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Ofenanlage, insbesonders zur Eisen-und Stahlerzeugung.
Die Erfindung betrifft eine Schmelzofenanlage, die in erster Linie zur Eisen-und Stahlerzeugung bestimmt ist, u. zw. eine solche mit einseitiger Flammenführung, Abzug der Verbrennungsgase nach unten und Einschaltung eines Schlacken ofens zwischen Schmelzofen und Wärmespeicher.
Eine derartige Ofenanlage wird nach der Erfindung so ausgeführt, dass ihre einzelnen Bestandteile (der Schmelzofen, der Sehlackenofen, die Wärmespeicher, die Umsteuervorrichtung sowie die Gas-und Abgaskanäle) möglichst frei angeordnet und grössere Mauerwerkklötze vermieden sind. Trotzdem ist für Gas und Luft einerseits und die Abgase anderseits das Gegenstromprinzip gewahrt.
Durch die einseitige Flammenführung im Schmelzofen wird es möglich, den Ofen auch so auszubilden, dass der Strom der Abgase hinter dem Schmelzbad geteilt und der eine Teilstrom durch den Schlackenofen und die Wärmespeicher, der andere Teilstrom aber durch einen Wärm-oder Glühofen zum Schornstein geführt wird. Dieser zweite Ofen kann auch ein Röst-, Brenn-oder Agglomerierofen bzw. ein rotierender Ofen, wie sie beispielsweise in der Zementfabrikation verwendet werden, sein. Die Teilung der Abgase ist an sich bekannt. Ihre Verwendung ist jedoch bei der vorliegenden Ofenanlage besonders vorteilhaft, weil die einseitige Flammenführung eine ständige und gleichmässige Beheizung des zweiten Ofens ermöglicht. Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine besondere Ausbildung derjenigen Ofenseite, an der die Abgase in den Schlackenofen abgezogen werden.
Diese besteht darin, dass an der Rückseite Arbeitstüren angebracht sind, die so liegen, dass bei ihren Öffnen keine Luft in den eigentlichen Arbeitsraum des Ofens gelangen kann, sondern etwa eintretende Luft direkt in den Abgaskanal zieht.
Es wird mit Hilfe dieser Türen möglich, nach dem Einsetzen einer Charge den Ofen gewissermassen hermetisch abzuschliessen, wodurch die Durchführung reduzierender Schmelzprozesse erheblich erleichtert wird.
Die Ofenanlage kann für besondere Zwecke statt des Schlackenofens mit einem einfachen Schlackensammelraum (Schlackenkammer) oder einer Staubkammer ausgeführt werden.
Endlich kann man die Ofenanlage gewissermassen mit einem Doppelofen ausführen, indem man hinter den Abgaskanal einen gleichartigen zweiten Ofen ansetzt, der das Spiegelbild des ersten Ofens bildet. Dann heizt man nur den einen Ofen und führt die Abgase zum Teil durch die Wärmespeicher, zum Teil durch den andern Ofen, in welchem sie bei dieser Art der Betriebsführung zum Vorwärmen frisch eingesetzter Charge dienen. Es ist dann nötig, den Brenner des ausgeschalteten Ofens durch eine besondere Abgasführung zu schützen.
Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 die Ofenanlage in einem senkrechten Schnitt dar. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ofenanlage bezeichnet 1 den Schmelzofen, 6 den Abgaskanal, 7 den Schlackenofen, 11 und 13 die Umsteuerventile, 12 den Wärmespeicher und 14 den Fuchs. An einer Ofenseite ist ein Brenner 22 vorhanden, von dem aus eine lange Flamme mit zwei Verbrennungspunkten B1 und B2 über das Bad hinwegstreicht.
Bei der Ofenanlage nach Fig. 1 ist ein Wärmeofen 24 hinter dem Abgaskanal 6 angeschlossen.
Der Ofen 24 kann, wie bereits in der Einleitung erwähnt wurde, sowohl als Wärme-oder Glühofen, vor allem aber auch als Rost-, Brenn-oder Agglomerierofen sowie als rotierender Ofen ausgebildet werden, wodurch das Anwendungsgebiet der Ofenanlage ganz erheblich erweitert wird.
