SK149399A3 - Electrode type soderberg for making silicon alloys and silicon metal - Google Patents
Electrode type soderberg for making silicon alloys and silicon metal Download PDFInfo
- Publication number
- SK149399A3 SK149399A3 SK1493-99A SK149399A SK149399A3 SK 149399 A3 SK149399 A3 SK 149399A3 SK 149399 A SK149399 A SK 149399A SK 149399 A3 SK149399 A3 SK 149399A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- central core
- electrode
- furnace
- package
- rod
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 32
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 8
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 7
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 abstract 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 56
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 244000080575 Oxalis tetraphylla Species 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical class C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
- H05B7/107—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes specially adapted for self-baking electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/02—Details
- H05B7/06—Electrodes
- H05B7/08—Electrodes non-consumable
- H05B7/085—Electrodes non-consumable mainly consisting of carbon
- H05B7/09—Self-baking electrodes, e.g. Söderberg type electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Tento vynález sa vzťahuje na samovypaľujúcu elektródu na výrobu silikónových zliatin a silikónového kovu.The present invention relates to a self-baking electrode for producing silicone alloys and silicone metal.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Použitie samovypaľujúcich elektród (tiež “Soderbergových elektród“) na výrobu železitých zliatin je už známe asi 75 rokov (viď Patent USA č. 1,440,724 zo septembra 1919a Patent USA č. 1,441,037 z januára 1923 obidva pod menom Sôderberga). Samovypaľujúce elektródy v podstate pozostávajú z materiálu obsahujúceho uhlík ako antracit, koks, decht a smolu, ktorým sa plní oceľový obal v polohe vnútri elektrickej oblúkovej pece pomocou stykových hrotcov a zariadenia na zavesenie a šmýkanie. Použitie vysokého napätia a žiaru oblúka zapáleného elektródou počas prevádzky pece vyvíja dostatočné teplo na roztavenie materiálu plneného do obalu a formuje tmel a potom koksuje tak vytvorený tmel a konečne vypaľuje elektródu.The use of self-baking electrodes (also "Soderberg electrodes") for the production of ferrous alloys has been known for about 75 years (see U.S. Patent No. 1,440,724 of September 1919 and U.S. Patent No. 1,441,037 of January 1923 both under the name of Söderberg). The self-baking electrodes consist essentially of a carbon-containing material such as anthracite, coke, tar and pitch which fills the steel casing in position inside the electric arc furnace by means of contact tips and a suspension and sliding device. The use of the high voltage and the glow of the arc ignited by the electrode during furnace operation generates sufficient heat to melt the material filled into the package and form the sealant and then coke the resulting sealant and finally burn the electrode.
Oceľové obaly Soderbergových elektród teraz používaných, sú väčšinou okrúhle a vybavené radmi vnútorne čnejúcich rebier, uložených radiálne smerom k stredu elektródy za účelom získania mechanickej sily elektródy, prenikania tepla v elektróde vodivosťou rebier. Chová sa ako bežný vodič. Rebrá a obal sú obvykle vyrobené z dokonalej ocele a ich tThe steel sheaths of the Soderberg electrodes now in use are mostly round and equipped with a series of internally projecting ribs positioned radially toward the center of the electrode in order to obtain the mechanical force of the electrode, the penetration of heat in the electrode through the conductivity of the ribs. It behaves like a normal driver. Ribs and casing are usually made of perfect steel and their t
množstvo, dĺžka a fyzický tvar záleží na tom, čo sa pokladá za optimum pre dokonalé vypaľovanie na každom geometrickom dizajne.quantity, length and physical shape depend on what is considered to be the optimum for perfect firing on any geometric design.
Keďže elektróda spotrebúva počas výroby silikónu alebo železitej zliatiny, ako tmel tak aj obal môžu byť nahradené. Tento dej sa odohráva vysoko na vrchole elektródového stĺpca takým spôsobom, že je tu dostatočný statický tlak pre ucelenosť a pre prebiehanie rôznymi stupňami teplotného modelu od zmäkčenia tmelu po teplo vyvinuté bežným tokom.Since the electrode consumes during the production of silicone or ferrous alloy, both the sealant and the casing can be replaced. This action takes place high at the top of the electrode column in such a way that there is sufficient static pressure for coherence and to run through the various degrees of the temperature model from softening the sealant to the heat generated by the current flow.
Spotrebovanie elektródy je nahradené dokonalým prešmykovaním elektródy cez stykové hrotce. Železný obal a rebrá prechádzajúce cez stykové hrotce pri každom prešmyknutí zhoria a oxidujú alebo sa tavia, a tým prepadajú do zmesi. Pretože táto spotreba/oxidácia, získanie železa je v takom množstve, že Sôderbergova technológia sa nemôže použiť na výrobu komerčného stupňa silikónového kovu, kde podľa akostného stupňa pre Si, Fe obsah má byť pod 1%, pod 0.5%, pod 0.35% alebo dokonca pod 0.2%.Electrode consumption is replaced by perfect sliding of the electrode through the contact tips. The iron casing and the ribs passing through the nibs burn and oxidize or melt each time they slide, thereby sinking into the mixture. Because of this consumption / oxidation, the iron recovery is in such an amount that Söderberg technology cannot be used to produce a commercial grade silicone metal where, according to the grade for Si, Fe content should be below 1%, below 0.5%, below 0.35% or even below 0.2%.
Preto silikonový kov sa vyrába výlučne použitím takzvanej “pred vypaľovacej“ elektródy, ktorou je amorfný uhlík alebo napoly grafitizovaná elektróda vyrobená v zvláštnych výrobných podnikoch a potom sú dodávané v dieloch typickej dĺžky 2 až 2.5 m. Tieto predvypaľovacie elektródy, ktoré sú zvyčajne 4 až 6 krát drahšie ako Sôderbergove elektródy, majú byť navzájom spojené určitými zariadeniami ako sú čapíky a zásuvky alebo sústava mužských / ženských konštrukčných výbrusov na koncoch každého dielu elektródy. V prevádzke silikónovo kovovej peci, sú tieto vzťahy medzi úlomkami elektród limitujúcimi činitelmi na prevod energie z jednej elektródy k druhej pod stykovým hrotcom.Therefore, the silicone metal is produced exclusively using a so-called "pre-bake" electrode, which is an amorphous carbon or semi-graphitized electrode made in special manufacturing plants and then supplied in parts of a typical length of 2 to 2.5 m. These pre-baking electrodes, which are typically 4 to 6 times more expensive than the Söderberg electrodes, are to be connected to each other by certain devices such as plugs and sockets or a set of male / female structural cuts at the ends of each electrode piece. In the operation of a silicone metal furnace, these relationships between electrode fragments are limiting factors for the transfer of energy from one electrode to the other below the contact tip.
