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Hochleistungs-Schachtofen
Die Erfindung betrifft einen HochleistungsSchachtofen, wie er zum Brennen insbesonders von Kalk, aber auch andern einer Entsäuerung zu unterwerfenden Mineralien bestimmt ist. In dem verengten Teil des Schachtes wird das Brenngut vorgewärmt und die Entsäuerung eingeleitet.
Wenn die in diesem Schachtteil noch feste Beschickungsäule in den erweiterten Teil des Schachtes eintritt, erfährt sie eine Auflockerung in seitlicher Richtung, die Flächen, an denen sich die Brenn, gutstücke berühren, werden verkleinert und damit auch der Abrieb, die Zugverhältnisse werden verbessert, Brenngase können durch die Auflockerung bis zum Kern der Brenngutsäule vordringen, womit die Entsäuerung des gesamten eingesetzten Brenngutes sicher eintritt und die Möglichkeit geschaffen wird, das Wärmeangebot zu vergrössern und damit den Durchsatz zu beschleunigen.
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von 50 ,Ausmauerungen nicht Rechnung getragen werden, weil die zwischen den Feuerungen befindlichen Pfeiler nur ungenügende Tragkraft besässen, anderseits die Entlastung der Pfeiler durch Verankerung oder Aufhängung von Steinen im Hinblick auf die geforderte wärmedämmende Hinter- mauerung nicht angewendet werden kann.
Das Erfordernis, das Brenngut auf die ibeschriebene Weise im Schacht plötzlich aufzulockern, ist bei bekannten Ausführungen dadurch erfüllt, dass der Schachtofen mit einer'Brennzone ausgeführt wird, die einen nach oben verengten Schachtquerschnitt aufweist. Die Brennzone wird dabei durch ein mit Kugelwölbern ausgeführtes, halbkugelför- miges Gewölbe abgeschlossen, das in einem oberen, die feuerfeste Auskleidung des darüberliegenden Schachtteiles tragenden Scheitelring endet. Man lässt alsdann die Brenner durch seitlich in den Schacht mündende Kanäle wirken.
Die Erfindung betrifft einen. Schachtofen der eben beschriebenen Bauart und befasst sich mit dem Problem der Beseitigung von Schwierigkeiten, die sich ergeben, wenn die Leistung solcher Öfen gesteigert werden soll. Wenn es sich nämlich um einen Hochleistungsschachtofen mit in der Brenn- zone sich erweiterndem Querschnitt handelt, fin, den Brenner Verwendung, die sehr hohe Arbeits- temperaturen liefern, wie z. (8. ÖLbrenner mit örtlichen Temperaturspitzen von 15500 C und dar- über. Weil es sich um einen Hochleistungs-Schachtofen handelt, müssen anderseits möglichst viele Brenner, mindestens deren vier, vorhanden sein.
Es hat sich nun gezeigt, dass es wichtig ist, die grösste Heilwirkung auf das Brenngut im Erweiterungsteil des Schachtes auftreten zu lassen. Demnach müssen die Brennerkanäle im Erweiterungsbereich des Schachtes in diesen münden. Die Vielzahl an Brennern, die grosse Abgasmengen liefern, was ebenfalls auf eine Verbreiterung der Brennerkanäle hinwirkt, bedingt eine Schwächung der 'zwischen den Kanälen stehenbleibenden Pfeiler.
Da die Pfeiler aus Gründen thermischer Natur in der gewölbten Zone des Schachtes stehen müssen, entsteht das Problem, nach einwärts gewölbte Pfeiler grosser Tragfähigkeit zu bauen. Dies würde grosse Pfeilerquerschnitte erfordern, die aber nicht untergebracht werden können. Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie kennzeichnet sich bei einer Ofenbauweise der oben umschriebenen Art dadurch, dass mindestens vier solcher flammenführender Kanäle vorhanden sind, die zwischen sich Pfeiler einschliessen, welche nicht wesentlich breiter sind als die genannten Kanäle, welche im Gewölbe- bereich der Brennzone in den Schacht münden, wobei die Gewölbezone des Schachtes aus feuerfesten Steinen, welche Kugelwölber basischer bis neutraler Beschaffenheit sind, aufgebaut ist.
In der schematischen Zeichnung, die auch der Erläuterung weiterer Erfindungsmerkmale dient, ist ein Vertikalschnitt durch die Erweiterungszone eines Schachtofens gezeigt, wobei ein Schachtofen mit vier Brennern dargestellt ist. Die rechtsseitige Wand stellt einen Schnitt durch die Mauerung zwischen zwei Brennern dar.
Der Ofen besitzt einen äusseren Blechmantel 1 und im Unterteil ein aus Steinen 2 aufgemauertes Verschleissfutter. Zwischen diesen beiden Wandungsteilen ist ein wärmeisolierender Körper 3, z. B. aus losem Dolomit und/oder aus Schamotte- steinen 4 bestehend, vorgesehen.
Das Verschleissfutter besteht aus einzelnen Steinen 2a. Die Basis des Gewölbeteiles bildet ein ringförmiges Widerlager aus ringkugelwölbern 2b.
