindre un état très fluide déjà sous l'influence d'accroissement de température très réduit. Un autre inconvénient des mélanges du type mentionné consiste dans le fait qu'on ne peut pas avoir recours à des techniques de fusion purement classiques c'est-à-dire avec chauffage par brûleurs, du fait que les possibilités de rayonnement sont très faibles; ceci a pour conséquence que pour des épaisseurs de couches faibles inférieures à 10 cm, il se produit déjà une absorption prononcée du rayonnement et que les couches inférieures ne sont pas par conséquent suffisamment chauffées.
La présente invention vise par conséquent à fournir une cuve de fusion pour la fusion des mélanges précités difficilement fusibles, et qui permet en particulier de réaliser la fusion d'un mélange de cendres volantes, de chaux et éventuellement de sable, qui subit ultérieurement un frittage.
Il convient qu'un four selon l'invention soit particulièrement bien adapté aux exigences qui lui sont imposées et qu'il soit possible, malgré l'agressivité du bain de fusion de réaliser une durée de vie suffisamment prolongée; malgré le rapport viscosité-température défavorable, il doit être aussi possible de réaliser une profondeur de bain de fusion suffisante et un prélèvement régulier de la masse fondue. Des mélanges de la composition précitée tels que par exemple ceux qui selon le brevet allemand 2 122 027 sont transformés ultérieurement
en ciment après leur fusion, étaient considérées jusqu'à présent comme non fusibles à l'échelle industrielle. Un but particulier que s'assigne l'invention est par conséquent de fournir un four de fusion qui rend économiquement possible la fusion à l'échelle industrielle, l'exploitation du four étant suffisamment sûre pour que du personnel non entraîné puisse l'utiliser dans les pays en voie de développement, malgré que la composition du mélange à fondre puisse être différente de cas en cas.
Le but ainsi visé est résolu dans un four du type mentionné ci-dessus du fait que des électrodes présentant une longueur relativement importante pénètrent dans le bain de fusion, qu'au milieu de la cuve de fusion, est disposée une sortie d'écoulement pourvue d'une gorge centrale qui pénètre vers le haut dans le bain et dont le bord supérieur s'étend en dessous de la surface du bain à proximité de celle-ci et que la charpente montée sur des rouleaux peut, ensemble avec la maçonnerie du four, tourner autour d'un axe vertical, tandis que la voûte du four est fixe et comporte des moyens disposés radialement pour 1\introduction de la composition fusible.
Avantageusement, le four présente en plan la forme
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tés, et, en vue de créer une zone périphérique plus froide de la charge du four afin de préserver le matériau de revêtement, la paroi du four dans la zone du bain de fusion peut, de bas en haut, être inclinée vers l'extérieur et au-dessus du bain de fusion peut s'étendre ensuite verticalement.
Pour éviter une corrosion trop importante dans la zone de la sortie d'écoulement c'est-à-dire dans la zone où la matière fondue est prélevée, cette zone présente dans sa partie
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térieur vers l'intérieur, qui se terminent au-dessus sous la sur-
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traie s'étendent jusqu'à la hauteur de la voQte.En dessous de
la sortie d'écoulement, on peut disposer des brûleurs à gaz ou
à huile , dont les gaz de combustion peuvent circuler vers le haut dans la gorge centrale. Selon une autre forme d'exécution, on peut disposer des éléments chauffants suspendus dans la gorge centrale.
Afin d'éviter des zones chaudes dans les zones périphériques, les électrodes sont avantageusement glissées dans le fond de la cuve et sont disposées en au moins deux anneaux concentriques par rapport à la sortie d'écoulement à distance importante de celle-ci et de la paroi extérieure.
Lorsque la voûte est fixe, elle peut avantageusement comporter des ouvertures et des moyens de chargement disposés radialement . Les électrodes peuvent alors aussi être placées dans la voûte.
Le principe de cette voûte tournante est décrit en détail dans la demande de brevet européen 78 200 395.8, au nom
de Sorg GmbH & Co.KG, et une description détaillée n'est par conséquent pas nécessaire.
L'invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple d'exécution préféré de l'invention, en regard des dessins annexés. Ceux-ci illustrent ce qui précède et représentent
- Figure 1, une vue schématique du four selon l'invention en coupe verticale;
- Figure 2, une coupe schématique dans le four de la figure 1 dans un plan horizontal et
- Figure 3, une coupe schématique semblable à celle de la figure 1, mais avec des électrodes placées dans la voûte.
