NO116164B - - Google Patents

Description

Roterende metallurgisk smelteovn.

Denne oppfinnelse vedrører en roterende metallurgisk smelteovn for kontinuerlig behandling, opphetning og utmatning av flytende metall og slagg.

I forbindelse med behandling av metallsmelter i lukkede beholdere, såsom smelteovner o.l., er det kjent at der som oftest finnes en ikke metallisk bestanddel som i form av slagg flyter på toppen av det smeltede metall. Vanligvis er det ønskelig å fjerne metall og slagg hver for seg fra beholderen. Dette gjøres som oftest ved å tappe metall og slagg gjennom to forskjellige åpninger eller ved at metall og slagg tappes på forskjellige tidspunkter.

For å kunne holde slagg tilbake og bare tappe flytende metall er

det kjent å utstyre ovner eller øsekar med slaggdammer som oven-

fra er ført ned gjennom slagget og som hindrer slagg i å renne

1 gjmnom åpningen. Lignende forsøk er blitt utført i forbindelse j . med roterende ovner som arbeider med chargevis belastning, men de, oppnådde resultater var lite tilfredsstillende fordi det var van-j skelig å tilveiebringe en tett forbindelse mellom den roterende ovn og den stasjonære slaggdam.

Ved kontinuerlig eller halvkontinuerlig behandling av j smeltede chargematerialer i roterende smelteovner kan de væskeforj mede eller smeltede produkter hensiktsmessig tømmes gjennom en aki sial åpning ved ovnens tømningsende, hvilken åpning eventuelt ogsåi tilveiebringer en hensiktsmessig passasje for opphetning av ovneii. Hvis både flytende metall og flytende slagg behandles i en rota-: sjonsovn hvor tømningen skjer ved overløp gjennom en begrenset ak-i> ; sial tømningsåpning, søker slagget å strømme gjennom ovnen med en i ; ukontrollert hastighet, slik at det forblir i ovnen en kortere tids-periode enn metallet før det tømmes, slik at man ikke oppnår den i ; reaksjonstid mellom slagget og metallet som er tilstrekkelig for \ ! den beste styring av de metallurgisk-.kj estiske forhold under pro- ' j sessen. Slagg og metall forlater normalt ovnen sammen i en enesté ; strøm slik at der kreves en etterfølgende ytterligere separerings-operasjon for å skille slagg fra metall.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en roterende smelteovn for kontinuerlig drift med regulering av slaggstrøm-mens hastighet gjennom ovnen ved styring av slaggets tømningshastig-het gjennom ovnens aksiale tømningsåpning, og hvor metall og slagg gis anledning til å skilles i separate strømmer mens de tømmes gjennom åpningen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et ek-sempel under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 er et sideriss, tildels i snitt, av en ovns tøm-ningsende, en brennermontering med opphetningsinnretninger, innretninger for regulering av slaggstrømmen og innretninger for avstengning av tømningsåpningen er vist, mens fig. 2 er et enderiss, til-> dels i snitt, sett langs linjen 2 - 2 av anordningen ifølge fig. 1, hvor opphetningsinnretningene og avstengningsinnretningene for åp-r ningen er sløyfet for å vise anordningen for regulering av slagg-i strømmen og oppdeling av metall og slagg i separate tømningsstrøm--mer. Ved den på tegningene viste anordning er en brenner 1 montert slik at denne kan innstilles nøyaktig i forhold til ovnens tømnings-kant It. Brenneren er sentralt festet på en vogn 2 ved hjelp av faste bærearmer 3 som slutter ved svinglagre 7. Den vertikale be-vegelse av brennerdysen utføres derfor ved svingning eller dreining av brenneren 1 i det langsgående vertikalplan om svinglagrene 7 ved forandring av lengden av en sammentrekkbar eller tilbaketrekk-bar bærestang 4 som forbinder vognen 2 med brennerens bakre ende, hvilket skjer ved betjening av en hydraulisk sylinder 13. Vognen<!>2 hviler på hjul 5 som løper på skinner 6 og tillater at hele anordningen kan beveges i forhold til ovnens tømningsende. Vognen er leddet til ovnen ved hjelp av en sammentrekkbar avstandsarm 10 som er avsluttet med en rulle 8 som holdes i anlegg med rotasjons-ovnens endeplate 9. Avstandsarmen 10 hviler på lagersko 11 som løper på en føring 12 som er festet på vognen 2, og avstandsarmens 10 lengde kan innstilles ved betjening av en hydraulisk sylinder 17. Kontakt.trykket mellom rullen 8 og endeplaten 9 som roterer, som vist med pilen 26, opprettholdes ved hjelp av ettergivende forspenningsinnretninger som kan omfatte fjærer eller motvekter som er festet til vaiere på vognen og ført gjennom på tegningen ikke viste skiver, eller alternativt kan et føringsspor som er anordnet på vognens endeplate 9 omslutte rullen 8 eller dennes ekviva-lent slik at rullen samtidig styres i begge retninger.

