NO146513B - Fremgangsmaate for utretting av deformerte omraader av en ringovn for tilvirkning av karbonanoder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår forlengelse av levetiden for vegger av varmebestandig sten, og nærmere bestemt en fremgangsmåte for oppretting av deformerte avsnitt av varmekanal-vegger i en ringovn for tilvirkning av karbonanoder.

Ved reduksjonsfremstilling av aluminium anvendes karbonanoder som er utformet ved sammenpresning av et kalsinert petroleumkoksaggregat og et bindemiddel av bek til en selv-bærende blokk som derpå varmebehandles i en stor ringovn.

En sådan ringovn omfatter et antall varmekanaler som hver er dannet av et par vertikale vegger i innbyrdes avstand og utført av varmebestandig sten av silisiumkarbid e.l.

Mellom de innbyrdes motstående veggflater i varmekanalén er det også anordnet et antall føringsvegger av varmebestandig mursten, og som er plassert slik at en strøm av en brennbar gassblanding føres i forut bestemt bane langs varmekanalén. Så høye temperaturer som 1300°C forekommer i de varmere områder av varmekanalén, f.eks. nær dens øvre områder hvor den brennbare gassblanding innføres. Etter drift av varmeovnen et antall driftssykler med tidsperioder av sådanne høye temperaturer, vil visse avsnitt av varmekanalens vegger ofte deformeres i retning innover, særlig i de varme områder nær gass-innløpene hvor veggene vanligvis ikke er under-støttet av nevnte føringsvegger. Sådanne innfallende vegger vil i uønsket grad nedsette strømningstverrsnittet for gassblandingens strømningsbane, hvilket i sin tur i vesentlig grad vil nedsette varmeovnens effektivitet. Varmekanalenes vegger må naturligvis til slutt rives ned

og erstattes, hvilket imidlertid er forbundet med store ut-gifter og betraktelig arbeidsinnsats. Driftsvirkningsgradén for vedkommende fremstillingsanlegg for aluminium kan videre nedsettes i sin helhet Ved for hyppig ombygning av yarme-ovnen og erstatning av innfållende varmekanalvegger.

På bakgrunn av de ovenfor nevnte problemer som foreligger ved lokalt innfallende varmekanalvegger i en ringovn for fremstilling av karbonanoder, bør det være åpenbart at det fremdeles foreligger behov på dette fagområdet for å overvinne sådanne problemer og i så høy grad som mulig for-lenge den effektive levetid for varmekanalveggene i en sådan varmeovn.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å

angi en fremgangsmåte for utretting av et deformert område av den ene vegg av et par innbyrdes adskilte vertikale vegger av varmebestandig mursten.

Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for utretting av et deformert område av den ene vegg i et par innbyrdes motstående vertikale varmekanal-vegger av varmebestandig mursten, i en ringovn for tilvirkning av karbonanoder,

idet en jekkanordning plasseres mellom veggene i rekke-følge på forut valgte steder i deformasjonsområdet med jekkanordningens respektive første.og annen reaksjonsflate rett overfor hverandre mot hver sin vegg, og jekkanordningen utvides på hver av de nevnte steder for å utøve regulerte, motsatt rettede.krefter mot veggene for derved gradvis å nedsette deformasjonen av vedkommende veggområder.

En prosess av denne art er prinsippielt kjent fra US patent-skrift nr. 3.618.895, og på denne bakgrunn av kjent teknikk har fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at de forut valgte steder (a-x, fig. 6) som jekkanordningen plasseres på i rekkefølge, velges langs sirkelbaner med avtagende radius.