Pre teplo a prúdový prevod modelu, čapíky a zásuvky sú náchylné na rozbitie pri náhlych zmenách energie v peci - čo je spôsobené hociktorým typom vypnutia elektrickej energie - takže rozbitia elektródy sú časťami neželaného negatívneho vplyvu pri prevádzke.For the heat and current transfer of the model, the plugs and sockets are susceptible to breakage due to sudden changes in the furnace energy - which is caused by any type of power cut - so breakage of the electrode is part of an unwanted negative impact in operation.
Naviac ich sila je relatívne nízka pri porovnaní so Sôderbergovými elektródami, ktoré neobsahujú slabé miesta pokiaľ ide o konektory alebo čapíky, čím ju robí pevnejšou a schopnou prijímať energiu na štvorcový diel.Moreover, their strength is relatively low when compared to Söderberg electrodes, which do not contain weak points in connectors or plugs, making it stronger and capable of receiving energy per square piece.
Preto zníženie nákladov elektródy používajúcej princíp samovypaľovania je jedným z hlavných vízií každého výrobcu silikónového kovu.Therefore, reducing the cost of an electrode using the self-baking principle is one of the major visions of any silicone metal manufacturer.
Veľa pokusov sa podniklo na vyvinutie typu Sôderbergovej elektródy, ktorá by umožnila lacnejšiu výrobu silikónového kovu pri stretnutí so všetkými kritériami na zníženie množstva železa vo vyrobenom kove.Many attempts have been made to develop a type of Söderberg electrode that would allow cheaper production of silicone metal while meeting all the criteria for reducing the amount of iron in the metal produced.
V 70', Nippon Denko v Japonsku vyvinul systém v ktorom obaly a rebrá, zvyčajne vyrobené z ocele sú nahradené obalmi a rebrami vyrobenými z hliníku (viď Japonské Patenty č. 951,888 a 835,596). Tento pokus použiť hliník na obal a rebrá sa nikdy nevyužil priemyselne pre nedostatok mechanickej stability a v podstate rôznej vodivosti hliníku v porovnaní s oceľou.In 70 ', Nippon Denko in Japan developed a system in which the packing and ribs, usually made of steel, are replaced by packing and ribs made of aluminum (see Japanese Patent Nos. 951,888 and 835,596). This attempt to use aluminum on the casing and ribs has never been used industrially because of the lack of mechanical stability and substantially different conductivity of aluminum compared to steel.
Iný prístup podnikol M. Cavigli (viď Taliansky Patent č. 606,568 z júla 1960). V tomto patente sa navrhovalo odstrániť rebrá z vonkajšieho obalu a prispôsobiť pohyb tmelu vzhľadom na vonkajší obal šmýkaním alebo vytláčaním vonkajšieho obsahu obalu, ako centrálne potrebovateľnú súčasť. Železné kríže sa zaviedli vnútri v obale ako podpora pre elektródu pri vypaľovaní. Tieto železné kríže držali elektródu pokiaľ bol umožnený relatívny posun medzi obalom a elektródou, či už vtláčaním alebo znižovaním váhy suspenzie. Tento systém bol v prevádzke v jednej továrni v Taliansku. Dovoľuje znížiť kontamináciu železa, pri prešmyknutí obalu predstavuje len 1/10 prešmyku hmotnej elektródy. Avšak nedovoľuje dosiahnuť tú istú nízku hladinu znečistenia železa, ako sa deje s konvenčnými pred vypaľovacími elektródami.Another approach was taken by M. Cavigli (see Italian Patent No. 606,568 of July 1960). This patent proposed to remove the ribs from the outer packaging and to adapt the movement of the sealant relative to the outer packaging by sliding or extruding the outer contents of the packaging as a centrally necessary component. Iron crosses were introduced inside the package to support the firing electrode. These iron crosses held the electrode as long as relative displacement between the sheath and the electrode was allowed, either by injecting or reducing the weight of the suspension. This system was in operation in a factory in Italy. It makes it possible to reduce the contamination of iron; However, it does not allow to achieve the same low level of iron contamination as is done with conventional pre-firing electrodes.
Iný prístup podnikol Bruff (viď Patent USA č. 4,527,329 z júla 1985). Tento patent navrhuje rozdeliť vypaľovanie tmelu od toho, ktorý sa deje použitím tepla pomocou Ohmovho odporu a vodivosti, a pod stykovými hrotcami. Takto, osobitné zariadenie na vypaľovanie je umiestnené nad stykovými hrotcami. Naviac vynález je zariadený na rezanie a odstránenie železného obalu pod vypaľovací systém, nad stykovými hrotcami tak, že základne tvarovaná akoby vypaľovacia elektróda vstupuje a spája sa so stykovými hrotcami. Táto sústava sa prevádza v malej peci okolo 10 MW v Elkem Kristiansand. Predsa sú určité obmedzenia na používanie pecí s vyšším napätím s elektródami väčšieho diametru, ktoré sú výrobným štandardom pre pôsobivosť ceny v rozvinutom svete.Another approach was taken by Bruff (see U.S. Patent No. 4,527,329 of July 1985). This patent proposes to separate the baking of the sealant from that which occurs by using heat by means of Ohm resistance and conductivity, and below the contact tips. Thus, a special firing device is positioned above the contact tips. In addition, the invention is provided for cutting and removing the iron wrapper below the firing system, above the contact tips, such that a base-shaped firing electrode enters and connects to the contact tips. This system is converted in a small furnace around 10 MW in Elkem Kristiansand. However, there are some limitations to the use of higher voltage furnaces with larger diamond electrodes, which are the production standard for price efficiency in the developed world.
Podobné riešenie objasnil v Nemeckom patente č. 4,036,133 z mája 1991 pod menom E.Svana.A similar solution has been disclosed in German patent no. No. 4,036,133 of May 1991 under the name E. Svana.
Ďalší systém založený na pomernom vývoji samovypaľujúcej elektródy vzhľadom na vonkajší obal objasňoval Persson v patente USA č. 4,575,856 z marca 1986. V tomto patente železné kríže použité Caviglim v jeho sústave sú nahradené menšími grafitovými elektródami zavedenými do stredu obalu. Malé elektródy mali oporu a boli poháňané zvláštnym zariadením na šmýkanie / udržanie, ktoré umožňuje relatívny pohyb vo vnútri obalu.Another system based on the proportional development of a self-baking electrode with respect to the outer sheath was disclosed by Persson in U.S. Pat. No. 4,575,856, Mar. 1986. In this patent, the iron crosses used by Caviglim in its system are replaced by smaller graphite electrodes introduced into the center of the package. The small electrodes were supported and were driven by a special slip / hold device that allows relative movement within the package.