Flere funksjoner, omfattende oppvarmning av ovnen, regulering åv slaggstrømmen, separering av metall og slagg, oppvarmning av tømningskanten samt tetning av tømningsåpningen kan lett utføres ved hjelp av en kombinasjon av innretninger som er inkor-porert i en eneste anordning eller montering som på sin side under-støttes innenfor tømningsåpningen ved hjelp av den ovenfor forklar-te innstillingsanordning. Anordningene for direkte kontroll av oppvarmnings- og tømningsbetingelsene er derfor anbragt innstill-bart for ytterst effektiv anvendelse.

For kontroll av slaggstrømmen og tømningen er en slaggsperre 18 anordnet perpendikulært på ovnens akse slik at den stikker nedover gjennom slagglaget 15 og i det minste til metallnivået 16. I lengderetningen og ut fra hver side av utløpskanten 14 for å skjære slaggsperren 18 i omtrent rette vinkler strekker seg to gassteppe-slaggspredere eller fordelere 31 som utsender gass med en hastighet som er tilstrekkelig stor til at gassen trenger gjennom og sprer eller oppdeler slagget, og hvilke gasstepper er rettet slik at de begrenser slaggstrømmen sideveis og tvinger den innover mot den sentrale styrbare tømningspassasje 45. Gassteppene 31 sendes ut fra langsgående slisser 30 fra gassfordelingsrør 29 som

er roterbart festet i bærelageret 32 som ved hjelp av knekter 33

er festet på brennerens 1 underside. Innstillingen av gassteppe-organer 31 for oppdeling av slagg i valgte avstander fra den styrbare tømningspassasjes 45 senter utføres ved dreining av gassfor-delingsrørene 2 9 ved hjelp av hydrauliske sylindre 34 eller andre ekvivalente mekaniske innretninger. På denne måte kan slaggstrøm-men inn i det slaggfrie areal av metalloverflaten i tømningspas-sasjen 45 begrenses i en hvilken som helst ønsket utstrekning og eventuelt stanses helt. Som vist på fig. 2, ved å tillate slagg bare å strømme inn i ett sideparti av kontrollpassasjen 45 kan slagg tømmes i form av en separat strøm 43 slik at den lett og hensiktsmessig kan fjernes ved hjelp av et ildfast trau 19, mens me-tallstrømmen 42 passerer direkte inn i en støpeanordning.

Ved den viste utførelse er hovedslaggsperren 18 utført vannkjølt og tilføres kjølevann som er i sirkulasjon fra brennerens vannkappe 39, hvilket skjer gjennom slaggsperrens bærerør 44. Ho<-vedslaggsperren kan også omfatte massivt ildfast materiale eller et gassteppe. Gasser som er egnet for gassteppeorganene for opp-<1>deling eller begrensning av slaggstrømmen, omfatter butan, propan eller argon som kan være opphetet og som under,trykk gjennom en svingbar forbindelse 35 tilføres de roterbare gassfordelingsrør 29.

For å redusere enhver tendens til størkning og oppsam-ling av størknet metall og slagg på tømningsåpningens flater er det anordnet hjelpebrennere 37 som er festet på et ringformet for-delingsrør 36 og som er rettet radialt utover mot tømningskantens: 14 innerflate. Denne varme er mest effektiv når den er konsen-trert mot et segment av tømningsåpningen som ligger inntil den tøm-te metallstrøm slik at tømningskanten opphetes umiddelbart før dennes kontakt med det væskeformede metall. Brennstoff og luft til forbrenning tilføres gjennom rør 38. En alternativ, men mer ; komplisert og kostbar hjelpeoppvarmning omfatter elektriske mot-standselementer som er innleiret i dén ildfaste tømningskant. For-uten opphetningen er anvendelsen av ildfaste materialer som ikke fuktes av det smeltede metall og slagg hensiktsmessig i denne hen-seende. I