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Die Zeichnung lässt erkennen, dass von sämtlichen Einzelteilen der Ofenanlage, trotzdem sie zu einem Ganzen vereinigt sind, jeder ftir sich leicht zugänglich angeordnet ist, so dass es möglich ist, sowohl Reparaturen bequem auszuführen als auch den Schmelzofen, den Wärmeofen und den Schlackenofen ohne besondere Mühe zu bedienen. Auch wärmetechnisch ist die geschilderte Gliederung der Ofenanlage von besonderem Vorteil, da ihre freibleibenden Einzelteile, die verschieden stark erhitzt werden, in ihrer Ausdehnung durch benachbarte Ofenteile nicht behindert werden.
Bei der in Fig. 2 im Grundriss dargestellten Ofenform bezeichnet 72 den Herd und 73 die normalen Einsetztüren. Durch diese wird die Charge eingebracht, worauf die Türen hermetisch verschlossen werden. An der Seite des Ofens, an der der Abgaskanal 74 liegt, sind weitere Türen 75 angebracht, die als Arbeitstüren während des Schmelzprozesses zum Einbringen weiterer Zuschläge und zum Abziehen der Schlacken dienen. Bei reduzierendem Schmelzen erreicht man-durch diese Anordnung der Türen, dass keine Luft mehr an das Schmelzbad gelangen kann, was der Fall sein würde, wenn die Türen 73 während des Schmelzens geöffnet werden müssten. Diejenige Luft, die durch die Türen 75 während des Schmelzens eintritt, wird sofort von den Abgasen in den Abgaskanal 74 gerissen.
In Fig. 3 ist der eigentliche Schmelzofen gewissermassen verdoppelt. In der Mitte befindet sich der Abgaskanal 76, links und rechts je ein Herd 77 bzw. 78 mit den dazugehörigen Brennern 79 und 80.
Vor den Brennern sind noch besondere Abgaskanäle 81 und 82 vorgesehen. Der Kanal 82 ist mit den Deckeln 83 abgeschlossen. Angenommen, der Brenner 80 sei in Betrieb und auf dem Herd 78 befindet sich ein Schmelzbad, dann geren die Abgase zum, Teil durch den Kanal 76, zum Teil über den Herd 77 hinweg zum Abgaskanal81. Auf dem Herd 77 ist eine neue Charge als sperriges Arbeitgut hoch aufgetürmt.
Der Brenner 79 ist ausgeschaltet. Der Ofen arbeitet jetzt so, dass auf dem Herd 78 geschmolzen wird, während auf dem Herd 77 die neue Charge nur vorgewärmt wird ; die über diese hinwegstreichenden Abgase werden noch vor dem Brenner 79 durch den Kanal 81 abgezogen, um den Brenner zu schützen. Letzterer könnte auch, wie der Kanal 82, besonders abgedeckt sein.
'In Fig. 4 ist der Doppelofen im Grundriss dargestellt. 84 und 85 sind Wärmespeicher, 86 der Schornstein, 87, 88 und 89 drei Ventile. Die Gas-und Luftführung ist folgende :
Das Gas wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht vorgewärmt und den Brennern 79 und 80 durch Leitungen 90 zugeführt. Der Brenner 80 ist in Betrieb, wie in Fig. 3. Die Luft tritt durch die Öffnung 91 in das Ventil 87 ein, geht durch den Kanal 92 zum Wärmespeicher 85, wird in diesem erwärmt, geht durch den Kanal 93 zum Ventil 88, von diesem durch einen kurzen Verbindungskanal über das Ventil 89 durch den Kanal 94 zum Brenner 80. Eine Verbindungskammer 95 im Kanal 94 steht durch einen Kanal 96 mit dem durch die Deckplatte 83 abgeschlossenen Abgaskanal 82, der in der Ofensohle gegabelt ist, in Verbindung.
Die Abgase gehen teils in den Abgaskanal 76 und teils über den Herd 77 hinweg zu dem ebenfalls gegabelten Abgaskanal 81. Der Kanal 76 ist zum Ventil 88 geführt, das den einen Teilstrom der Abgase durch den Kanal 97 zum Wärmespeicher 84 leitet. Nach Passieren des Wärmespeicher 84gehen die Abgase durch einen Kanal 98 und das Ventil 57 sowie einen anschliessenden Kanal 99 zum Schornsteinzug 86. Der andere Teilstrom der Abgase geht von dem Abgaskanal 81 durch
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durch einen tiefliegenden Kanal 103 unter den Ventilen 88 und 87 hindurch direkt zum Schornstein. Esistersichtlich, dass mit Hilfe der beschriebenen Ventile und Kanalanordnung jederzeit die Brenner 79 und 80 beliebig abwechselnd in Betrieb gesetzt und die Abgase entsprechend durch den Kanal 76 sowie die
Kanäle 81 und 82 abgezogen werden können.