Zlepšený systém založený na “prenose“ z konvenčnej predvypaľovacej elektródy jedného z vytýčených typov ktoré popisuje Cavigli a Persson v Kanadskom patente č. 2,081,295.An improved system based on the "transfer" of a conventional pre-firing electrode of one of the designated types described by Cavigli and Persson in Canadian Patent No. 5,201,549. 2,081,295.
Nevýhody tohto systému plynú z fyzickej sily obmedzení jadra grafitovej elektródy a ich limitovaného potenciálu na absorbovanie vtlačenia napätia a brzdiacich síl, keďže jadro elektródy je podstatne neusmernené na dĺžku od 14 m a môže sa uchýliť v kolmej polohe z rôznych dôvodov. Ďalej obal ktorým je v tomto systéme v podstate vytláčajúca farba, sa potrebuje prešmyknúť smerom dole na nahradenie, pre tepelné škody medzi a pod stykovými hrotcami. Bez takéhoto periodického prešmykovania, by škody dosahovali vysokých hodnôt v stykových hrotcoch, a tekutý tmel by začal kvapkať a tým by spôsobil poruchy nazvané “zelené“ rozbitia Sôderbergovej technológie. Periodické prešmykovania obalu do menšej miery kontaminujú Si nielen so železom pece, ale tiež so zliatinovými prvkami použitými v obalovom materiále a stanovenie maximálneho tepla pri ochrane oxidácie. Tieto kontamináty disponujú k tomu, že silikónový kov vyrobený takýmto spôsobom je nevhodný pre použitie v chemickom priemysle na výrobu metylchlorosilanov zo silikónového kovu. Obaly vyrobené z ušľachtilej ocele majú tiež nevýhody ako zníženie teplom dôležitých vlastností na prevádzku, prostredie pece a čas v ktorom sú exponované týmto.The disadvantages of this system result from the physical force of the graphite electrode core limitations and their limited potential for absorbing voltage indentation and braking forces, since the electrode core is substantially uncontrolled to a length of 14 m and can be held in a perpendicular position for various reasons. Further, the wrapper, which in this system is essentially an extrusion paint, needs to slide downward for replacement, for thermal damage between and below the contact tips. Without such periodic rearrangement, the damage would reach high levels in the contact tips, and the liquid sealant would start to drip, causing a failure called "green" breakage of Söderberg technology. Periodic rearrangement of the packaging contaminates Si not only with the furnace iron, but also with the alloy elements used in the packaging material and the determination of maximum heat to protect oxidation. These contaminants have the effect that the silicone metal produced in this way is unsuitable for use in the chemical industry for the production of methyl chlorosilanes from the silicone metal. Packaging made of stainless steel also has drawbacks such as reducing the heat important properties for operation, the furnace environment and the time at which they are exposed to this.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Cieľom tohto vynálezu je vyvinutie novej a zlepšenej samovypaľujúcej elektródy.It is an object of the present invention to provide a new and improved self-baking electrode.
Iný cieľ tohto vynálezu je zariadiť novú elektródovú sústavu, ktorá umožní výrobu silikónového kovu v peci Sôderbergovho typu akejkoľvek modifikácie jestvujúcej šmykovej sústavy alebo pridania inej šmykovej sústavy. Vďaka elektróde ako vynálezu tá istá pec môže vyrobiť aj FeSi každého stupňa a kov Si bez akéhokoľvek zhoršenia prestoja medzi postupnou zmenou jedného výrobku k druhému v každom čase za najnižšie náklady na elektródu.Another object of the present invention is to provide a new electrode assembly that enables the production of silicone metal in a Söderberg-type furnace of any modification of an existing shear assembly or the addition of another shear assembly. Thanks to the electrode of the invention, the same furnace can also produce FeSi of each stage and the metal Si without any deterioration between the gradual change of one product to another at any time at the lowest cost of the electrode.
Elektróda ako vynález prekonáva problémy spojené s prednostným odborom: kontaminácia silikónového kovu rozbitia jadra ako výsledok vytláčajúcich síl deformáciu obalu, strata pri výrobe a podstatné výdavky na zriadenie novej šmykovej sústavy . Tiež stanovuje spôsob na pretvorenie väčších a účinnejších ferrosilikónových pecí Sôderbergovho typu na jestvujúce silikónové kovové pece s predvypaľovacou technológiou.The electrode as the invention overcomes the problems associated with the preferred field: contamination of the silicone metal by core breakage as a result of the displacement forces, deformation of the shell, loss of production and substantial expense for the establishment of a new shear system. It also provides a method for converting larger and more efficient Söderberg type ferrosilicon furnaces into existing silicone metal furnaces with pre-firing technology.
Podľa toho tento vynález sa vzťahuje na samovypaľujúcu elektródu v polohe vhodnej na použitie elektrickej oblúkovej peci ktorá obsahuje:Accordingly, the present invention relates to a self-baking electrode in a position suitable for use in an electric arc furnace comprising:
podlhovastý elektrický vodivý obal na konci otvorený, ktorý sa rozkladá obyčajne kolmo v peci pri prevádzke;an elongated electrical conductive casing open at the end, which normally extends perpendicular to the furnace during operation;
centrálne jadro uložené v peci a oddelené od obalu, centrálne jadro vyrobené z teplovodivého materiálu;a central core housed in a furnace and separated from the packaging, a central core made of a heat conducting material;
aspoň jeden konštrukčný rám, konštrukčný obal upevňujúci centrálne jadro k vnútornému povrchu obalu na udržanie centrálneho jadra vo vnútri obalu a na zabránenie vytlačenia centrálneho jadra smerom dole; a uhlíkový elektródový tmel obklopujúci centrálne jadro, tmel je určený na obalenie pevnej elektródy za účelom zohrievania a pripevnenia k centrálnemu jadru.at least one structural frame, a structural package securing the central core to the inner surface of the package to retain the central core within the package and prevent the central core from being pushed downwards; and a carbon electrode sealant surrounding the central core, the sealant is intended to wrap a solid electrode for heating and attachment to the central core.