La cuve de fusion selon l'invention pour ce qui concerne essentiellement les parties de paroi qui entrent en contact avec le bain de fusion ou le mélange ramolli, est constitué en blocs de chrome - magnésie, dans le cas où l'on n'utilise pas des blocs d'oxyde de chrome. Il est apparu que ces matériaux lorsqu'ils ne sont pas soumis à l'influence d'une température
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sante pour réaliser une exploitation satisfaisante du four.
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des électrodes par rapport aux parois soit de toute manière suffisamment importante pour garantir qu'il se forme à la paroi
un produit fondu figé ou un verre figé et éventuellement même
une phase cristallisée.
Dans le cadre de l'invention, le produit fondu peut être également qualifié de verre, du fait que le mélange fondu est constitué dans une grande proportion de verre.
Le processus de réalisation d'une zone froide aux parois et au-dessus du fond du four peut être entretenu du fait qu'à l'aide du mouvement de rotation relatif de la voûte et du four, la plus grande partie de la matière est introduite à la périphérie extérieure, de manière que lorsqu'un ramollissement
se produit dans la zone périphérique, la matière qui se trouve au-dessus exerce une poussée et cette zone est à nouveau remplie par de la matière non fondue.
Par suite des courbes de viscosité à forte pente du bain fondu, on a prévu en vue d'évacuer le verre, au milieu de
la cuve, une tour en blocs d'oxyde de chrome, qui est constituée de blocs individuels et qui est ensuite alésée. La tour ou
sortie d'écoulement 6 présente à proximité de la gorge centrale
7 s'étendant verticalement, un certain nombre de canaux 8 inclinés de l'extérieur vers l'intérieur en montant et débouchant dans la gorge centrale.
De cette manière, on empêche qu'une matière éventuellement non fondue soit entraînée avec le bain fondu hors de la couverture formée par la composition fusible. Il convient de noter cependant que selon l'invention, une certaine quantité de matière non fondue de l'ordre d'environ 5% au maximum peut être prélevée en même temps que le bain fondu; lorsque les canaux s'étendent à l'horizontale, on peut aussi prélever de la matière non fondue.
La construction du four de fusion selon l'invention est classique, c'est-à-dire que la maçonnerie de la paroi du four et le fond du four sont maintenus par une charpente extérieure <EMI ID=9.1>
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charpente par le repère 2. Dans le four se trouve la zone du bain de fusion 3 sur lequel la composition 4 est enfournée. Les électrodes 5 sont disposées en un ou plusieurs anneaux concentriques autour de la sortie d'écoulement 6; elles passent dans le fond du four ou dans la voûte 16 et pénètrent sur une hauteur relativement importante dans le bain de fusion.
Du fait que pour les électrodes, la zone de densité d'énergie la plus importante se trouve à leur pointe, on garantit de cette manière que la plus grande partie de l'énergie est libérée dans des zones éloignées du fond du four et des matériaux constituant la paroi et la sortie d'écoulement, ce qui a pour résultat que la température de fusion nécessairement élevée est atteinte dans ces zones et que le matériau des parois subit une protection thermique suffisante. La composition et le bain de fusion constituent par conséquent une couche protectrice dont la température va décroissante vers l'extérieur, de manière que la température des parois ne dépasse en aucun cas la valeur admissible.
La sortie d'écoulement elle-même est constituée de blocs en oxyde de chrome, et peut par conséquent subir une contrainte thermique plus élevée que les blocs en chrome-magnésie dont le fond et la paroi du four sont de préférence constitués.
Les électrodes 5. à utiliser présentent un diamètre relativement important de l'ordre de 60 à 80 mm et sont pourvues d'un refroidissement interne, ce qui est connu en soi. Le montage et la connexion des électrodes sont réalisés de manière que des électrodes voisines sont montées en phases différentes, de manière qu'un flux de courant principal s'effectue toujours d'un électrode vers sa voisine. Par cette mesure, l'énergie est pratiquement toujours libérée en anneaux concentriques afin de ne pas surcharger thermiquement la zone d'écoulement.