Oppfinnelsens fremgangsmåte kan utføres ved hjelp av fluid-drevne jekker som over en bøyelig slange er forbundet med en fluid-pumpe, slik som f.eks. en manuelt drevet hydraulisk pumpe. Et langstrakt stivt håndtak, er fortrinnsvis forbundet med hver sådan jekk for innstilling av denne i forut bestemt stilling og retning i forhold til det innfallende veggområdet og i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte. De innbyrdes motsatt anordnede reaksjonsflater på hver jekk som bringes til anlegg mot varmekanalens vegger bør være av vesentlig forskjellig størrelse, således at de krefter som påtrykkes de respektive vegger pr. flateenhet er vesentlig forskjellige. Et forhold mellom reaksjonsflåtene på 36 til 1 har vært anvendt med hell, men andre hensiktsmessige flateforhold kan også anvendes, alt etter den foreliggende situasjon.

Ved at de utvalgte steder i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte, velges langs hovedsakelig sirkulære baner med avtagende radius innenfor deformasjonsområdet, tvinges de forskjøvede murstener gradvis tilbake i stilling, og det unngås å påtrykke noen enkelt sten en kraft av sådan størr-else at stenen vil bli støtt ut av veggen. Fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en varmekanal i en ringovn for fremstilling av karbonanorder, idet figuren viser de veggområder som har lettest for å rase inn. Fig. 2 viser et avsnitt av et snitt gjennom varmeovnens varmekanal langs linjen 2 - 2 i fig. 1, for å vise deler av kanalens vegger som er deformert innover. Fig. 3 viser sammen veggavsnitt som i fig. 1, men med varmekanalens vegger rettet opp ved anvendelse av fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er en perspektivskisse av et apparat for utførelse av oppfinnelsens fremgangsmåte. Fig. 5 viser sett fra den ene kanalende et innfållende veggområde av varmekanalén ved et snitt langs linjen 5-5

i fig. 2, samt apparatet i fig. 4 montert i stilling for utretting av.det innfallende veggområde.

Fig. 6 viser sett fra siden et avsnitt av en varmekanal-vegg med anvist sirkulært mønster for anbringelse av jekkens reaksjonsflate i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte, for å oppnå den tilsiktede veggoppretting.

Det skal nå henvises til tegningene og nærmere bestemt til fig. 1, hvori det i snitt er vist en varmekanal 10 for en ringovn innrettet for fremstilling av karbonanoder. Varmekanalén 10 omfatter et par vegger 12 og 14 (fig. 2) i innbyrdes avstand og oppbygget av et antall varmebestandige mursteiner 16, som f.eks. består av silisiumkarbid. Sådanne varmebestandige Stener er velkjent på dette fagområdet, og en vanlig type som er særlig egnet for bygging av varmekanalvegger i en ovn betegnes vanligvis som type S og har en lengde på 228 mm, en bredde på 114 mm og en høyde på 3mm. Oversiden og undersiden av sådanne stener av type S er utstyrt henhv. med en krumlinjet tunge og tilsvarende spor for sammenlåsning av stenene. Denne tunge og dette spor har henhv. en krumningsradius på 14 mm og på omkring 17 mm. Veggene 12, 14 kan være lagvis oppbygd av sådanne '. murstener av S-type på vanlig måte med nevnte spor på-den side av som vender oppover, for sammenlåsning med nedover-rettede tunger på et overliggende stenlag. Høyde og lengde-dimensjoner for en typisk varmekanal kan være omtrent 3,3 x 3,3 m med en indre veggavstand på omtrent 180 mm.

Oversiden 18 av varmekanalén er tildekket langs héle sin lengdeutstrekning bortsett fra et antall innløpsåpninger 20 for innførsel av naturgass e.l. for indre forbrenning. For å underholde forbrenningen av denne gass, trekkes luft inn i varmeovnen gjennom et luftinntak 22, mens for-brenningsproduktene avgis gjennom et utløp 24. Strøm-ningsretningen for de varme gasser mellom veggene styres av et antall føringsvegger 26 som retter gasstrømmen i en hovedsakelig W-formet bane fra innløpet 22 til utløpet 24.