Tento vynález sa vzťahuje aj na elektrickú oblúkovú pec zahrňujúcu samovypaľujúcu elektródu ako bolo písané hore. Podrobnejšie elektrická oblúková pec obsahuje:The present invention also relates to an electric arc furnace comprising a self-baking electrode as described above. More specifically, the electric arc furnace comprises:
samotnú pec obsahujúcu náboj na zapálenie peci; samovypaľujúcu elektródu obsahujúcu:the furnace itself comprising a charge for igniting the furnace; self-baking electrode containing:
z pozdĺžny elektrický vodivý obal hore otvorený, ktorý má horný a dolný koniec povedzme obal roztiahnutý obyčajne kolmo vo vnútri pece a uvoľnený na prešmykovanie kolmo cez prešmykovací mechanizmus;a longitudinally electrically conductive wrapper open upwardly having an upper and a lower end, say, a wrapper generally expanded perpendicularly within the furnace and released to slide perpendicularly through the derailleur mechanism;
centrálne jadro umiestnené vo vnútri pece a vzdialené od obalu, centrálne jadro je vyrobené z teplovodivého materiálu;a central core located within the furnace and away from the package, the central core being made of a heat conducting material;
aspoň jeden konštrukčný rám v obale, konštrukčný rám ktorý udržiava centrálne jadro k vnútornému povrchu obalu za účelom udržania v strede centrálneho jadra vo vnútri obalu a na zabránenie vytlačenia centrálneho jadra smerom dole, cez dolný koniec obalu;at least one structural frame in the package, a structural frame that maintains the central core to the inner surface of the package to maintain the center of the central core within the package and to prevent the central core from being pushed downwardly through the lower end of the package;
uhlíkový elektródový tmel obklopujúci centrálne jadro, tmel ktorý je určený na obalenie pevnej elektródy za účelom zohrievania a pripevnenia k centrálnemu jadru;a carbon electrode sealant surrounding the central core, the sealant for wrapping a solid electrode for heating and attachment to the central core;
súčiastky na udržanie obalu sú väčšinou v kolmej polohe vo vnútri peci; a elektrické súčiastky na vyvinutie elektrického oblúku v peci, elektrické súčiastky obsahujúce pripojenie na obal.the packaging retaining components are generally perpendicular to the interior of the furnace; and electrical components for generating an electric arc in the furnace, electrical components comprising a connection to the package.
vin
Ďalším účelom vynálezu je poskytnutie procesu na vytvorenie samovypaľovacej elektródy v elektrickej oblúkovej peci, proces obsahujúci tieto kroky:Another object of the invention is to provide a process for forming a self-baking electrode in an electric arc furnace, the process comprising the steps of:
a) zadováženie elektricky vodivého obalu hore otvoreného;(a) the procurement of an electrically conductive container opened upwards;
b) umiestnenie pozdĺžneho centrálneho jadra teplovodivého materiálu peci a vzdialené od obalu;b) positioning the longitudinal central core of the heat conducting material to the furnace and away from the package;
c) udržanie centrálneho jadra k vnútornému povrchu obalu na udržanie v strede vo vnútri obalu;c) maintaining the central core to the inner surface of the package to be kept centrally within the package;
d) prešmykovanie pozdĺžneho elektricky vodivého obalu v peci na roztiahnutie obyčajne kolmým smerom;d) shifting the elongate electrically conductive wrapper in the furnace to expand generally perpendicularly;
e) zavedenie určitého množstva uhlíkového elektródového tmelu do obalu a obklopenie centrálneho jadra, tmel je určený na obalenie pevnej elektródy za účelom zohrievania a pripojenia k centrálnemu jadrue) introducing a certain amount of carbon electrode sealant into the envelope and surrounding the central core, the sealant is intended to coat the solid electrode for heating and attachment to the central core
f) spojenie obalu k zdroju elektrickej energie; af) coupling the package to a power source; and
g) vytvorenie pomocou elektrickej energie k zdroju elektrickej energie elektrického oblúku v peci.g) generating by electric power to the electric power source of the electric arc in the furnace.
Centrálne jadro z elektródy prevažne pozostáva z uhlíkových tyčí alebo prútov navzájom spojených tak, že prenos tepla je v podstate v neprerušenom spojení. Môžu sa použiť aj kovové prúty alebo tyče.The central core of the electrode consists predominantly of carbon rods or rods connected to each other such that the heat transfer is in substantially continuous connection. Metal bars or rods may also be used.
Jednako materiál použitý na výrobu centrálneho jadra , také jadro vo forme tyčí alebo prútov má byť dierované, na umožnenie chladenia pomocou vstrekovania dvojatómových alebo iných plynov. Takto je užitočné na kontrolovanie a vplyv elektrického oblúku na typ elektródy a na vypaľovanie elektródy.However, the material used to produce the central core, such a core in the form of rods or rods, should be perforated to allow cooling by injection of biatomic or other gases. Thus, it is useful for controlling and influencing the electric arc on the electrode type and on the electrode firing.
V súhlase s vynálezom je materiál vytvárajúci obal vybraný tak, ako elektrický vodivý na prenos elektrickej energie z kontaktných hrotcov do Sôderbergovho tmelu za účelom zabránenia neželanej kovovej kontaminácie či Ti, V, Ta, Cr, Zr alebo Ni. Ako výhoda , obal môže byť vyrobený z Cu alebo mosadze, alebo z hliníkovej zliatiny, alebo hliníku dostatočnej sily na podporovanie tlaku plnenia Sôderbergovho tmelu bez deformácie alebo zárezov.In accordance with the invention, the packaging material is selected as being electrically conductive to transfer electrical energy from the contact tips to the Söderberg sealant to prevent unwanted metallic contamination or Ti, V, Ta, Cr, Zr or Ni. As an advantage, the casing can be made of Cu or brass, or an aluminum alloy or aluminum of sufficient strength to support the filling pressure of the Söderberg sealant without deformation or indentations.
Takýto výber činí vynález užitočným na výrobu silikónového kovu vhodnej kvality na použitie v Rochow-direct syntéze. V skutku treba len vybrať materiál formujúci vodivé jadro a podporujúci obal tak, že výsledné kovové prídavky k tavbe obsahujú vhodné množstvá A1 a/alebo Cu a/alebo zinku a/alebo cínu ako sa vyžaduje v silikóne takto vyrobenom.Such selection makes the invention useful for producing suitable grade silicone metal for use in Rochow-direct synthesis. Indeed, it is only necessary to select the material forming the conductive core and the support shell so that the resulting metal melting additions contain appropriate amounts of Al and / or Cu and / or zinc and / or tin as required in the silicone so produced.
Ako výhoda vynálezu umožňuje elektróda užívateľovi prejsť z výroby ferrosilikónu použitím bežnej Sôderbergovej elektródy na výrobu silikónového kovu použitím technológie hore popísanej, bez akéhokoľvek prestoja a keďže žiadne ďalšie zariadenia na vedenie grafitového jadra sa nevyžadujú, prepnutie na Sôderbergovu technológiu je možné a jedinečné.As an advantage of the invention, the electrode allows the user to switch from the production of ferrosilicon using a conventional Söderberg electrode to produce silicone metal using the technology described above, without any downtime, and since no additional graphite core guiding devices are required, switching to Söderberg technology is possible and unique.