For avstengning av tømningsåpningen utsendes et sperre-teppe av gass fra en langsgående slisse 20 i et ringformet fordeldngs-rør 21, og gasstrømmen i teppet er rettet utover og i vinkel mot-satt den forventede strøm av sekundær luft som føres inn i ovnen,. slik at åen støter mot tømningskantens IM- indre vegg. Det ringformede fordelingsrør 21 er ved en stengeplate forbundet med brenneren 1 og tilføres gass under trykk gjennom en ledning 22. Gassen : kan være luft eller en nøytral eller reduserende gass, f.eks. ni-trogen og argon. For å unngå oxydering av det tømte metall og under redusert forbruk av ikke oxyderende gass kan det ringformede fordelingsrør alternativt være utført i to eller flere seksjoner, hvor luft anvendes som tettende medium for den største del av tøm-ningsåpningens omkrets, mens argon eller en annen ikke oxyderende gass eller en brennerflamme benyttes for det nedre parti av gassteppet som strømmer mot det område hvor metall som tømmes strømmer. Enda et alternativ er å forsyne det ringformede fordelingsrør 2 0

med forbrenningsprodukter fra en olje- eller gassbrenner med et luk-ket forbrenningskammer som er forbundet med ledningen 22. Den siste anordning er fordelaktig ved at den samtidig oppheter og stenger mot tømningsåpningen 14 ved hjelp av en ikke oxyderende gass, men anordningen krever vannkjøling eller anvendelse av særlige varmebestan-dige materialer for tilførselsrøret 22 og det ringformede fordelings-rør 21.

Det ytre brennerrør er fortrinnsvis vannkjølt ved hjelp

av vann som tilføres og tømmes gjennom rør 23 og sirkuleres til de vannkjølte flater av brennerinnretningen ved hjelp av en passende anordning av skjermer eller rør som er festet i brennerens vannkappe 39, på en måte som er analog med den som brukes ved kjente vann-kjølte brennere og oxygenlanser. Luft som kan være forvarmet eller anriket med oxygen, tilføres brenneren ved hjelp av bøyelige luft-ledninger 24 og en ;lufttilførselsring 40 for brenneren, mens bren-sel tilføres gjennom bøyelige brenselledninger 2 5 og brennerens bren-selrør 41.

Claims (6)

1. Roterende ovn for kontinuerlig bearbeidelse og utmatnin^ av smeltet metall og på metallet flytende slagg, karakterisert ved at den omfatter en aksial utmatningsåpning for ut-i matning av metall (16) og slagg (15) over åpningens kant (14), en slaggsperre (18) som er anbragt fast på en bevegelig bæreinnret- ! ning og anordnet perpendikulært i ovnen (27) foran utmatningsåpningen for å hindre fri strømning av slagg (15) langs ovnsmidten til utmatningsåpningen, minst to slaggadskillere (31) anordnet i rommet mellom slaggsperren (18) og åpningskanten (14), en på hver side av den utgående metallstrøm (42) og anordnet til å hindre slagg (15) i å flyte vinkelrett innover mot utmatningsåpningens midte, hvor den ene slaggadskiller (31) er anordnet i innstillbar avstand fra den utgående metallstrøm (42) for å tilveiebringe utmatning ay slagg (15) gjennom utmatningsåpningen på den ene side av den sen-: tralt utgående metallstrøm (42) som en separat slaggstrøm (43).

2. Roterende ov» ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste den ene slaggadskiller (31) består av et gassteppe som sendes ut under trykk av et langstrakt munnstykke (30) som strekker seg langs en i ovnens lengderetning forløpende ledning (29) som er anbragt ved utmatningsåpningen.

3. Roterende ovn ifølge krav 2, karakterisert ved at gassteppet er innrettet til å virke i varierende perpendiku-lær avstand fra den utgående sentrale metallstrøm (42) idet et man-øvreringsorgan (34) er anordnet for regulerbar vridning av den i lengderetningen forløpende ledning (29).

4. Roterende ovn ifølge krav 1, 2 eller 3,karakte-; r i s e r t ved at den bevegelige bæreinnretning omfatter en brenner (1) som strekker seg inn i utmatningsåpningen, en vogn (2) som bærer brenneren på et første sted ved hjelp av en horisontal svingetapp (7) i det vesentlige vinkelrett på ovnens lengdeakse og på et .annet sted ved hjelp av et vertikalt anbragt bæreorgan (17) som er innrettet til styrt vertikal svingning av brenneren (1) om den' horisontale svingetapp (7) for vertikal innstilling av brenneren :

(1), den på bæreinnretningen fast anbragte slaggsperre (18) og slaggadskillerne (31) i utmatningsåpningen.

5. Roterende .ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at et avstandsorgan (10) er anordnet mellom den bevegelige bæreinnretning og ovnen og har et bevegelig j anlegg (8) med ovnens utmatningsende når ovnen roterer og er inn-! rettet til å opprettholde en bestemt avstand med hvilken brenneren (1), den på denne festede slaggsperre (18) og slaggadskillerne (31) stikker inn i utmatningsåpningen. !

6. Roterende ovn ifølge et eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at ovnen er utstyrt med en avstengn^ngs-innretning som omfatter et ringformet gassteppe som er rettet ra-j dialt utover under trykk fra minst en ringformet spaltedyse (20) for å støte mot utmatningsåpningens (14) innerflate og hindre fri utskiftning av gassene mellom ovnens indre og den omgivende atmos- fære.