Pour réaliser une température de fusion suffisamment élevée du bain de fusion, la surface libre totale du bain est recouverte d'une couche de la matière 4 fondre. Afin d'emoëcher que la proportion de matière non fondue ne devienne trop importante lors du prélèvement, la gorge centrale présente les canaux inclinés précités 8, qui débouchent dans la gorge centrale 7, de manière qu'un débordement de matière ou la pénétration de la <EMI ID=11.1>
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obtient une régulation automatique de la hauteur de verre ou du bain de fusion, dans le four sans qu'un distributeur et un indicateur de hauteur de verre ne soit nécessaire.
Par le dispositif de débordement libre, il se produit uniquement un écoulement d'une quantité de matière fondue égale à la quantité de composition enfournée. La profondeur
de bain dans la cuve de fusion est pour ce faire suffisamment importante pour qu'au fond ainsi qu'aux parois soit réalisée
une phase froide, éventuellement constituée de matière cristallisée pour obtenir une couche isolante.
En disposait les électrodes en deux anneaux, on peut influencer un écoulement centrifuge ou centripète; dans le cas où les électrodes intérieures reçoivent une alimentation électrique supérieure, il se produit un écoulement important,de manière que du verre de surface soit repoussé du centre de la cuve. De cette manière, on peut dans une certaine mesure provoquer un déplacement de la composition flottante, vers le centre ou vers la périphérie.
De plus, de cette manière on peut obtenir que dans les électrodes extérieures la température soit plus basse, ce qui a pour conséquence que la matière ne subit qu'un début de fusion à ces électrodes, tandis que l'anneau d'électrode intérieur provoque la fusion finale.
Afin de pouvoir régler la température nécessaire
dans la gorge centrale 7 pour l'écoulement de la composition fondue, sans provoquer une surchauffe de la sortie d'écoulement 6, on a disposé au bas de la sortie 6 des brûleurs à gaz ou à huile qui sont disposés latéralement par rapport à la matière qui s'écoule, dans une ouverture 12 dans le revêtement réfractaire. La sortie 6 est de plus pourvue de conduites 14
dans lesquelles circule un agent réfrigérant, afin de maintenir la température dans la clage voulue. Sous une autre forme d'exécution de la sortie, des éléments chauffants 17 sont suspendus par le haut dans celle,ci.
Le four lui-même est fermé au-dessus par une voûte 16. Du fait que la partie d'écoulement se prolonge dans la voûte, on peut après avoir abaissé le niveau du bain fondu, procéder à une réparation ou une inspection de la sortie d'écoulement 6, sans aucune difficulté. Cette partie est la partie qui subit la contrainte thermique la plus importante et est par conséquent celle qui normalement doit subir les réparations ou les remplacements les plus fréquents. La voûte 16 comporte de plus, de manière en soi connue, ainsi qu'il a été décrit en détail dans la demande de brevet européen 78 200 395.8 prémentionnée, des moyens pour enfourner la composition fusible sur la surface du bain en des points souhaités et en quantité voulue.
Ces moyens sont constitués par des transporteurs d'alimentation intermédiaires et de silos à stockage, à partir desquels la composition est enfournée par des ouvertures protégées prévues dans la voûte. Le four subit un mouvement de rotation continu sur un axe vertical de manière que les ouvertures parcourent des cercles concentriques par rapport à l'axe de rotation; par un choix des rapports quantitatifs de composition dans les différentes zones circulaires, on peut réaliser une distribution quantitative souhaitée sur la masse de composition fusible qui recouvre le bain fondu. Les détails à cet effet sont expressément décrits dans la demande de brevet européen prémentionnée.
Selon l'exemple d'exécution représenté à la figure
3, les électrodes 5 sont placées dans la voûte, pénètrent du haut dans le bain de fusion et amènent de manière connue l'énergie nécessaire au bain de fusion . Les électrodes pénètrent dans le bain de fusion sur une hauteur relativement importante, mais
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du fond du four afin de ne pas faire subir à celui-ci des contraintes thermiques trop élevées . De par cette disposition, les électrodes produisent un certain effet d'agitation, ce qui favorise la fusion de la composition.