Ako sa oceňuje, dôležité zlepšenie v elektróde spočíva v tom, že centrálne jadro elektródy ktoré je upevnené k obalu je “zbavené“ svojej funkcie prevodu tlakových síl na vytláčanie, ako je pre elektródu opísané v prednostnom odbore, ako je to vyznačené hore. Následne nevystavuje sa jadrový materiál risku vydutia respektíve deformácii pri vtlačení a vAs appreciated, an important improvement in the electrode is that the central core of the electrode that is attached to the sheath is "deprived" of its function of transferring pressure forces to the extrusion as described for the electrode as described in the preferred art, as indicated above. Consequently, the core material is not exposed to the risk of bulging or deformation during indentation and v
taktiež rozbitiu. Ďalej eliminuje potrebu na osobitné zariadenie na šmýkanie, na vykonávanie funkcií centrálneho jadra a tým podstatné výdavky na irreverzibilnú spätnú montáž jestvujúcich pecí, s pred vypaľovacou uhlíkovou elektródou k vytláčanému konceptu ako je popísané vyššie. Ďalej dovoľuje omnoho bezpečnejšie použitie dierovaného jadra elektródy, kde v prípade vytláčacieho princípu prítomnosť takéhoto centrálneho otvoru v centrálnom jadre oslabuje mechanicky jadro v priereze predovšetkým na úrovni čapíkov alebo zásuviek s viac vyslovenou citlivosťou na poškodenie v peci, počas vytvárania vytláčaných inkrementov.also breaking. Furthermore, it eliminates the need for a special sliding device, for performing the functions of the central core, and thus a substantial expense for irreversibly reassembling existing furnaces, with a carbon electrode prior to the baking electrode as described above. Furthermore, it permits a much safer use of the pierced electrode core, where, in the case of the extrusion principle, the presence of such a central opening in the central core weakens the core mechanically in cross-section, especially at plug or socket level with more pronounced susceptibility to furnace damage.
Neohraničený opis tohto prednostného znázornenia dáme vzhľadom na pripojené obrázky.An unbounded description of this preferred representation will be given with reference to the accompanying drawings.
Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing
Na obr. 1 je bočný pohľad vo zvislom reze schematicky znázorňujúci elektrickú oblúkovú pec v ktorej sa používa elektróda ako tento vynález;In FIG. 1 is a side cross-sectional side view schematically illustrating an electric arc furnace in which an electrode such as the present invention is used;
Obr. 2 je bočný pohľad v zvislom priereze elektródy ako prednostné znázornenie vynálezu objasnené vyššie konvenčnej Sôderbergovej elektródy; aFig. 2 is a side cross-sectional view of the electrode as a preferred embodiment of the invention illustrated above with a conventional Söderberg electrode; and
Obr. 3 je pohľad prierezu elektródy obr. 2, braného podľa črty II-II obr. 2.Fig. 3 is a cross-sectional view of the electrode of FIG. 2 taken along line II-II of FIG. Second
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Vzhľadom na obr. 1, elektrická oblúková pec 2, v ktorej elektróda 4, ako tento vynález môže byť použitá ako je ilustrované. Pec 2 je obyčajného dizajnu a môže byť použitá na tavbu, napríklad ferrosilikónu a silikónového kovu. Ako je dobre známe, pec 2 obsahuje samotnú pec 6 vytvorenú z vonkajšieho oceľového plášťa a vhodného ohňovzdorného materiálu. Opona 8 sa rozprestiera smerom hore od pece a má horný koniec opatrený príklopom 10 alebo obkladom pece 6. Elektróda 4 sa rozprestiera kolmo vo vnútri pece 6 cez otvor 12 v príklope 10. Pec 2 obsahuje elektrické súčiastky na vyvinutie elektrického oblúku v peci 2 na tavenie a náboj 14 v samotnej peci 6. Elektrické súčiastky majú kontakt, takže stykový hrotec 16 je spojený s elektródou 4. Stykový hrotec 16 je primontovaný na elektróde 4 s obyčajným polo prstencom 18. Pec 2 môže byť tiež opatrená vodou chladeným plášťom 20, na chladenie elektródy 4, nad stykovým hrotcom 16. Udržiavacie súčiastky majú zadržiavať elektródu 4 vertikálne v peci 2. Udržiavacie súčiastky prednostne obsahujú regulačné cylindre 22 a dva šmýkacie remene 24, namontované na horných dverách 26 pece a podporujúce elektródu 4.Referring to FIG. 1, an electric arc furnace 2 in which an electrode 4 such as the present invention can be used as illustrated. The furnace 2 is of ordinary design and can be used to melt, for example, ferrosilicon and silicone metal. As is well known, the furnace 2 comprises a furnace 6 itself made of an outer steel jacket and a suitable fire-resistant material. The curtain 8 extends upwardly from the furnace and has an upper end provided with a lid 10 or furnace lining 6. The electrode 4 extends perpendicularly inside the furnace 6 through an opening 12 in the lid 10. The furnace 2 comprises electrical components for generating an electric arc in the furnace 2. and the hub 14 in the furnace 6 itself. The electrical components have contact so that the contact tip 16 is connected to the electrode 4. The contact tip 16 is mounted on the electrode 4 with a plain semi-ring 18. The furnace 2 may also be provided with a water cooled jacket 20, for cooling. The holding components are preferably to hold the electrode 4 vertically in the furnace 2. The holding components preferably comprise control cylinders 22 and two slide belts 24 mounted on the top door 26 of the furnace and supporting the electrode 4.
Referujúc podrobnejšie obrázky 2 a 3, samovypaľovacia elektróda 4 ako terajší vynález obsahuje pozdĺžny elektrický vodivý obal hore otvorený 30, na rozšírenie obyčajne kolmým spôsobom v peci 2, pri prevádzke. Tento obal 30 má horný koniec 31 a dolný koniec 33. Centrálne jadro 32 vyrobené z teplovodivého materiálu, prevažne vyrobené z uhlíkového materiálu je umiestnené v peci a vzdialené od obalu 30. Obal 30 a centrálne jadro 32 určuje prstencový žľab 34, v ktorom uhlíkový elektródový tmel 36, prevažne Sôderbergov tmel, môže byť naplnený, tavený a ohrievaný. Inými slovami uhlíkový elektródový tmel 36 obklopuje centrálne jadro 32, tmel 36 je určený na obelenie pevnej elektródy za účelom zohrievania a pripojenia k centrálnemu jadru 32.Referring in more detail to Figures 2 and 3, the self-baking electrode 4 as the present invention comprises an elongate electrical conductive wrapper open upwards 30, for expansion in a generally perpendicular manner in the furnace 2, in operation. This sheath 30 has an upper end 31 and a lower end 33. A central core 32 made of a heat conducting material, predominantly made of carbon material, is placed in the furnace and spaced from the package 30. The sheath 30 and the central core 32 define an annular channel 34 in which the carbon electrode sealant 36, predominantly Söderberg sealant, can be filled, melted and heated. In other words, the carbon electrode sealant 36 surrounds the central core 32, the sealant 36 is designed to encapsulate the solid electrode for heating and attachment to the central core 32.
