EP1533567A1 - Furnace with rotating hearth for dangerous wastes - Google Patents

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EP1533567A1
EP1533567A1 EP03405818A EP03405818A EP1533567A1 EP 1533567 A1 EP1533567 A1 EP 1533567A1 EP 03405818 A EP03405818 A EP 03405818A EP 03405818 A EP03405818 A EP 03405818A EP 1533567 A1 EP1533567 A1 EP 1533567A1
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EP
European Patent Office
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furnace
electrodes
oven
furnace bottom
lining
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03405818A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Ineichen
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Zwilag Zwischenlager Wuerenlingen AG
Original Assignee
Zwilag Zwischenlager Wuerenlingen AG
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Publication date
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Priority to JP2006540190A priority patent/JP2007511732A/en
Priority to PCT/EP2004/007283 priority patent/WO2005052448A1/en
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    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/085—High-temperature heating means, e.g. plasma, for partly melting the waste
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    • F23G2900/508—Providing additional energy for combustion, e.g. by using supplementary heating
    • F23G2900/51001—Providing additional energy for combustion, e.g. by using supplementary heating using arc discharge electrodes to provide heat

Definitions

  • EP 0 636 839 B1 discloses a rotary hearth furnace with such a furnace Plasma torch power source described.
  • the cylindrical Furnace chamber of the plasma rotary hearth furnace has one in the axis of rotation located, central casting opening through which the vitrified residues of decomposed waste are poured off.
  • a transferring arc plasma torch which with the bottom of the oven or parts thereof in electrical Contact, the energy required for decomposition is supplied.
  • the electrodes preferably have a dimension in cross-section between 5 and 60mm, preferably between 10 and 50mm.
  • the Length of the electrodes is preferably between 250 and 800 mm between 300 and 700 mm, or depending on the required Floor lining thickness determined.
  • Electrodes advantageously become a uniform size of the cross section chosen, thus a simple production of the lining the furnace floor is possible. Due to the necessary inclination of the furnace bottom towards the center, i. in the axis of rotation arranged casting opening can be the required length the electrodes used as a function of the distance to the casting opening vary.

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Abstract

Revolving hearth furnace (1) comprises a plasma burner as its energy source, a furnace tank (2) with a base (3) and side wall (4) provided on its inner side with a thermally and chemically resistant lining material (5), and a discharge opening (13). A number of electrodes (7) penetrate the lining material of the furnace base. Preferred Features: The electrodes are made of steel or copper alloys and are arranged in such a way to guarantee reliable current conduction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen, insbesondere einen Drehherd-Ofen für Abfälle mit Gefährdungspotential, vor allem für radioaktive und toxische Abfälle.The invention relates to a furnace, in particular a rotary hearth furnace for hazardous waste, especially for radioactive waste and toxic waste.

Eine Reihe von Abfällen weist ein erhebliches Gefährdungspotential auf, das eine weitergehende Behandlung zwingend erforderlich macht. Es sind verschiedene Ofentypen, wie z. B. Induktionsöfen, Lichtbogenöfen oder Plasmaöfen für die Behandlung toxischer und/oder radioaktiver Abfälle bekannt. Besonders die inerte Atmosphäre im Plasmaofen sowie die hohen Lichtbogen-Temperaturen von 10000°C bis 15000°C führen zu einer vollständigen Zersetzung der zu behandelnden Materialien. Feste Rückstände dieser Materialien können wiederum in einer Glasmatrix fixiert und so gegenüber der Umwelt verkapselt werden.A number of wastes have a significant hazard potential on, which requires further treatment makes. There are different furnace types, such. B. induction furnaces, Electric arc furnaces or plasma ovens for the treatment of toxic and / or radioactive waste. Especially the inert atmosphere in the plasma furnace and the high arc temperatures from 10000 ° C to 15000 ° C lead to a complete Decomposition of the materials to be treated. Solid residues These materials can in turn be fixed in a glass matrix and so encapsulated in the environment.