La solution représentée à la figure 1, consiste à faire tourner tout le four, la voûte 16 étant fixe. Dans ce cas, les électrodes peuvent également être placées dans la voûte 16, mais elles peuvent aussi être disposées dans le bas du four. Suivant le mode de transmission de l'énergie électrique aux électrodes, la rotation pourra être continue ou, comme déjà décrit ci-avant, le mouvement est limité à un certain angle, par exemple 180'ou 360[deg.]. Lorsque la rotation du four est alternée, on peut à nouveau utiliser des câbles flexibles, tandis que dans le cas d'une rotation continue, la transmission de courant s'effectue par des contacts à glissement sur des rails conducteurs.
La forme d'exécution la plus simple du four rotatif conforme à l'invention consiste cependant à placer les électrodes dans
la voûte fixe équipée de moyens de chargement disposés radialement. Dans ce cas, l'élément chauffant suspendu 17 est également fixe, tandis que la sortie d'écoulement 6 tourne avec le four. Cette forme de réalisation offre l'avantage que toutes les transmissions de courant et les moyens de chargement sont fixes, tandis que
le four peut tourner sans interruption. Dans ce cas, la charpente est montée sur des rouleaux ou des galets qui se déplacent sur
un rail circulaire. Le mouvement de rotation du four est provo-
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ments moteurs non représentés.
Le four selon l'invention offre pour la première fois la possiblité de provoquer la fusion de manière économique de mélanges difficiles à fondre, qui présentent une agressivité importante et qui se caractérisent par des courbes de viscosité à forte pente. De cette manière, il devient possible de fournir une matière première nouvant être utilisée dans la fabrication de ciment, au départ de cendres volantes, de chaux et éventuel,lement de sable, ou de fondre les cendres volantes pour obtenir une matière pouvant être déversée dans les terrains de décharge, sans risque pour les eaux souterraines.
Le four conforme à l'invention convient également pour l'élimination de cendres volantes,particulièrement de celles qui constituent un danger pour les eaux souterraines, en transformant par fusion les cendres volantes en une matière pouvant être déversée dans les terrains de décharge.
A cet effet, les canaux 8 ne sont pas inclinés, mais s'étendent à l'horizontale ou sont surbaissés et la composition est introduite dans la zone périphérique de la voûte, de telle aorte qu'une certaine quantité de matière non fondue est également prélevée. Cette composition ne doit pas être complètement fondue, permettant ainsi une économie d'énergie, car la matière non fondue est englobée dans celle qui est fondue.
Dans le cas d'une disposition surbaissée ou à l'horizontale des canaux comme prémentionné, les constituants difficiles à fondre ne fondent pas; par contre la composition n'est pas introduite aux alentours de la sortie d'écoulement à des distances variables, de sorte que le temps de séjour est suffisant pour ne fondre que les constituants facilement fusibles. Le temps de séjour est réglable en fonction de la distance du point d'introduction de la composition, le¯ constituants difficiles à fondre flottant sur la fonte et étant aspirés avec celle-ci dans la sortie d'écoulement.
Le four conforme à la présente invention peut donc être exploité à double fin.
REVENDICATIONS
1. Four de fusion à chauffage électrique destiné en particulier à la fusion de matinée minérales fortement agressives, présentant des courbes de viscosité à forte pente, constitué par une maçonnerie en matériaux réfractaires soutenue par une charpente et comportant des électrodes pour amener de l'énergie électrique au bain fondu ainsi que des moyens pour disposer une composition fusible sur le bain de fusion, caractérisé en ce que des électrodes (5) présentant une longueur relativement importante pénètrent dans le bain de fusion (3), qu'au milieu de la cuve de fusion, est disposée, une sortie d'écoulement (6) pourvue d'une gorge centrale (7) qui pénètre vers le haut dans le bain (3) et dont le bord supérieur de coulée s'étend en dessous de la surface du bain à proximité de celle-ci et que la charpente (2) montée sur des rouleaux peut,
ensemble avec la maçonnerie du four, tourner autour d'un axe vertical, tandis que la voQte du four est fixe et comporte des moyens disposés radialement pour l'introduction de la composition fusible.
Descriptive memorandum filed in support of the patent application for:
ELECTRIC HEATING FUSION OVEN FOR AGGRESSIVE MINERAL MATERIALS WITH A HIGH SLOPE VISCOSITY CURVE.