Centrálne jadro 32 môže mať tvar ako tyč alebo iné určené tvary a udržiava sa v strede vnútri obalu 30, aspoň jedným konštrukčným rámom 37, ktorý zabraňuje relatívnemu posunu centrálneho jadra 32, vzhľadom k obalu 30 tým, že je posun tmelu medzi jadrom 32 a obalom 30.The central core 32 may be in the form of a rod or other intended shapes and maintained in the center within the shell 30, by at least one frame 37 that prevents relative displacement of the central core 32 relative to the shell 30 by being a sealant displacement between the core 32 and the shell 30th
Prednostne obal 30 je vyrobený z tenkostennej obyčajnej ocele alebo hrubostenného Duralu takým spôsobom, že pevnosť stien vydrží radiálny tlak Sóderbergovho tmelu 36, ako plniva. Plnenie Sódserbergovho tmelu 36 do obalu elektródy 30 sa deje nepretržitým spôsobom takým, aby sa minimalizovala “klesajúca“ výška a tiež totálna dĺžka medzi stykovými hrotcami.Preferably, the wrap 30 is made of thin-walled plain steel or thick-walled Dural in such a way that the strength of the walls can withstand the radial pressure of Söderberg sealant 36 as a filler. The filling of the Sodserberg sealant 36 into the electrode sheath 30 is carried out in a continuous manner so as to minimize the "decreasing" height as well as the total length between the contact tips.
V prípade keď má silikónový kov byť vyrobený v peci 2, obal 30 je prednostne vyrobený z materiálu nelegovaného s kovom vybraným zo skupiny obsahujúcej titán, vanád, tantal, chróm, zirkónium a nikel, za účelom zabránenia kontaminácie silikónového kovu ktorý sa má vyrobiť v peci 2, s jedným povedzme kovom pri prebiehajúcom strávení obalu v peci 2.In the case where the silicone metal is to be produced in the furnace 2, the container 30 is preferably made of a material unalloyed with a metal selected from the group consisting of titanium, vanadium, tantalum, chromium, zirconium and nickel to prevent contamination of the silicone metal to be produced in the furnace 2, with one, say, metal while the package is ingested in the furnace 2.
Častejšie je v tomto prípade obal 30 vyrobený z kovu vybraného zo skupiny obsahujúcej meď, mosadz a hliník.More often in this case, the container 30 is made of a metal selected from the group consisting of copper, brass and aluminum.
Ako vidieť v obr.2 a 3, konštrukčný rám 37 upevňujúci centrálne jadro 32 k vnútornému povrchu obalu 30, obsahuje pár oproti ležiacich prútov 38, každý prút 38 uložený obyčajne vodorovne, ktorý má prvý koniec 40 zavedený do centrálneho jadra 32 a druhý koniec 42 upevnený k vnútornému povrchu obalu 30. Tyč 44 preniká cez centrálne jadro 32 pod párom prútov 38, tyč 44 má svoje oproti ležiace vonkajšie konce 46 vyčnievajúce z centrálneho jadra 32. Konštrukčný rám 37 ďalej obsahuje dve laterálne konštrukčné súčiastky 48, každá spojená s druhým koncom 42 každej tyče 38, k súhlasnému vonkajšiemu koncu 46, tyče 44. Podľa obr. 3, dva ďalšie prúty 60 môžu byť zariadené za účelom zabránenia skrivenia alebo otáčania centrálneho jadra 32. Každý z prútov 60 obsahuje prvý koniec 62, upevnený k centrálnemu jadru 32 a druhý koniec 64 upevnený k vnútornej stene obalu 30, dva prúty 60 sa dotýkajú centrálneho jadra 32.As seen in FIGS. 2 and 3, the frame 37 securing the central core 32 to the inner surface of the wrapper 30 comprises a pair opposite the lying rods 38, each rod 38 generally laid horizontally having a first end 40 inserted into the central core 32 and a second end 42 fastened to the inner surface of the package 30. The rod 44 penetrates through the central core 32 below the pair of rods 38, the rod 44 has opposing outer ends 46 projecting from the central core 32. The frame 37 further comprises two lateral components 48, each connected to the other end. 42 of each rod 38, to the corresponding outer end 46 of the rod 44. According to FIG. 3, two further rods 60 may be provided to prevent distortion or rotation of the central core 32. Each of the rods 60 includes a first end 62 secured to the central core 32 and a second end 64 attached to the inner wall of the package 30, the two rods 60 contact the central cores 32.
Hoci nie podstatne, roztiahnuté plachty 47, môžu byť upevnené k vnútornému povrchu obalu 30, aby lepšie zabránili vytláčaniu vypaľujúceho tmelu 36, smerom dole. Avšak pokusy ukázali, že konštrukčný rám 37 sám zabraňuje veľmi účinne vytláčaniu vypaľujúcej elektródy 36 smerom dole, pričom je vypaľujúca elektróda pripevnená ku konštrukčnému rámu 37.Although not substantially, the stretched sheets 47 may be secured to the inner surface of the wrap 30 to better prevent the baking sealant 36 being pushed downwards. However, experiments have shown that the frame 37 itself prevents the baking electrode 36 from being pushed down very efficiently while the baking electrode is attached to the frame 37.
Podľa obr. 2, obyčajná Sóderbergova elektróda 49 je zobrazená pod elektródou 4, ako terajší vynález. Táto obyčajná Sóderbergova elektróda 49 obsahuje obal 50 a rebrá 52, namontované na vnútornú stenu obalu 50. Samovypaľujúca elektróda 54 sa formuje v obale 50 a elektróda 54 a obal 50 sa v súlade posúvajú smerom dole. Tento typ elektródy je dobre známy v odbore a nepotrebuje ďalší popis. Ako sa oceňuje táto obyčajná Sóderbergova elektróda 48, mala by mať ten istý priemer, ako je priemer elektródy 4, podľa vynálezu ukazujúc, že je možné ľahko prejsť od výroby ferrosilikónu, použitím bežnej Sôderbergovej elektródy 49, k výrobe silikónového kovu, použitím elektródy ako vynálezu, bez akéhokoľvek prestoja alebo uzavretia celej pece.According to FIG. 2, an ordinary Soderberg electrode 49 is shown below the electrode 4 as the present invention. This common Soderberg electrode 49 comprises a shell 50 and ribs 52 mounted on an inner wall of the shell 50. The self-baking electrode 54 is formed in the shell 50 and the electrode 54 and the shell 50 are moved downwardly. This type of electrode is well known in the art and does not need further description. As appreciated by this ordinary Soderberg electrode 48, it should have the same diameter as the electrode diameter 4 according to the invention, showing that it is easy to move from ferrosilicon production using conventional Söderberg electrode 49 to silicon metal production using the electrode of the invention , without any downtime or closure of the entire furnace.