Dabei wird jeweils derjenige Abgaskanal abgedeckt, der neben dem in Betrieb befindlichen Brenner liegt.
Um zu erreichen, dass das Bad möglichst gleichmässig durchgewärmt wird, können an der Seite der Flammenzuführung mehrere Brenner angeordnet werden, die mit verschieden langer Flamme arbeiten. Ein Teil erhält dann eine kurze Flamme und ein Teil eine lange, so dass die verschiedenen
Regionen des Bades von den verschieden weit von der Brennerwand entfernten heissesten Flammenteilen getroffen werden. Um die Gleichmässigkeit der Beheizung noch zu vergrössern, kann man durch geeignete Umsehaltvorrichtungen, die in der Technik genügend bekannt sind, die Flammenlänge der einzelnen
Brenner abwechselnd kurz oder lang machen.
Man ist auch nicht gezwungen, die Brenner nur an der Stirnseite des Ofens anzuordnen, vielmehr können auch an beliebigen andern Stellen, beispielsweise an der Vorder-oder Rückseite des Ofens, weitere Brenner eingebaut werden. Die Einzelflammen der verschiedenen Brenner ergänzen sich auf die beschriebene Art, gewissermassen zu einer einzigen gleichmässig heissen, das ganze Bad bedeckenden Flamme.
Je nach dem Zweck des Ofens, z. B. ob er als Glüh-, Wärme-, Rost-oder Schmelzofen verwendet wird, kann man den Abzug höher oder tiefer legen und seine Gestalt abändern, um jeweils die günstigste Flammenzuführung zu erreichen.
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Furnace plant, especially for iron and steel production.
The invention relates to a melting furnace system, which is primarily intended for iron and steel production, u. between one with one-sided flame guidance, extraction of the combustion gases downwards and switching on a slag furnace between the melting furnace and the heat accumulator.
Such a furnace system is designed according to the invention in such a way that its individual components (the melting furnace, the lacquer furnace, the heat accumulator, the reversing device and the gas and exhaust gas ducts) are arranged as freely as possible and larger masonry blocks are avoided. Nevertheless, the counterflow principle is maintained for gas and air on the one hand and the exhaust gases on the other.
The one-sided flame guidance in the melting furnace makes it possible to design the furnace in such a way that the flow of the exhaust gases behind the weld pool is divided and one partial flow is passed through the slag furnace and the heat accumulator, while the other partial flow is passed through a heating or annealing furnace to the chimney . This second furnace can also be a roasting, firing or agglomerating furnace or a rotating furnace, as is used, for example, in cement production. The division of the exhaust gases is known per se. However, their use is particularly advantageous in the present furnace system because the one-sided flame guidance enables constant and even heating of the second furnace. Furthermore, the subject matter of the invention is a special design of the furnace side on which the exhaust gases are drawn off into the slag furnace.
This consists in the fact that working doors are attached to the rear, which are positioned in such a way that no air can get into the actual working space of the furnace when they are opened, but instead draws any air entering the exhaust duct directly.
With the help of these doors, it is possible to hermetically seal the furnace to a certain extent after a batch has been inserted, which considerably simplifies the implementation of reducing melting processes.
For special purposes, the furnace system can be designed with a simple slag collecting room (slag chamber) or a dust chamber instead of the slag furnace.
Finally, the furnace system can be implemented with a double furnace, as it were, by placing a similar second furnace behind the exhaust gas duct, which forms the mirror image of the first furnace. Then only one furnace is heated and the exhaust gases are led partly through the heat accumulator and partly through the other furnace, in which they are used to preheat freshly used batches in this type of operation. It is then necessary to protect the burner of the switched off furnace with a special exhaust gas duct.
In the drawing, FIG. 1 shows the furnace system in a vertical section. In the furnace system shown in FIG. 1, 1 denotes the melting furnace, 6 the exhaust gas duct, 7 the slag furnace, 11 and 13 the reversing valves, 12 the heat accumulator and 14 the fox. On one side of the furnace there is a burner 22 from which a long flame with two combustion points B1 and B2 sweeps across the bath.
In the furnace system according to FIG. 1, a heating furnace 24 is connected behind the exhaust gas duct 6.