In EP 0 636 839 B1 wird ein Drehherd-Ofen mit einer derartigen Plasmabrenner-Energiequelle beschrieben. Die zylinderförmige Ofenkammer des Plasmadrehherd-Ofens weist eine in der Rotationsachse gelegene, zentrale Abguss-Öffnung auf, durch die die verglasten Rückstände des zersetzten Abfalls abgegossen werden. Mittels eines transferierenden Lichtbogen-Plasmabrenners, welcher mit dem Boden des Ofens bzw. Teilen davon in elektrischem Kontakt steht, wird die zur Zersetzung erforderliche Energie zugeführt.EP 0 636 839 B1 discloses a rotary hearth furnace with such a furnace Plasma torch power source described. The cylindrical Furnace chamber of the plasma rotary hearth furnace has one in the axis of rotation located, central casting opening through which the vitrified residues of decomposed waste are poured off. By means of a transferring arc plasma torch, which with the bottom of the oven or parts thereof in electrical Contact, the energy required for decomposition is supplied.

Üblicherweise werden im Ofenboden Grafitsteine oder elektrisch leitende, thermisch resistente Stampfmassen für die elektrische Kopplung des transferierenden Gleichstrom-Plasmabrenners eingesetzt. Allerdings weisen diese leitfähigen Materialien eine Reihe von Nachteilen auf. In Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung des zu behandelnden Schmelzgutes besitzen diese elektrisch leitfähigen Materialien eine unzureichende Standzeit. Der Ofen bzw. die Ofenboden-Ausmauerung widersteht nur zeitlich eingeschränkt den Belastungen des Betriebes. Häufige Erneuerungen der Ofenboden-Ausmauerung sind die Folge. Andererseits treten durch die gute Wärmeleitfähigkeit der Grafitsteine bzw. Stampfmassen thermische Belastungen bei der Ofen-Konstruktion in Nachbarschaft zur Ofenboden-Ausmauerung auf. Gegebenenfalls ist hier sogar eine aktive Kühlung notwendig. Bei einer Ofenboden-Ausmauerung aus elektrisch leitfähigen Materialien ist es nicht möglich, eine Sicherheitsisolationsschicht vorzusehen, die das Risiko eines Ofendurchbruchs in bzw. auf die darunter befindliche Ofenkonstruktion verhindern könnte.Usually in the furnace floor graphite or electric conductive, thermally resistant ramming masses for electrical Coupling of the DC transfer plasma torch used. However, these conductive materials have a number of disadvantages. Depending on the chemical composition of the melt to be treated have these electrically conductive materials insufficient service life. The Oven or the furnace floor lining resists only limited in time the burdens of operation. Frequent renewals the furnace floor lining are the result. On the other hand kick due to the good thermal conductivity of the graphite stones or ramming masses thermal stresses in the furnace construction in the neighborhood to the furnace floor lining. If necessary, here even an active cooling necessary. For a kiln floor lining it is not made of electrically conductive materials possible to provide a safety insulation layer that the Risk of a furnace breach in or on the underlying Furnace construction could prevent.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden und insbesondere einen Ofen für die Plasmaverbrennungs- und Schmelztechnik mit verbesserter Stromführung im Ofenboden bereitzustellen und die Standzeiten zu vergrössern.Object of the present invention is the disadvantages of the known and in particular a furnace for the plasma combustion and melting technology with improved current conduction to provide in the oven floor and to increase the service life.

Die Aufgabe wird durch einen Ofen, gemäss den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.The object is achieved by an oven, according to the characteristics of the independent Claim solved.

Der erfindungsgemässe Ofen für die Plasmaverbrennungs- und Schmelztechnik enthält eine Ofenwanne (Zentrifuge) mit Ofenboden und Ofenseitenwand, wobei die Ofen-Zentrifuge auf einer Innenseite ein thermisch und chemisch resistentes Ausmauerungsmaterial aufweist, und eine vorzugsweise in der Rotationsachse des Drehherd-Ofens angeordnete Abgussöffnung. Durch das resistente Ausmauerungsmaterial sind Elektroden in den Ofenraum durchgeführt.The inventive furnace for the plasma combustion and Melting technique includes a furnace pan (centrifuge) with furnace bottom and oven side wall, wherein the oven centrifuge on an inner side a thermally and chemically resistant lining material and preferably in the axis of rotation of the Rotary hearth furnace arranged casting opening. By the resistant Cladding material, electrodes are performed in the furnace room.