Podrobná štruktúra elektródy podľa vynálezu dovoľuje veľkú redukciu v objeme kovu, ako je oceľ, ktorá sa normálne používa na zabránenie vytláčania samovypaľujúcej elektródy smerom dole. V skutočnosti s elektródou ako vynálezu, je možné dostať silikónový kov ktorý obsahuje menej ako 0.5% Fe, s obalom ešte vyrobeným z ocele.The detailed structure of the electrode of the invention allows a large reduction in the volume of the metal, such as steel, which is normally used to prevent the self-baking electrode from being pushed down. In fact, with the electrode of the invention, it is possible to obtain a silicone metal which contains less than 0.5% Fe, with a coating still made of steel.
Rozsiahle štúdie vzorku vypaľovania konvenčnej elektródy aj zmiešanej elektródy, kde stred elektródy je z pevného materiálu ktorý má podstatne rozdielnu tepelnú a elektrickú vodivosť ukázali, že keď elektróda obsahuje centrálne jadro s vysokou vodivosťou, vzorka zohrievania a vypaľovania je vyššia v oblasti stykového hrotca, ak to prirovnáme ku konvenčnej Sóderbergovej technológii. Podrobnejšie vypaľovanie tmelu prechádza z pevného jadra vodivosti veľkého tepla, oproti obklopujúcemu Sôderbergovmu tmelu smerom k obalu, na rozdiel od konvenčnej Sóderbergovej elektródy, vypaľovanie tmelu prichádza z obalu a z rebier, to je z vonku do vnútra tej istej elektródy, pretože nieje rozdielna vodivosť medzi jadrom a Sôderbergovým materiálom.Extensive studies of both the conventional electrode and the mixed electrode firing sample, where the center of the electrode is made of a solid material having substantially different thermal and electrical conductivity, have shown that when the electrode contains a high conductivity central core, the heating and firing sample is higher in the contact area. compared to conventional Söderberg technology. In particular, the baking of the binder passes from the solid core of the conductivity of the large heat, compared to the surrounding Söderberg binder towards the sheath, as opposed to the conventional Söderberg electrode; and Söderberg material.
Tento vynález používa vo veľmi dobre vyváženom systéme, vysokú vodivosť centrálneho jadra za účelom vypaľovania obklopujúceho Sôderbergovho tmelu 36. Nepotrebuje relatívny posun vypaľujúcej elektródy 36, vzhľadom na jeho obklopujúci obal 30, pretože je to prípad so zmiešanými elektródami známy v prednostnom odbore a na použitie vo výrobe silikónového kovu.The present invention uses, in a very well balanced system, the high conductivity of the central core to burn the surrounding Söderberg sealant 36. It does not need a relative displacement of the baking electrode 36 relative to its surrounding sheath 30 since this is the case with mixed electrodes known in the prior art and for use in production of silicone metal.
Proces na vytvorenie samovypaľujúcej elektródy 4 v polohe elektrickej oblúkovej peci 2 podľa terajšieho vynálezu obsahuje nasledovné kroky.The process for forming the self-baking electrode 4 in the position of the electric arc furnace 2 according to the present invention comprises the following steps.
a) Podlhovastý elektricky vodivý obal s otvoreným koncom je poruke.(a) The elongated, open-ended, electrically conductive container is within easy reach.
b) Podlhovasté centrálne jadro 32 vodivého tepelného materiálu je umiestnené vo vnútri pece a vzdialené od obalu 30.b) The elongate central core 32 of the conductive thermal material is located inside the furnace and away from the package 30.
c) Centrálne jadro 32 je upevnené k vnútornému povrchu obalu 30 a udržiavané v strede s obalom 30.c) The central core 32 is fixed to the inner surface of the container 30 and kept centered with the container 30.
d) Podlhovastý elektricky vodivý obal 30 sa posunuje vnútri peci 2 za účelom roztiahnutia obyčajne kolmým smerom.d) The elongate electrically conductive casing 30 slides within the furnace 2 to expand in a generally perpendicular direction.
e) Určité množstvo uhlíkového elektródového tmelu 36 sa zavádza v obale 30 obklopujúcom centrálne jadro 32. Tmel 36 je určený na obalenie pevnej elektródy za účelom zohrievania a pripevnenia k centrálnemu jadru 32.e) A certain amount of carbon electrode sealant 36 is introduced in a package 30 surrounding the central core 32. The sealant 36 is designed to wrap a solid electrode for heating and attachment to the central core 32.
f) Elektrický oblúk sa nachádza v peci 2 podľa dobre známeho spôsobu, ktorý nepotrebuje ďalší opis.f) The electric arc is located in the furnace 2 according to a well known method which does not need further description.
Jednotlivo v kroku c) centrálne jadro 32 je upevnené k obalu 30 zavádzaním jednotlivých do dvoch oproti ležiacich strán centrálneho jadra 32. prvého konca 40 súhlasného prútu 38, páru oproti ležiacich prútov 38 a upevňuje druhý koniec 42 každého, z povedzme oproti ležiacich prútov 38, k vnútornému povrchu obalu tak, že každý prút je vytiahnutý obyčajne vodorovne vnútri obalu 30. Tyč 44 sa skladá cez centrálne jadro 32 dvomi prútmi 38 takým spôsobom, že oproti ležiace vonkajšie konce 46 každej tyče 44 vyčnievajú z centrálneho jadra 32. Druhý koniec 42 každého prútu 38 je jednotlivo pospájaný k súhlasnému vonkajšiemu koncu 46 tyče 44 s konštrukčným laterálnym rámom 48.Individually in step c), the central core 32 is secured to the package 30 by introducing the two opposite sides of the central core 32, the first end 40 of the matching rod 38, the pair opposite the lying rods 38 and securing the second end 42 of each, say, lying rods 38, to the inner surface of the package such that each rod is pulled generally horizontally inside the package 30. The rod 44 is folded over the central core 32 by two rods 38 in such a way that opposite the lying outer ends 46 of each rod 44 protrude from the central core 32. The rod 38 is individually coupled to the corresponding outer end 46 of the rod 44 with the structural lateral frame 48.