De elliptiske områder 28 av varmekanalveggen 12 som er vist med stiplede linjer i fig. 1 angir varmeovnens "hete partier", hvor temperaturen kan gå opp til så høyt nivå som 1300°C og hvor innfall av varmekanalens vegger lettest kan ventes. Som det vil fremgå, befinner disse områder 28 seg i de øvre deler av varmekanalén og faller stort sett sammen med inntaksåpningene 20 for gass. Det bør imidlertid være klart at vegginnfall eller deformasjonsområdet også kan opptre på andre steder av varmekanalens vegger, innbefattet kanalens midtre og nedre deler.

I fig. 2 er det vist planskisser sett fra oversiden av varmeovnen nedover i mellomrommet mellom varmekanalens vegger 12, 14, hvor et avsnitt av hver av kanalveggene har falt innover og danner deformasjonsområder 30, 32. Disse deformasjonsområder 30, 32 medfører ikke bare et nedsatt tverrsnitt 34 som innsnevrer gassenes strømningspassasje gjennom varmekanalén, men de svekker også veggkonstruk-sjonen som helhet og dermed ovnens driftssikkerhet. Det er derfor av største viktighet at sådanne deformasjonsområder kan utlignes raskt og økonomisk, samt med så lite skade som mulig på selve kanalveggene. I henhold til foreliggende oppfinnelse oppnås dette ved anvendelse av det apparat som er vist i fig. 4 og i sin helhet er betegnet med henvisningstallet 34.

Dette apparat omfatter en hydraulisk jekk 36 med et éyl-inderlegeme 38 som omslutter et teleskopstempel 39.. Ved innbyrdes motsatte ender av jekken er det anordnet reaksjonsflater 40, 42 med vesentlig forskjellig flateomfang, mens en langstrakt stiv manøvreringsstav 4 4 er fast forbundet med jekklegemet 38 for anbringelse av jekken 36

i stilling mellom kanalveggene. En lang bøyelig slange 46 er forbundet med jekkens ene ende for tilførsel av hydraulisk væske under trykk til jekken, mens den annen ende av nevnte slange er forbundet med en hydraulisk pumpe, slik som f.eks. en manuelt drevet pumpe 48. Denne pumpe 48 er av konvensjonell konstruksjon, og dens opp-bygning og drift behøver derfor ikke å bli beskrevet i detalj bortsett fra følgende viktige konstruksjonstrekk: Den hydrauliske arbeidssylinder 49 for pumpen 48 er utstyrt med en utløpsventil 50 som kan styres manuelt for senkning av det trykk som er frembrakt i jekken 36, for derved å oppnå sammentrekning av jekken. Hvis så ønskes, kan pumpen, være hensiktsmessig montert på en bæreplate 52 for å lette håndtering og bruk av pumpen. En kombinasjon av jekk og pumpe som er i stand til å utvikle et trykk på omkring 420 kp/cm 2 er vel egnet for anvendelse i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Et flateforhold på omkring

2 2

232 cm til 6,5 cm mellom reaksjonsflåtene 40,42 og en manøvreringsstav 44 med en lengde på omkring 2,4 meter er funnet å være særlig vel egnet for varmekanalvegger av tidligere nevnte dimensjoner, skjønt forskjellig andre

flateforhold og stavlengde naturligvis også kan anvendes.

I fig. 5 er jekken 36 vist i stilling for utretting av deformasjonsområdet 30 i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte, som omfatter følgende prosesstrinn: (1) innføring av jekken mellom veggene 12, 14 i forut bestemt stilling innenfor deformasjonsområdet 30, med den mindre reaksjonsflate 42 rett ut for en bestemt mursten i veggen 12, og den større reaksjonsflate 40 rett ut for minst to Stener i den motstående vegg 14, (2) utvidelse av jekken 36 for anlegg av reaksjonsflåtene 40, 42 mot veggene 12, 14,

(3) frembringelse av regulerte, motsatt rettede krefter

mot de nevnte murstener ved anvendelse av den hydrauliske pumpe for derved å rette opp innfallet av stenene 16 ut fra veggenes plane innerflater, og

(4) sammentrekning av jekken bort fra anlegg mot veggene.