Die Erfindung bietet durch die Trennung der bislang kombinierten Ausführung der elektrischen Zuleitung und der widerstandfähigen Abschirmung der Ofenstruktur gegenüber Verbrennungseinflüssen, eine Reihe von Vorteilen. Durch die Auskleidung der Ofenwanne mit einem geeigneteren, thermisch und chemisch widerstandsfähigerem Ausmauerungsmaterial wird die Nutzungsdauer des Drehherd-Ofens wesentlich verlängert, da das Ausmauerungsmaterial nicht für die Durchleitung des elektrischen Stroms herangezogen werden muss. Der Einsatz von Elektroden, welche dichtend vom Ausmauerungsmaterial umschlossen sind, bewirkt einerseits eine sichere Stromführung sowie verbesserte steuerungstechnische Aspekte. Wichtig für die Anordnung der Elektroden in der Ausmauerungsmasse ist, dass bei den vorgesehenen Betriebsbedingungen eine gleichmässige Stromführung gewährleistet ist. Dies bedeutet, dass trotz der punktuellen Zuführung der elektrischen Energie dennoch eine weitgehend homogene Lichtbogen-Plasmaerzeugung in der Ofenwanne bei der Rotation des Drehherd-Ofens erzielt wird. Die Elektroden sollen also auf der Bodenfläche mit vorbestimmter Distanz zueinander angeordnet sein, damit eine Unterbrechung des Plasmabrenner-Lichtbogens ausgeschlossen werden kann. Diese maximale Distanz ist abhängig von elektrischen Parametern wie Spannung, Strom, dem Abstand zur Plasmaelektrode sowie der Leitfähigkeit von Materialien, insbesondere flüssigen, zähflüssigen oder eventuell weitgehend festen Materialien, welche sich während des Betriebs innerhalb der Ofenwanne befinden können. Neben der Leitfähigkeit dieses Materials nimmt auch die Dicke einer solchen Beschickung der Ofenwanne Einfluss auf die Maximal-Distanz. Für den Fachmann ist diese Maximal-Distanz, aufgrund der Erfahrung sowie der vorgegebenen Arbeitsparameter einfach ermittelbar. Gleichmässige Plasmaerzeugung bedeutet also vorzugsweise einen konstanten Energie-/Stromfluss gemäss den über die Regelung vorgegebenen Parametern.The invention provides by separating the previously combined Design of the electrical supply and the resistant Shielding the furnace structure against combustion influences, a number of advantages. Through the lining of the furnace tub with a more suitable, thermally and chemically resistant Masonry material becomes the service life of the rotary hearth furnace considerably extended, since the lining material is not be used for the passage of the electric current got to. The use of electrodes sealing from the lining material on the one hand causes a secure Power management and improved control technology aspects. Important for the arrangement of the electrodes in the lining mass is that under the intended operating conditions a uniform flow is ensured. This means, that despite the selective supply of electrical energy nevertheless a largely homogeneous arc plasma generation in the furnace trough is achieved during the rotation of the rotary hearth furnace. The electrodes should therefore be on the bottom surface with a predetermined Distance from each other, so that an interruption of the Plasma torch arc can be excluded. This maximum Distance is dependent on electrical parameters such as Voltage, current, the distance to the plasma electrode and the conductivity of materials, especially liquid, viscous or possibly largely solid materials, which during operation within the furnace tub. Next The conductivity of this material also decreases the thickness of a material such loading of the furnace tub influence on the maximum distance. For the expert, this maximum distance, due the experience and the given work parameters determined. Uniform plasma generation thus means preferably a constant energy / current flow according to the the regulation predetermined parameters.