V prípade keď elektróda 4 sa používa na výrobu silikónového kovu, obal 30 v kroku d) môže byť posúvaný na vrchol predtým vyrobenej samovypaľujúcej elektródy Soderbergovho typu 49, používanej na výrobu ferrosilikónu ako je znázornené v obr. 2. V tomto prípade obal 30 používaný na výrobu silikónu môže mať v podstate ten istý priemer, ako je vonkajší obal 50 Sóderbergovej elektródy 48. Ako bolo spomenuté predtým možno vidieť že je možné ľahko prejsť z výroby ferrosilikónu, použitím obyčajnej Sóderbergovej elektródy 48 na výrobu silikónového kovu použitím elektródy ako vynálezu bez prestoja a odstavenia celej pece.In the case where the electrode 4 is used to produce silicone metal, the sheath 30 in step d) may be advanced to the top of a previously produced Soderberg type 49 self-baking electrode used to produce the ferrosilicon as shown in FIG. 2. In this case, the sheath 30 used to produce silicone may have substantially the same diameter as the outer sheath 50 of the Söderberg electrode 48. As mentioned above, it can be seen that it is easy to switch from ferrosilicon production by using an ordinary Söderberg electrode 48 to produce silicone metal using the electrode of the invention without stopping and shutting down the entire furnace.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002204425A CA2204425A1 (en) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | Electrode for silicon alloys and silicon metal |
| US08/958,323 US5854807A (en) | 1997-05-02 | 1997-10-27 | Electrode for silicon alloys and silicon metal |
| PCT/CA1998/000409 WO1998051129A1 (en) | 1997-05-02 | 1998-04-27 | Electrode type söderberg for making silicon alloys and silicon metal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK149399A3 true SK149399A3 (en) | 2000-08-14 |
| SK286447B6 SK286447B6 (en) | 2008-10-07 |
Family
ID=25679299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1493-99A SK286447B6 (en) | 1997-05-02 | 1998-04-27 | Soderberg-type electrode for making silicon alloys and silicon metal |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0979596B9 (en) |
| AU (1) | AU7024998A (en) |
| BR (1) | BR9809347B1 (en) |
| ES (1) | ES2177000T3 (en) |
| IS (1) | IS1955B (en) |
| NO (1) | NO315630B1 (en) |
| PL (1) | PL189321B1 (en) |
| SK (1) | SK286447B6 (en) |
| WO (1) | WO1998051129A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2341749C (en) * | 1998-08-25 | 2008-05-13 | Pyromet (Proprietary) Limited | Soderberg-type composite electrode for arc smelting furnace |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB227822A (en) * | 1924-01-17 | 1925-08-13 | Norske Elektrokemisk Ind As | Improvements in or relating to electrodes for electric furnaces |
| US4133968A (en) * | 1977-05-26 | 1979-01-09 | Frolov Jury F | Apparatus for forming self-sintering electrodes |
| DE3840827A1 (en) * | 1988-12-03 | 1990-06-07 | Hoechst Ag | ELECTROTHERMIC REDUCTION STOVES |
| DE4010353A1 (en) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | Mannesmann Ag | Operating metallurgical furnace with self-baking electrode - lockable traction rod within electrode |
| FR2724219B1 (en) * | 1994-09-05 | 1996-10-25 | Pechiney Electrometallurgie | DEVICE FOR MOUNTING A SELF-COOKING COMPOSITE ELECTRODE FOR ELECTRIC ARC OVEN |
-
1998
- 1998-04-27 WO PCT/CA1998/000409 patent/WO1998051129A1/en not_active Ceased
- 1998-04-27 PL PL98336590A patent/PL189321B1/en unknown
- 1998-04-27 SK SK1493-99A patent/SK286447B6/en not_active IP Right Cessation
- 1998-04-27 BR BRPI9809347-9A patent/BR9809347B1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-04-27 ES ES98916756T patent/ES2177000T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-27 EP EP98916756A patent/EP0979596B9/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-27 AU AU70249/98A patent/AU7024998A/en not_active Abandoned
-
1999
- 1999-10-15 IS IS5219A patent/IS1955B/en unknown
- 1999-10-27 NO NO19995254A patent/NO315630B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0979596B1 (en) | 2002-07-17 |
| PL189321B1 (en) | 2005-07-29 |
| ES2177000T3 (en) | 2002-12-01 |
| NO995254D0 (en) | 1999-10-27 |
| IS1955B (en) | 2004-11-15 |
| WO1998051129A1 (en) | 1998-11-12 |
| AU7024998A (en) | 1998-11-27 |
| BR9809347A (en) | 2000-07-04 |
| BR9809347B1 (en) | 2011-11-16 |
| EP0979596B9 (en) | 2003-01-02 |
| SK286447B6 (en) | 2008-10-07 |
| IS5219A (en) | 1999-10-15 |
| PL336590A1 (en) | 2000-07-03 |
| NO995254L (en) | 1999-12-29 |
| NO315630B1 (en) | 2003-09-29 |
| EP0979596A1 (en) | 2000-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO143498B (en) | PROCEDURE FOR ALKYLING OF AROMATIC HYDROCARBONES | |
| GB2060326A (en) | Electrode assembly for molten glass furnace forehearth | |
| CA1148201A (en) | Process for the manufacture "in situ" of carbon electrodes | |
| US4897853A (en) | Refractory ceramic electrode | |
| DE69608468T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A SELF-BAKING CARBON ELECTRODE | |
| SK149399A3 (en) | Electrode type soderberg for making silicon alloys and silicon metal | |
| CA2081295C (en) | Process for the continuous manufacturing of impurity and iron-free electrodes for electric arc furnaces | |
| US5854807A (en) | Electrode for silicon alloys and silicon metal | |
| JP2927554B2 (en) | Self-fired carbon electrode | |
| JPS6343675B2 (en) | ||
| CA1168685A (en) | Electrode for arc furnaces | |
| US7544275B2 (en) | Device and method for connecting inert anodes for the production of aluminum by fused-salt electrolysis | |
| CA2328702C (en) | Method for producing elongated carbon bodies | |
| DE19850735C1 (en) | Electrode for electrometallurgical processes | |
| CA2286658C (en) | Electrode type soderberg for making silicon alloys and silicon metal | |
| RU2124963C1 (en) | Process of reconditioning of parts by pouring with liquid metal | |
| CA2341749C (en) | Soderberg-type composite electrode for arc smelting furnace | |
| DE1127516B (en) | Process and electrode holder for the formation and operation of self-baking electrodes for electric furnaces | |
| JP2941889B2 (en) | Method for manufacturing seeds type glow plug | |
| JPH0519300Y2 (en) | ||
| BG65243B1 (en) | Method for joining a jacket part to a core part | |
| CA2023993A1 (en) | Replacement electrode | |
| JPH0217382A (en) | Structure of furnace bottom |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Assignment and transfer of rights |
Owner name: QSIP CANADA ULC, HALIFAX (NOVA SCOTIA), CA Free format text: FORMER OWNER: SILICIUM BECANCOUR INC., ST-LAURENT, QUE- BEC, CA Effective date: 20121017 |
|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20170427 |