The present invention relates to an electrically heated melting furnace intended in particular for melting ma-
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viscosity with a steep slope, consisting of a masonry of refractory materials supported by a frame and comprising electrodes for bringing electrical energy to the molten bath as well as means for depositing a fusible composition
on the melt.
For a long time, mineral materials and in particular glasses have been fused in melting tanks operating under full electric heating. These melting tanks, qualified as classic cellars, however have the drawback that they do not allow highly aggressive baths to be treated, due to their construction, and that in particular it is not possible to melt mixtures which have a point of relatively high melting and which are further characterized by a relatively low conductivity and by a viscosity curve with a very steep slope.
The term “viscosity curve with a steep slope” is understood to mean the fact that reduced temperature changes cause significant viscosity changes, that is to say that, unlike conventional glasses, the viscosity values change to reach a very fluid state. already under the influence of very reduced temperature increase. Another drawback of mixtures of the type mentioned consists in the fact that purely conventional melting techniques cannot be used, that is to say with heating by burners, because the possibilities of radiation are very low; this has the consequence that for thin layer thicknesses less than 10 cm, there is already a pronounced absorption of the radiation and that the lower layers are therefore not sufficiently heated.
The present invention therefore aims to provide a melting tank for melting the above-mentioned mixtures which are difficult to fuse, and which in particular makes it possible to carry out the melting of a mixture of fly ash, lime and possibly sand, which subsequently undergoes sintering. .
An oven according to the invention should be particularly well suited to the requirements imposed on it and that it is possible, despite the aggressiveness of the molten bath, to achieve a sufficiently prolonged service life; despite the unfavorable viscosity-temperature ratio, it must also be possible to achieve a sufficient depth of the melt and regular removal of the melt. Mixtures of the aforementioned composition such as for example those which according to German patent 2 122 027 are further processed
in cement after their fusion, were considered until now as non-fusible on an industrial scale. A particular object which the invention sets itself is therefore to provide a melting furnace which makes melting economically possible on an industrial scale, the operation of the furnace being sufficiently safe for untrained personnel to use it in developing countries, although the composition of the mixture to be melted may differ from case to case.
The object thus aimed at is solved in an oven of the type mentioned above because electrodes having a relatively large length penetrate into the fusion bath, that in the middle of the fusion vessel, there is a flow outlet provided a central groove which penetrates upwards into the bath and the upper edge of which extends below the surface of the bath in the vicinity thereof and which the frame mounted on rollers can, together with the masonry of the furnace , rotate about a vertical axis, while the roof of the oven is fixed and comprises means arranged radially for 1 \ introduction of the fusible composition.
Advantageously, the oven has the shape in plan
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tees, and, in order to create a cooler peripheral zone of the furnace charge in order to preserve the coating material, the wall of the furnace in the zone of the molten bath can, from bottom to top, be inclined towards the outside and above the melt can then extend vertically.
To avoid excessive corrosion in the area of the flow outlet, that is to say in the area where the molten material is removed, this area present in its part
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inward, ending above under the over-
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lines extend to the height of the vault.
the gas outlet, gas burners or
oil, the combustion gases of which can flow upwards in the central groove. According to another embodiment, it is possible to have heating elements suspended in the central groove.
In order to avoid hot zones in the peripheral zones, the electrodes are advantageously slid into the bottom of the tank and are arranged in at least two concentric rings with respect to the flow outlet at a considerable distance therefrom and the outer wall.
When the roof is fixed, it can advantageously include openings and loading means arranged radially. The electrodes can then also be placed in the vault.
The principle of this rotating vault is described in detail in European patent application 78 200 395.8, in the name
from Sorg GmbH & Co.KG, and a detailed description is therefore not necessary.
The invention will be described in more detail using a preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings. These illustrate the above and represent
- Figure 1, a schematic view of the oven according to the invention in vertical section;
- Figure 2, a schematic section in the oven of Figure 1 in a horizontal plane and
- Figure 3, a schematic section similar to that of Figure 1, but with electrodes placed in the vault.
The melting tank according to the invention as regards essentially the wall parts which come into contact with the molten bath or the softened mixture, is made up of blocks of chromium-magnesia, in the case where no one uses not chromium oxide blocks. It appeared that these materials when they are not subjected to the influence of a temperature
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to achieve satisfactory operation of the oven.