Vorzugsweise sind mindestens 60 Elektroden pro m2 Fläche des Ofenbodens angeordnet. Diese Anzahl der Elektroden ist jeweils auch abhängig von der Ofengeometrie, den Dimensionen der Elektroden, der Plasmabrennerleistung sowie dem zu verarbeitenden Abfallspektrum. Beispielsweise müssen bei Elektroden mit geringem Querschnitt mehr Elektroden eingesetzt werden.Preferably, at least 60 electrodes per m 2 surface of the furnace bottom are arranged. This number of electrodes also depends on the furnace geometry, the dimensions of the electrodes, the plasma torch output and the waste spectrum to be processed. For example, for electrodes with a small cross-section more electrodes must be used.

Bevorzugt werden in dem erfindungsgemässen Drehherd-Ofen Elektroden eingesetzt, welche aus Stahl oder Cu-Legierungen bestehen. Derartige Elektroden weisen mehrere Vorteile auf. Einerseits besitzen die Materialien dieser Elektroden eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit, so dass die Grösse der Elektroden kleiner gewählt werden kann und die angelegten elektrischen Parameter, vor allem die Spannung niedriger gehalten werden kann. Andererseits sind die Elektroden getrennt von der Ausmauerung der Ofenwanne herstellbar und austauschbar, wodurch ein weiterer Kostenvorteil bei Herstellung und Unterhalt erzielbar ist.Preference is given in the inventive rotary hearth furnace electrodes used, which consist of steel or copper alloys. Such electrodes have several advantages. On the one hand The materials of these electrodes have a very good electrical conductivity, so that the size of the electrodes can be chosen smaller and the applied electrical parameters, especially the voltage can be kept lower. On the other hand, the electrodes are separate from the lining the furnace tub can be manufactured and exchanged, whereby a further Cost advantage in production and maintenance can be achieved.

Bevorzugt weisen die Elektroden im Querschnitt eine Abmessung zwischen 5 und 60mm, bevorzugt zwischen 10 und 50 mm auf. Die Länge der Elektroden beträgt zwischen 250 und 800 mm vorzugsweise zwischen 300 und 700 mm, oder wird in Abhängigkeit der erforderlichen Bodenausmauerungsdicke bestimmt. Bei der Wahl der Elektroden wird vorteilhaft eine einheitliche Grösse des Querschnitts gewählt, damit eine einfache Herstellung der Ausmauerung des Ofenbodens möglich ist. Aufgrund der notwendigen Neigung des Ofenbodens hin zu der im Zentrum, d.h. in der Rotationsachse angeordneten Abgussöffnung kann die erforderliche Länge der eingesetzten Elektroden in Abhängigkeit vom Abstand zur Abgussöffnung variieren.The electrodes preferably have a dimension in cross-section between 5 and 60mm, preferably between 10 and 50mm. The Length of the electrodes is preferably between 250 and 800 mm between 300 and 700 mm, or depending on the required Floor lining thickness determined. In the choice of Electrodes advantageously become a uniform size of the cross section chosen, thus a simple production of the lining the furnace floor is possible. Due to the necessary inclination of the furnace bottom towards the center, i. in the axis of rotation arranged casting opening can be the required length the electrodes used as a function of the distance to the casting opening vary.

