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Flammofen.
Beim Betriebe von Herdöfen für metallurgische Zwecke, insbesondere bei Siemens-Martin-Ofen für Stahlerzeugung, ist es wesentlich, dass das Bad in seiner ganzen Ausdehnung möglichst gleichmässig erhitzt wird und dass ferner die Temperatur möglichst hoch ist. Es war bisher nicht möglich, beide Bedingungen gleichzeitig zu erreichen. Die erste Bedingung hat eine verzögerte Verbrennung zur Voraussetzung, wogegen die zweite Bedingung im Gegensatz hiezu eine möglichst schnelle Verbrennung und damit einen hohen pyrometrischen Wirkungsgrad erfordert.
Die Erfindung löst diese bisher ungelöste Aufgabe in der Weise, dass bei Flammöfen bekannter Bauart, bei welchen das zusammenströmende Gemenge von Brennstoff und Verbrennungsluft durch Einblasen von Pressluft oder Pressgas innig gemischt wird, die Düsen für die Pressluft-oder Pressgaszuführung im Heizgasstrom angeordnet und derart gegen die die Abzugskanäle aufnehmende Wand gerichtet sind, dass die Luft-oder Gasstrahlen annähernd parallel zur Badoberfläehe in die Flamme eingeblasen werden.
Es ist unvermeidlich, dass die Verbrennung auf dem Wege der Flamme bis zum Abzug immer träger wird, indem die Flamme mehr und mehr an Heizgas und Luft verarmt, hingegen an Verbrennungs- produkten reicher wird. Dieser Schwierigkeit wird durch die besondere Art der Pressluft-oder Pressgaszuführung gemäss der Erfindung begegnet, indem diese die Wirkung hat, dass die Flamme bis zu den Abzugskanälen hin in steigendem Masse angefacht wird.
Es wurde schon vorgeschlagen, die Mischung im Brenner selbst oder in einer Mischkammer, die einen Teil des Brenners bildet, durch Einblasen eines Stromes von vorgewärmter Luft wirksamer zu gestalten. Dadurch wird aber der durch die vorliegende Erfindung erstrebte Zweck nicht erreicht, sondern es bildet sich im Gegenteil eine sehr kurze, heisse Flamme aus, was nach dem oben Gesagten gerade das Unerwünschte ist.
Bei andern bekannten Öfen sind Düsen zum Einblasen von Pressluft oder Pressgas in der Decke des Ofens derart angeordnet, dass die Pressluft-oder Pressgasstrahlen den Heizgasstrom teils unter spitzem, teils unter stumpfem Winkel kreuzen. In dieser Weise kann auf den Heizgasstrom von seinem Eintritt in den Herdraum bis zu den Abzugskanälen eingewirkt werden, die Verbrennung vollzieht sich aber nicht so gleichförmig wie bei der Anordnung der Düsen gemäss der Erfindung. Die Wirkung der eingeblasenen Luft ist dort am kräftigsten, wo die Strahlen durch das Bad gebrochen werden, so dass an diesen Stellen die Verbrennung viel lebhafter vor sich geht. Nebstdem wird die Fortbewegung des Heizgasstromes durch die unter stumpfem Winkel auftreffenden Strahlen gehemmt, während bei der Anordnung der Düsen im Sinne der Erfindung die Bewegung der Flamme gefördert wird.
Die angestrebte Wirkung kann schon mit einer einzigen Düse erreicht werden. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, die Düse (und das bei der Umschaltung des Ofens an ihrer statt in Betrieb zu setzende Gegenstück) oberhalb des Herdes mit horizontaler oder nahezu horizontaler Achse nahe der Ausmündung der Zuführungskanäle des Brennerkopfes anzuordnen und mit Pressluft oder Pressgas von hoher Spannung (etwa 4-6 atü) zu betreiben. Infolge der hohen Pressung ergibt sich ein sehr langer Strahl, der sich zunächst sehr wenig, sodann aber in fortwährend steigendem Masse verbreitert, so dass die Mischwirkung annähernd im Masse der Anreicherung des den Ofen durchziehenden Gemisches an Ver- brennungsrückständen ansteigt. Dabei kann mit so kleinen Mengen von Zusatzluft das Auslangen gefunden werden, dass die Flammentemperatur nicht wesentlich erniedrigt wird.