As already mentioned in the introduction, the furnace 24 can be designed both as a heating or annealing furnace, but above all as a grate, furnace or agglomerating furnace and as a rotating furnace, which considerably expands the field of application of the furnace system.
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The drawing shows that of all the individual parts of the furnace system, although they are combined into a whole, each one is arranged to be easily accessible, so that repairs can be carried out comfortably as well as the melting furnace, the heating furnace and the slag furnace without special Trouble to use. The structure of the furnace system described is also of particular advantage in terms of heat technology, since the individual parts that remain free, which are heated to different degrees, are not hindered in their expansion by neighboring furnace parts.
In the furnace shape shown in plan in FIG. 2, 72 designates the oven and 73 the normal insert doors. The batch is introduced through this, whereupon the doors are hermetically sealed. On the side of the furnace on which the exhaust gas duct 74 is located, further doors 75 are attached, which serve as working doors during the melting process for introducing further aggregates and for removing the slag. In the case of reduced melting, this arrangement of the doors ensures that no more air can reach the weld pool, which would be the case if the doors 73 had to be opened during the melting. The air that enters through the doors 75 during melting is immediately drawn into the exhaust duct 74 by the exhaust gases.
In Fig. 3 the actual melting furnace is to a certain extent doubled. In the middle is the exhaust gas duct 76, on the left and right a stove 77 and 78 with the associated burners 79 and 80.
Special exhaust gas ducts 81 and 82 are also provided in front of the burners. The channel 82 is closed with the covers 83. Assuming that the burner 80 is in operation and there is a molten bath on the hearth 78, then the exhaust gases flow partly through the duct 76 and partly over the hearth 77 to the exhaust duct 81. A new batch is piled high on the stove 77 as a bulky work item.
The burner 79 is switched off. The furnace now works in such a way that it is melted on the stove 78, while the new batch is only preheated on the stove 77; the exhaust gases sweeping over these are drawn off through the duct 81 before the burner 79 in order to protect the burner. The latter, like the channel 82, could also be specially covered.
'In Fig. 4, the double furnace is shown in plan. 84 and 85 are heat accumulators, 86 the chimney, 87, 88 and 89 three valves. The gas and air flow is as follows:
In the exemplary embodiment shown, the gas is not preheated and is fed to the burners 79 and 80 through lines 90. The burner 80 is in operation, as in FIG. 3. The air enters the valve 87 through the opening 91, goes through the channel 92 to the heat accumulator 85, is heated in this, goes through the channel 93 to the valve 88, from this through a short connecting channel via the valve 89 through the channel 94 to the burner 80. A connecting chamber 95 in the channel 94 communicates through a channel 96 with the exhaust gas channel 82 which is closed off by the cover plate 83 and which is bifurcated in the furnace base.
The exhaust gases go partly into the exhaust gas duct 76 and partly over the stove 77 to the likewise bifurcated exhaust gas duct 81. The duct 76 is led to the valve 88, which directs one partial flow of the exhaust gases through the duct 97 to the heat accumulator 84. After passing through the heat accumulator 84, the exhaust gases pass through a channel 98 and the valve 57 as well as a subsequent channel 99 to the chimney draft 86. The other partial flow of the exhaust gases goes through the exhaust gas channel 81
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through a deep channel 103 under the valves 88 and 87 directly to the chimney. It is evident that with the help of the valves and duct arrangement described, the burners 79 and 80 are put into operation alternately at any time and the exhaust gases are accordingly passed through duct 76 and
Channels 81 and 82 can be withdrawn.
The exhaust gas duct that is next to the burner that is in operation is covered.
In order to ensure that the bath is heated through as evenly as possible, several burners can be arranged on the side of the flame feed, which work with flame of different lengths. One part then receives a short flame and part a long one, so the different ones
Regions of the bath are hit by the hottest parts of the flame at different distances from the burner wall. In order to increase the uniformity of the heating, one can adjust the flame length of the individual by means of suitable switching devices, which are sufficiently known in the art
Make the burner short or long alternately.
It is also not necessary to arrange the burners only on the front side of the furnace; rather, further burners can also be installed at any other points, for example on the front or rear of the furnace. The individual flames of the different burners complement each other in the manner described, to a certain extent to form a single, evenly hot flame that covers the entire bathroom.
Depending on the purpose of the furnace, e.g. B. whether it is used as an annealing, heating, grate or melting furnace, you can set the trigger higher or lower and change its shape in order to achieve the most favorable flame feed.
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