Vorteilhaft ist das Ausmauerungsmaterial für die Ofenwanne aus den im Ofenbau üblicherweise eingesetzten, widerstandfähigen Materialien ausgewählt. Beispielhafte Materialien sind Vergussmassen, Stampfmassen, gegossene oder gepresste Formsteine, insbesondere aus Korund, Chromkorund und/oder hochtonerdehaltige Mischungen. Vorstellbar sind auch Kombinationen aus diesen verschiedenen Materialien. Die Auswahl dieser Ausmauerungs- bzw. Refrakturmaterialien kann weitgehend auf Erfordernisse im Hinblick auf Standzeiten ausgerichtet werden, ohne durch Anforderungen für die Stromführung wesentlich eingeschränkt zu werden. Ebenfalls vorteilhaft ist die Abgussssöffnung als zentrale Öffnung in einem einstückigen Block (Abgussstein) eines Ausmauerungsmaterials ausgeführt. Es wird dadurch sichergestellt, dass durch das ausfliessende Schmelzgut keine Beschädigung der Ofenstruktur im Bereich der Abgusssöffnung eintreten kann. Die bauliche Trennung des Abgussteins vom restlichen Ofenboden erleichtert die Herstellung bzw. Wartung der Ofenwanne. Eine Erweiterung der Abgussöffnung durch Materialerrosion kann durch die Wahl eines entsprechenden Auskleidungsmaterials reduziert oder sogar vermieden werden.The lining material for the furnace tub is advantageous the most commonly used in furnace construction, resistant materials selected. Exemplary materials are potting compounds, Ramming masses, cast or pressed shaped stones, in particular from corundum, chrome corundum and / or high alumina mixtures. Also conceivable are combinations of these different ones Materials. The selection of these masonry or Refractory materials can be largely tailored to requirements be aligned to life, without requirements to be significantly restricted for the power supply. Also advantageous is the Abgussssöffnung as a central opening in a one-piece block (cast stone) of a lining material executed. It ensures that no damage to the furnace structure due to the melt flowing out can occur in the area of the casting opening. The structural Separation of the Abgussteins facilitated by the rest of the furnace floor the manufacture or maintenance of the furnace tub. An extension The pouring opening due to material erosion can by the Choice of appropriate lining material reduced or even avoided.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Elektroden auf der Unterseite der Ofenboden-Ausmauerung elektrisch leitend mit der Ofenboden-Tragstruktur vorzugsweise aus Stahl verbunden. Die Ofenboden-Ausmauerung weist dabei vorzugsweise eine Schichtstruktur auf. Diese enthält eine Schicht des Ausmauerungsmaterials auf der Innenseite, d.h. der einem Reaktionsraum zugewandten Seite, und mindestens eine Stabilierungs- bzw. Isolationsschicht. Die Stabilierungs- bzw. Isolationsschicht ruht auf der Ofenboden-Tragstruktur. Diese Ofenboden-Tragstruktur ist elektrisch leitend ausgebildet und ist mittels mehreren Stromabnehmerbürsten an den elektrischen Stromkreis angeschlossen. Besonders gute Stabilitätseigenschaften ergeben sich wenn die Elektroden unmittelbar mit dieser Ofenboden-Tragstruktur formschlüssig verbunden sind. In a further embodiment, the electrodes are on the Bottom of the furnace bottom lining electrically conductive with the Furnace bottom support structure preferably made of steel. The Furnace bottom lining preferably has a layer structure on. This contains a layer of the lining material on the inside, i. the one facing a reaction space Side, and at least one stabilization or insulation layer. The stabilization or insulation layer rests on the Furnace bottom support structure. This furnace bottom support structure is electrical conductive and is by means of several current collector brushes connected to the electrical circuit. Especially good stability properties arise when the electrodes directly with this furnace bottom support structure form fit are connected.

Die Elektroden sind mit ihrer Längsachse vorzugsweise etwas geneigt gegenüber der Oberfläche der Ofenboden-Tragstruktur angeordnet. Diese Anordnung vermeidet strukturelle Schwachstellen im Übergangsbereich zwischen der Elektrode und dem umgebenden Ausmauerungsmaterial.The electrodes are preferably slightly inclined with their longitudinal axis disposed opposite to the surface of the furnace bottom support structure. This arrangement avoids structural weaknesses in the Transition region between the electrode and the surrounding lining material.

Aufgrund der Neigung des Ofenbodens und der vorzugsweisen horizontalen Ofenboden-Tragstruktur weist die Kontaktfläche der Elektrode an der Grenzfläche zur Tragstruktur einen ovalen Querschnitt auf.Due to the inclination of the furnace bottom and the preference horizontal Furnace bottom support structure has the contact surface of the Electrode at the interface to the support structure an oval cross-section on.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher ausgeführt. Es zeigen

Figur 1
einen Querschnitt des Drehherd-Ofens, und
Figur 2
eine Aufsicht auf den Ofenboden.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it
FIG. 1
a cross section of the rotary hearth furnace, and
FIG. 2
a view of the oven floor.

Eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemässen Ofens 1 gibt Figur 1 wieder. Der Ofen 1 umfasst die Ofenwanne 2 sowie eine Ofenboden-Tragstruktur 9 für die Ofenwanne 2. Die Ofenwanne enthält eine Stützstruktur 8 für die Ofenwand-Ausmauerung 4, Stabilisierungs- bzw. Isolationsstrukturen 10, 11, 12 sowie einen Abgussstein 13 mit der zentral angeordneten, d.h. mit der Rotationsachse R zusammenfallenden Abgussöffnung 6. Die Ofenwand- 4 und die Ofenboden-Ausmauerung 3 werden von den Stabilisierungs- bzw. Isolationsschichten 10, 11, 12 getragen. In der Ofenboden-Ausmauerung 3 sind auf vier konzentrisch um die Abgussöffnung 6 angeordneten Kreisen die Elektroden 7 zur Stromführung für die Plasmalichtbogen-Erzeugung angeordnet. Die Elektroden treten neben der Ausmauerung 3 auch durch die Stabilisierungs- bzw. Isolationsschicht 10, 11, 12 hindurch und stehen mit der Ofenboden-Tragstruktur 9 in elektrischem Kontakt. Die Stromabnehmerbürsten 14 sind in Figur 1 angedeutet.A simplified representation of a furnace 1 according to the invention is shown in FIG. The furnace 1 comprises the furnace trough 2 and a furnace bottom support structure 9 for the furnace trough 2. The furnace trough contains a support structure 8 for the furnace wall lining 4, stabilization or insulation structures 10, 11, 12 and a casting stone 13 with the centrally arranged, that is coincident with the axis of rotation R casting opening 6. The furnace wall 4 and the furnace bottom lining 3 are supported by the stabilizing or insulating layers 10, 11, 12. In the furnace bottom lining 3, the electrodes 7 are arranged to guide the current for the plasma arc generation on four concentrically arranged around the casting opening 6 circles. The electrodes also pass through the stabilization or insulation layer 10, 11, 12 in addition to the lining 3 and are in electrical contact with the furnace bottom support structure 9. The pantograph brushes 14 are indicated in FIG.

Die Ofenboden-Tragstruktur 9 weist ein nach oben offenes, U-förmiges Querschnittprofil auf, so dass die Stützstruktur 8 umfasst wird. Auf der Umfangseite der Ofenboden-Tragstruktur 9 wird durch die Stromabnehmerbürsten 14, deren Halterungen 15 und die Kabel 16 die elektrische Verbindung zum Schliessen des Stromkreises für die Plasmaerzeugung hergestellt. Mittels Antriebseinheiten 20 wird der Drehherd-Ofen in Rotation versetzt. Die Antriebseinheiten 20 wirken auf einen Zahnkranz 19, welcher an einer Lagerhalterung 18 mit der Ofenboden-Tragstruktur 9 der Ofenwanne 2 befestigt ist. Die Lagerhalterung 18 stützt sich wiederum auf einem ortsfesten Lager 17 ab. Durch die Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit des Ofens 1 wird während des Betriebs des Drehherd-Ofens eine in die Ofenwanne 2 eingebrachte Glasmasse, aufgrund der Zentrifugalkraft gegen die Ofenseitenwand 4 gedrückt. Für die Entleerung des Ofens wird die Rotationsgeschwindigkeit derart reduziert, dass die Ausflussmenge unter Berücksichtigung der vorhandenen Neigung des Ofenbodens 3 hin zur Abgusssöffnung 6 fliesst.The furnace bottom support structure 9 has an upwardly open, U-shaped Cross-sectional profile, so that the support structure 8 includes becomes. On the peripheral side of the furnace bottom supporting structure 9 is by the pantograph brushes 14, their brackets 15 and the cables 16 the electrical connection to close the Circuit produced for plasma generation. By means of drive units 20, the rotary hearth furnace is set in rotation. The drive units 20 act on a sprocket 19, which on a bearing support 18 with the furnace bottom support structure 9 of Oven tub 2 is attached. The bearing bracket 18 is supported turn off on a stationary bearing 17. By the adaptation the rotational speed of the furnace 1 is during operation of the rotary hearth furnace one introduced into the furnace trough 2 Glass mass, due to the centrifugal force against the furnace side wall 4 pressed. For the emptying of the furnace is the rotation speed so reduced that the outflow below Consideration of the existing inclination of the furnace bottom 3 flows towards the casting opening 6.