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electrodes relative to the walls is in any case large enough to ensure that it forms on the wall
a frozen frozen product or a frozen glass and possibly even
a crystallized phase.
In the context of the invention, the molten product can also be qualified as glass, since the molten mixture consists of a large proportion of glass.
The process of creating a cold zone on the walls and above the bottom of the oven can be maintained because by means of the relative rotational movement of the vault and the oven, most of the material is introduced at the outer periphery, so that when a softening
occurs in the peripheral zone, the material which is above exerts a push and this zone is again filled with unmelted material.
As a result of the strongly sloping viscosity curves of the molten bath, provision has been made for removing the glass in the middle of
the tank, a tower made of chromium oxide blocks, which consists of individual blocks and which is then bored. The tower or
flow outlet 6 present near the central groove
7 extending vertically, a number of channels 8 inclined from the outside to the inside, rising and opening into the central groove.
In this way, it is prevented that a possibly unmelted material is entrained with the molten bath out of the cover formed by the fusible composition. It should be noted, however, that according to the invention, a certain amount of unmelted material of the order of about 5% at most can be taken out at the same time as the molten bath; when the channels extend horizontally, it is also possible to take unmelted material.
The construction of the melting furnace according to the invention is conventional, that is to say that the masonry of the wall of the furnace and the bottom of the furnace are maintained by an external framework <EMI ID = 9.1>
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frame by reference 2. In the oven is the zone of the fusion bath 3 on which the composition 4 is charged. The electrodes 5 are arranged in one or more concentric rings around the flow outlet 6; they pass into the bottom of the oven or into the vault 16 and penetrate over a relatively large height into the molten bath.
As the electrodes have the highest energy density zone at their tip, this ensures that most of the energy is released in areas far from the bottom of the furnace and materials constituting the wall and the flow outlet, which results in the necessarily high melting temperature being reached in these areas and that the material of the walls undergoes sufficient thermal protection. The composition and the melt therefore constitute a protective layer whose temperature decreases towards the outside, so that the temperature of the walls does not in any case exceed the admissible value.
The flow outlet itself is made of chromium oxide blocks, and can therefore be subjected to a higher thermal stress than the chrome magnesia blocks of which the bottom and the wall of the furnace are preferably made.
The electrodes 5. to be used have a relatively large diameter of the order of 60 to 80 mm and are provided with internal cooling, which is known per se. The mounting and connection of the electrodes are carried out in such a way that neighboring electrodes are mounted in different phases, so that a main current flow always takes place from an electrode to its neighbor. By this measure, the energy is almost always released in concentric rings so as not to thermally overload the flow zone.
To achieve a sufficiently high melting temperature of the molten bath, the total free surface of the bath is covered with a layer of the material 4 to melt. In order to ensure that the proportion of non-melted material does not become too large during the sampling, the central groove has the aforementioned inclined channels 8, which open into the central groove 7, so that an overflow of material or the penetration of the <EMI ID = 11.1>
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obtains automatic regulation of the height of the glass or of the melt, in the oven without the need for a distributor and a glass height indicator.
By the free overflow device, there is only a flow of an amount of molten material equal to the amount of composition loaded. The depth
bath in the melting tank is important enough to make the bottom as well as the walls
a cold phase, possibly made of crystallized material to obtain an insulating layer.
Arranged the electrodes in two rings, one can influence a centrifugal or centripetal flow; in the event that the interior electrodes receive a higher electrical supply, a large flow occurs, so that surface glass is pushed back from the center of the tank. In this way, it is possible to a certain extent to cause a displacement of the floating composition, towards the center or towards the periphery.
In addition, in this way it can be obtained that in the external electrodes the temperature is lower, which has the consequence that the material undergoes only a beginning of melting at these electrodes, while the inner electrode ring causes the final merger.
In order to be able to set the required temperature
in the central groove 7 for the flow of the molten composition, without causing overheating of the flow outlet 6, there are disposed at the bottom of the outlet 6 gas or oil burners which are arranged laterally with respect to the material flowing in an opening 12 in the refractory lining. The outlet 6 is further provided with lines 14
in which a refrigerant circulates, in order to maintain the temperature in the desired setting. In another embodiment of the outlet, heating elements 17 are suspended from above in this one.