Ist der Ofen mit
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mehreren Düsen ausgestattet, so werden diese beiderseits seiner Längsmittelebene in gleichartiger Anordnung vorgesehen.
In allen Fällen werden die Düsen zweckmässig in einer durch die Längsachse des Ofens gehenden Vertikalebene angeordnet.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiderseits der Längsmittelebene in gleichartiger Anordnung vorgesehenen Düsen um eine zu ihrer Achse senkrechte Achse drehbar, so dass mit den gleichen Düsen auf die abwechselnd von rechts nach links und von links nach rechts ziehende Flamme in gleichartiger Weise eingewirkt werden kann.
Damit die Wirkung der Luftstrahlen den Betriebsverhältnissen angepasst werden kann, ist zweckmässig die Höheneinstellung der Düsen sowie ihre Winkeleinstellung gegen die Horizontale ver- änderbar.
Die Zeichnung veranschaulicht einen Siemens-Martin-Ofen, der der Erfindung gemäss ausgestaltet ist. Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt, Fig. 2 einen Horizontalschnitt und Fig. 3 eine Einzelheit in grösserem Massstab.
Die Brennerköpfe weisen einen Gaskanal1 und einen Luftkanal 2 auf, die in den Ofenraum 3 oberhalb des Herdes ausmünden. Die Neigung des Gaskanals ist kleiner als die Neigung des Luftkanals, so dass Gas-und Luftstrom sich unter einem Winkel schneiden.
Das Ofengewölbe wird von Rohren 4- durchsetzt, die in einer durch die Längsachse des Ofens gehenden Vertikalebene liegen und in bezug auf die Querachse des Ofens symmetrisch angeordnet sind. In die Rohre 4 sind Zuführungsrohre 5 für Pressluft bzw. Pressgas eingesetzt, die am unteren Ende eine unter rechtem Winkel abgezweigte Düse 6 tragen, deren Mantel in die Wand des Rohres 4 dicht eingesetzt ist. Die lichte Weite der Düsen beträgt einige Millimeter. Zwischen den am unteren Ende verschlossenen Rohren 4 und 5 ist ein unten offenes Rohr eingesetzt, das den Raum zwischen den beiden Rohren 4 und 5 in zwei gleich grosse Ringkammern unterteilt. Der äusseren Ringkammer wird durch den Stutzen 8 eine Kühlflüssigkeit zugeführt, die nach unten fliesst und durch das Rohr 7 zurückgeleitet wird, um schliesslich beim Stutzen 9 wieder auszutreten.
Auf jedes der Rohre 4 ist ein Stellring 10 mit einem Handhebel11 aufgeschraubt, der auf einem halbkugeligen Fassungsstück 12 aufruht, das von dem Rohr 4 durchsetzt wird und in einer Pfanne 13 gelagert ist. In dieser Weise ist jede Düse um die Achse des Zuführungsrohres drehbar in der Höhenrichtung einstellbar und überdies um das Pfannenlager schwenkbar. Durch Verschwenken der Rohre 4 kann die Winkeleinstellung der Düsenachse gegen die Horizontale in engen Grenzen geändert werden.
Wenn die auf der linken Seite des dargestellten Ofens angeordneten Brenner in Betrieb stehen, werden die Düsen so eingestellt, dass die Luft-bzw. Pressgasstrahlen gegen die Auslasskanäle auf der rechten Seite des Ofens gerichtet sind. Wenn der Ofen umgeschaltet wird, um die am rechten Ende angeordneten Brenner in Betrieb zu setzen, so werden gleichzeitig auch die Düsen mittels der Hand- hebel 11 um 180'verdreht, so dass die Luftstrahlen gegen die Kanäle am linken Ende, die zum Abziehen der verbrannten Gase dienen, gerichtet sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Flammofen, bei welchem das zusammenströmende Gemenge von Brennstoff und Verbren- nungsluft durch Einblasen von Pressluft oder Pressgas innig gemischt wird. dadurch gekennzeichnet. dass die Düsen für die Pressluft-oder Pressgaszuführung im Heizgasstrom angeordnet und derart gegen die die Abzugskanäle aufnehmende Wand gerichtet sind, dass die Luft-oder Gasstrahlen annähernd parallel zur Badoberfläche in die Flamme eingeblasen werden.