In Figur 2 ist eine spezifische Anordnung für die Elektroden 7 wiedergegeben. Jeweils je 30 Elektroden 7 sind auf vier, unterschiedlich grossen Kreisen konzentrisch um die Abgussöffnung 6 angeordnet. Die Elektroden 7 aus Stahl St 37-2 besitzen einen Durchmesser von 15 mm und weisen eine Länge zwischen 411 und 436 mm auf. Die Längenunterschiede resultieren aufgrund der Neigung des Ofenbodens 3 und der waagrecht angeordneten Ofenboden-Tragstruktur 9, die jeweils längeren Elektroden 7 sind dabei auf den Kreisen mit dem jeweils grösseren Umfang angeordnet. Gemäss dem Ausführungsbeispiel betragen die Unterschiede der Durchmesser jeweils 200 mm, wobei der kleinste Kreisdurchmesser 1085 mm beträgt. Der innere Durchmesser der Ofenseitenwand 4 beträgt 2041 mm. Die Abgussöffnung 6 besitzt einen Durchmesser von 80 mm, der Abgussstein 13 einen äusseren Durchmesser am Ofenboden 3 von 460 mm oder 640 mm.FIG. 2 shows a specific arrangement for the electrodes 7 played. Each 30 electrodes 7 are four, different large circles concentrically around the casting opening 6 arranged. The electrodes 7 made of steel St 37-2 have a Diameter of 15 mm and have a length between 411 and 436 mm. The differences in length result due to the inclination the furnace bottom 3 and the horizontally arranged furnace bottom support structure 9, the longer electrodes 7 are in each case the circles are arranged with the respective larger circumference. According to In the embodiment, the differences are the diameter each 200 mm, with the smallest circle diameter 1085 mm is. The inner diameter of the furnace side wall 4 is 2041 mm. The casting opening 6 has a diameter of 80 mm, the cast stone 13 an outer diameter at the bottom of the furnace 3 by 460 mm or 640 mm.

Die Abfolge der einzelnen Bestandteile des Drehherd-Ofens 1 gestaltet sich, bei einer Vorgehensweise von aussen nach innen wie folgt: Die elektrische Verbindung durch das Kabel 16, die Halterung 15 und die Stromabnehmerbürsten 14 liegen in der Draufsicht oberhalb der Lagerstruktur 18. Die Stromabnehmerbürsten 14, welche beispielsweise aus einer Cu-Legierung bestehen, liegen am Aussenumfang der Ofenboden-Tragstruktur 9 an. In Richtung Ofenzentrum folgt die Stützstruktur 8 sowie Auskleidung 5 der Ofenwanne 2. Die Auskleidung 5 besteht aus Vergussmassen, Stampfmassen, gegossene oder gepresste Formsteine, insbesondere aus Kor- und, Chromkorund und/oder hochtonerdehaltige Mischungen. Deutlich erkennbar in der Draufsicht ist die radial versetzte Anordnung der Elektroden 7 in Bezug auf die Elektroden in den benachbarten Anordnungskreisen. Innerhalb eines solchen Kreis sind die Elektroden 7 jeweils durch einen Winkel A1 von 12° getrennt angeordnet. Der minimale Winkel A2 zwischen zwei, auf radial nach aussen aufeinanderfolgenden Anordnungskreisen befindlichen Elektroden 7 beträgt 6°. Die Anordnung der Elektroden 7 sowie deren Dimensionierung sind für eine Stromstärke eines Plasmabrenners mit einer maximalen Leistung von 1,2 MW, resp. einem maximalen Betriebsstrom von 2000 A ausgelegt.The sequence of the individual components of the rotary hearth furnace 1 designed itself, in a procedure from the outside inwards like follows: The electrical connection through the cable 16, the bracket 15 and the pantograph brushes 14 are in plan view above the bearing structure 18. The pantograph brushes 14, which For example, consist of a Cu alloy, are on Outer circumference of the furnace bottom support structure 9 at. Towards the kiln center follows the support structure 8 and lining 5 of the furnace tub 2. The lining 5 consists of potting compounds, ramming masses, Cast or pressed shaped stones, in particular of cork and, chromium corundum and / or high alumina mixtures. Clear recognizable in plan view is the radially offset arrangement the electrodes 7 with respect to the electrodes in the adjacent Arrangement circles. Within such a circle are the Electrodes 7 each separated by an angle A1 of 12 °. The minimum angle A2 between two, on radially outside of successive array circuits located electrodes 7 is 6 °. The arrangement of the electrodes 7 and their Sizing is for a current of a plasma torch with a maximum power of 1.2 MW, resp. a maximum Operating current of 2000 A designed.