The oven itself is closed above by a vault 16. Since the flow part extends into the vault, it is possible, after having lowered the level of the molten bath, to carry out a repair or an inspection of the outlet. flow 6, without any difficulty. This part is the part which undergoes the greatest thermal stress and is therefore the one which normally must undergo the most frequent repairs or replacements. The vault 16 further comprises, in a manner known per se, as has been described in detail in the European patent application 78 200 395.8 mentioned above, means for placing the meltable composition on the surface of the bath at desired points and in desired quantity.
These means are constituted by intermediate feed conveyors and storage silos, from which the composition is loaded by protected openings provided in the vault. The oven undergoes a continuous rotational movement on a vertical axis so that the openings travel in concentric circles with respect to the axis of rotation; by a choice of the quantitative composition ratios in the various circular zones, it is possible to achieve a desired quantitative distribution over the mass of fusible composition which covers the molten bath. Details to this effect are expressly described in the European patent application mentioned above.
According to the example of execution represented in the figure
3, the electrodes 5 are placed in the vault, penetrate from the top into the molten bath and bring in known manner the energy necessary for the molten bath. The electrodes enter the melt over a relatively large height, but
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from the bottom of the oven so as not to subject it to excessively high thermal stresses. By this arrangement, the electrodes produce a certain stirring effect, which promotes the melting of the composition.
The solution shown in Figure 1 is to rotate the entire oven, the vault 16 being fixed. In this case, the electrodes can also be placed in the roof 16, but they can also be placed in the bottom of the oven. Depending on the mode of transmission of electrical energy to the electrodes, the rotation may be continuous or, as already described above, the movement is limited to a certain angle, for example 180 ′ or 360 [deg.]. When the rotation of the furnace is alternated, flexible cables can again be used, while in the case of a continuous rotation, the current transmission takes place by sliding contacts on conductive rails.
The simplest embodiment of the rotary oven according to the invention however consists in placing the electrodes in
the fixed vault equipped with loading means arranged radially. In this case, the suspended heating element 17 is also fixed, while the flow outlet 6 rotates with the oven. This embodiment offers the advantage that all the current transmissions and the charging means are fixed, while
the oven can turn continuously. In this case, the frame is mounted on rollers or rollers which move on
a circular rail. The rotational movement of the oven is provo-
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motor elements not shown.
The furnace according to the invention offers for the first time the possibility of causing the economic melting of mixtures which are difficult to melt, which exhibit significant aggressiveness and which are characterized by viscosity curves with a steep slope. In this way, it becomes possible to provide a new raw material to be used in the manufacture of cement, from fly ash, lime and possibly, sand, or to melt the fly ash to obtain a material that can be poured into landfills, without risk to groundwater.
The furnace according to the invention is also suitable for the removal of fly ash, particularly of those which constitute a danger for groundwater, by transforming the fly ash by fusion into a material which can be discharged into landfills.
For this purpose, the channels 8 are not inclined, but extend horizontally or are lowered and the composition is introduced into the peripheral zone of the vault, so that a certain amount of unmelted material is also taken. This composition does not have to be completely melted, thus allowing energy savings, since the non-melted material is included in that which is melted.
In the case of a lowered or horizontal arrangement of the channels as mentioned above, the constituents which are difficult to melt do not melt; on the other hand, the composition is not introduced around the flow outlet at variable distances, so that the residence time is sufficient to melt only the easily fusible components. The residence time is adjustable as a function of the distance from the point of introduction of the composition, the constituents which are difficult to melt float on the cast iron and are drawn with it into the flow outlet.
The oven according to the present invention can therefore be operated for two purposes.
CLAIMS
1. Melting furnace with electric heating intended in particular for the melting of strongly aggressive mineral mornings, having viscosity curves with steep slope, constituted by a masonry in refractory materials supported by a frame and comprising electrodes to bring energy electric in the molten bath as well as means for arranging a meltable composition on the fusion bath, characterized in that electrodes (5) having a relatively large length penetrate into the fusion bath (3), only in the middle of the tank a flow outlet (6) provided with a central groove (7) which penetrates upwards into the bath (3) and whose upper pouring edge extends below the surface of the bath near it and that the frame (2) mounted on rollers can,
together with the masonry of the furnace, rotate around a vertical axis, while the roof of the furnace is fixed and includes means arranged radially for the introduction of the fusible composition.