Da den største kraft pr. flateenhet påtrykkes den enkelte utvalgte sten i deformasjonssonen, vil denne ha en tendens til å forskyves i større grad enn anleggsstenene i den motstående vegg, som utsettes for mindre kraft pr. flateenhet. Ved bevegelse av jekken 36 etter tur til et antall forut bestemte stillinger i deformasjonsområdet og gjen-tagelse av de ovenfor angitte prosesstrinn, kan en inn-snevring av deformasjonsområdet etter hvert oppnås.

Fig. 6 viser et eksempel på et mønster av forut bestemte steder i deformasjonsområdet for hensiktsmessig anbringelse av jekken med minimal fare for utstøtning av en mursten fra veggen. Den mindre reaksjonsflate 42 anbringes fortrinnsvis i rekkefølge mot de forskjellige murstener på stedene a-r langs hovedsakelig sirkulære baner 54, 56,

58 med avtagende radius om midtpunktet x av deformasjonsområdet 30. Etter hvert som jekken bringes i virksomhet på de forskjellige steder a-r, vil stenene i nærheten av de enkelte arbeidspunkter også bli tvunget tilbake i veggens plan i kraft av de innbyrdes låsende organer i form av tunger og spor henhv. på oversiden og undersiden av stenene. Det vil imidlertid forstås at, alt etter deformasjonsom- • rådets utstrekning, behøver jekken nødvendigvis ikke å

bli satt i virksomhet i rekkefølge på alle de viste steder i fig. 6. Visse steder kan utelates og jekken kan, hvis så ønskes, forskyves i retning mot urviseren langs de sirkulære baner istedet for med urviseren, som vist på tegningen. Det vil forstås at fordelen ved å forflytte jekken fra de ytre deler av deformasjonsområdet mot midten av dette området, er at det kreves mindre kraft for å redusere deformasjonsområdet på denne måten enn hvis jekken til å begynne med hadde vært anbrakt i midten av området i punktet med størst deformasjon.

Etter at deformasjonsområdet i det vesentlige er blitt utjevnet, måles avstanden mellom veggene 12, 14 nær punktet for største deformasjon med jekken 36 fremdeles i utvidet stilling. En støttesten 60 (fig. 3) skjære'så til en lengdeutstrekning tilsvarende denne avstand og innsettes i stilling umiddelbart inntil jekken 36, hvoretter'Jdenne tas bort for å tillate en liten bevegelse av veggen innover til innbyrdes motstående anlegg mot endeflatene av støttestenen. Som antydet i fig. 3, kan deformasjonsområdet hovedsakelig elimineres på denne måte, og det eneste tillegg i strømningsmotstanden i gassens strømningsbane er en enkelt støttesten. Hvis det finnes nødvendig, kan eventuelle gap eller sprekker i veggen fylles med herdende høytemperaturmørtel for ytterligere å forsterke veggene.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for utretting av et deformert område av den ene vegg i et par innbyrdes motstående vertikale varmekanal-vegger av varmebestandig mursten i en ringovn for tilvirkning av karbonanoder, idet en jekkanordning plasseres mellom veggene i -rekkefølge på forut valgte steder i deformasjonsområdet med jekkanordningens respektive første og annen reaksjonsflate rett overfor hverandre mot hver sin vegg, og jekkanordningen utvides på hver av de nevnte steder for å utøve regulerte, motsatt rettede krefter mot veggene for derved gradvis å nedsette deformasjonen av vedkommende veggområder, karakterisert ved at de forut valgte steder (a-x, fig. 6) som jekkanordningen plasseres på i rekkefølge, velges langs sirkelbaner (54, 56, 58) med avtagende radius.