Für geänderte Betriebsbedingungen ist die Dimensionierung sowie die Anordnung der Elektroden entsprechend anzupassen.For changed operating conditions, the dimensioning is as well adjust the arrangement of the electrodes accordingly.

Claims (7)

Ofen, insbesondere Drehherd-Ofen (1) mit einem Plasmabrenner als Energiequelle enthaltend, eine Ofenwanne (2) mit Ofenboden (3) und Ofenseitenwand (4), wobei die Ofenwanne (3) auf einer Innenseite ein thermisch und chemisch resistentes Ausmauerungsmaterial (5) aufweist, und ein Abgussöffnung (13), dadurch gekennzeichnet, dass durch das Ausmauerungsmaterial (5) des Ofenbodens (3) eine Mehrzahl von Elektroden (7) durchgeführt wird.Oven, in particular rotary hearth furnace (1) with a plasma torch as energy source, comprising a furnace trough (2) with furnace bottom (3) and furnace side wall (4), the furnace trough (3) having on one inner side a thermally and chemically resistant lining material (5) and a casting opening (13), characterized in that a plurality of electrodes (7) is carried out through the lining material (5) of the furnace bottom (3). Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden derart angeordnet sind, dass ein sicherer Stromfluss gewährleistet ist.Oven according to claim 1, characterized in that the electrodes are arranged such that a secure flow of current is ensured. Ofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Plasma-Erzeugung mindestens 60 Elektroden (7) pro m2 Fläche des Ofenbodens (3) angeordnet sind.Furnace (1) according to claim 1, characterized in that at least 60 electrodes (7) per m 2 surface of the furnace bottom (3) are arranged in the region of the plasma generation. Ofen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (7) aus Stahl oder Cu-Legierungen bestehen.Oven (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the electrodes (7) consist of steel or Cu alloys. Ofen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (7) eine Abmessung im Querschnitt zwischen 5 und 60 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 50 mm und in der Länge zwischen 250 und 800 mm bevorzugt zwischen 300 und 700 mm aufweisen.Oven (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes (7) have a dimension in the cross section between 5 and 60 mm, preferably between 10 and 50 mm and in the length between 250 and 800 mm, preferably between 300 and 700 mm respectively. Ofen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmauerungsmaterial (5) ausgewählt ist der Gruppe bestehend aus Vergussmasse, Stampfmasse, aus gegossenen oder gepressten Formsteinen, insbesondere aus Kor- und, Chromkorund und/oder hochtonerdehaltige Mischungen und Kombinationen davon.Oven (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lining material (5) is selected from the group consisting of potting compound, ramming mass, cast or pressed molded bricks, in particular Kor- and, chromium corundum and / or high alumina mixtures and combinations thereof , Ofen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (7) mit einer Ofenboden-Tragstruktur (9) unterhalb der Ofenboden-Ausmauerung (3) elektrisch leitend verbunden sind.Oven (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes (7) are electrically conductively connected to a furnace bottom support structure (9) below the furnace bottom lining (3).
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