Ugnens namn har sitt ursprung i det latinska ordet cupola, som betyder tunna. Detta är en bra beskrivning av ugnens uppbyggnad i sitt enklaste utförande.

Den består av en cylindrisk plåtmantel försedd med botten (figurerna nedan. Höjden är normalt fem till sju gånger diametern. Innerdiametern på kupolen avgör dess kapacitet. Normalt byggs idag ugnar med en diameter från en meter upp till tre meter.

Genomskärningsskiss kupolugn Uppbyggnad av en kupolugn.

 

Slaggavskiljning

Längst ned vid botten i kupolugnen finns tapphålet för järn och slagg. Under drift rinner smältan kontinuerligt ur detta tapphål. Avskiljning av slagg sker direkt utanför ugnen i en sifon.

Det finns två huvudtyper av sifoner: atmosfärisk sifon och trycksifon.

Atmosfärisk sifon är den enklaste av de två. Denna kan jämföras med en ränna som via bräddavlopp avskiljer slaggen.

En trycksifon är mer komplicerad. Den har en bottentömmande, sluten behållare som avskiljer slaggen genom att slaggkanalen ligger högre än järnkanalen. En trycksifon kräver mer underhåll men har processmässiga fördelar såsom en säkrare slaggavskiljning samt lägre temperaturförluster.

 

Tillförsel av luft

Blästerformorna sitter vanligtvis en halv till en meter över kupolugnsbotten och har som funktion att förse smältprocessen med syre genom att blåsa in förvärmnd luft genom ugnen.

De förvärmnda luften matas in från en ringtrumma, som oftast är helt fristående från ugnen i övrigt. Antalet formor ökar vanligen med ugnsstorleken, men typiskt handlar det om någonstans mellan fyra och åtta stycken.

Formorna är oftast tillverkade av koppar med en invändig vattenkylning. Det är viktigt att formorna är centrerade, det vill säga riktade mot mitten av ugnen samt svagt vinklade nedåt för att skapa en god och därmed effektiv smältzon. Dålig centrering kan dessutom innebära att påfrysning av smält material sker mot den vattenkylda manteln.

Den mängd luft som blåses in via formorna sugs bort via ugnens avsug. Detta är placerat ungefär vid två tredjedelar av kupolugnens totala höjd. Mängden avgaser som sugs bort regleras via ett uppmätt undertryck i ugnen som sedan styr ett spjäll. Ugnsgasen går därefter vidare till reningssystem, brännkammare och värmeåtervinningssystem. Dessa kommer i olika följd beroende på om reningssystemet är vått eller torrt. Den huvudsakliga skillnaden är att ugnsgaserna i ett torrt system renas genom filtrering i stora filter, medan de i det våta systemet tvättas i en gastvätt(desintergratorhjul). Torra anläggningar blir allt vanligare då dessa har lägre energiförluster.

Högre upp i ugnen finns chargeöppningen där ett chargeringssystem leder in en chargeringsburk i toppen av ugnen. Kupolugnen är utrustad med vattenkylning av manteln (oftast öppen mantelkylning). 

 

1708