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Das Gewölbe selbst besteht aus einzelnen Ringen von Gewölbesteinen 2c. Der oberste Gewölbering besteht aus Steinen 2d, die eine senkrecht zur Schachtachse verlaufende Stützfläche bilden, welche die Ausmauerung 5 des verengten Schachtteiles trägt. Die Gewölbesteine können mit Vorsprüngen und Nuten ineinandergreifen.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Schachtofen mit insgesamt vier in der Brennzone wirkenden. Brennern, die in den Stichgewölben 6 angeordnet zu denken sind. Diese Stichgewölbe sind nach den Regeln der Herstellung sich schneidender Gewölbe ebenfalls aus feuerfesten, vorzugsweise basischen oder neutralen Steinen aufgebaut, zweckmässig unter Verwendung von Keilsteinen 2e. Form und Ausführung des Stichgewölbes ist nicht erfindungswesentlich und kann in weitem Masse geändert werden.
Wesentlich ist es, den Übergang vom Schachtteil grossen Durchmessers zum Schachtteil Hei- neren Durchmessers durch eine selbsttragende, aus feuerfesten Formsteinen aufgebaute Kuppel 2b-2d zu bilden, die ihrerseits die feuerfeste Ausmauerung des Schachtteiles engeren Querschnitts wenigstens zum Teil, vorzugsweise'aber zur Gänze zu tragen vermag. Es kommt, mit anderen Worten, auch darauf an, die Verschleissschicht der gesamten feuerfesten Auskleidung als einheitlichen . Baukörper auszuführen, der demgemäss in radialer Richtung Dehnungsbewegungen ausführen, aber auch seine Höhe bis zu einem gewissen Ausmass ändern kann, ohne darin behindert zu werden, z. B. dadurch, dass eine Verankerung zwischen Auskleidung und äusserem Ofenmantel 1 vorhanden ist.
Die Hintermauerung 4b des Kuppelteiles 2b- 2d wird zweckmässig so ausgeführt, dass sie bei einer Reparatur der Innenkuppel stehen bleibt und die darüber befindliche Hintermauerung trägt.
Zweckmässig wird zwischen innerer und äusserer Ausmauerung eine durchgehende Trennfuge 7 vorgesehen, die einerseits den Wärmefluss unterbricht, andererseits Dehnungen kompensiert und die Wärmedehnungen der inneren und der äusse-
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High-performance shaft furnace
The invention relates to a high-performance shaft furnace as it is intended for burning lime in particular, but also other minerals to be subjected to deacidification. In the narrowed part of the shaft, the material to be fired is preheated and deacidification initiated.
When the charging column, which is still fixed in this part of the shaft, enters the enlarged part of the shaft, it is loosened in a lateral direction, the surfaces where the fuel items touch are reduced, and with it the abrasion, the draft conditions are improved, fuel gases can penetrate through the loosening up to the core of the fuel column, whereby the deacidification of the entire fuel used occurs safely and the possibility is created to increase the heat supply and thus to accelerate the throughput.
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of 50, brickwork cannot be taken into account because the pillars located between the firing systems only have insufficient load-bearing capacity, on the other hand, relieving the pillars by anchoring or hanging stones with regard to the required heat-insulating back walling cannot be used.
The requirement to suddenly loosen the material to be fired in the shaft in the manner described is met in known designs in that the shaft furnace is designed with a combustion zone which has a shaft cross-section that is narrowed towards the top. The combustion zone is closed off by a hemispherical vault made with spherical vaults, which ends in an upper crown ring that carries the refractory lining of the shaft section above. The burners are then allowed to work through channels opening laterally into the shaft.
The invention relates to a. Shaft furnace of the type just described and deals with the problem of eliminating difficulties which arise when the performance of such furnaces is to be increased. If it is a high-performance shaft furnace with a cross-section that widens in the firing zone, burners that deliver very high working temperatures, such as (8. Oil burners with local temperature peaks of 15500 C and above. Because it is a high-performance shaft furnace, on the other hand as many burners as possible, at least four of them, must be available.
It has now been shown that it is important to have the greatest healing effect on the firing material in the expansion part of the shaft. Accordingly, the burner channels in the expansion area of the shaft must open into this. The large number of burners which deliver large amounts of exhaust gas, which also works towards widening the burner channels, causes the pillars that remain between the channels to be weakened.
Since the pillars have to stand in the arched zone of the shaft for reasons of thermal nature, the problem arises of building inwardly arched pillars with a high load-bearing capacity. This would require large pillar cross-sections, which, however, cannot be accommodated. This is where the invention comes in. In a furnace construction of the type described above, it is characterized in that there are at least four such flame-carrying channels, which include pillars between them which are not significantly wider than the channels mentioned, which open into the shaft in the vault area of the combustion zone, with the vault zone of the shaft is made up of refractory bricks, which are spherical vaults of a basic to neutral nature.
The schematic drawing, which also serves to explain further features of the invention, shows a vertical section through the expansion zone of a shaft furnace, a shaft furnace with four burners being shown. The wall on the right shows a section through the masonry between two burners.
The furnace has an outer sheet metal jacket 1 and, in the lower part, a wear lining made of stones 2. Between these two wall parts is a heat insulating body 3, for. B. consisting of loose dolomite and / or of firebricks 4, provided.
The wear lining consists of individual stones 2a. The base of the vault part forms an annular abutment made of annular ball vaults 2b.
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The vault itself consists of individual rings of vault stones 2c. The uppermost vault ring consists of stones 2d, which form a support surface which runs perpendicular to the shaft axis and which carries the lining 5 of the narrowed shaft part. The arch stones can interlock with projections and grooves.
The illustrated embodiment shows a shaft furnace with a total of four acting in the combustion zone. Burners that are to be thought of as being arranged in the stitch vaults 6. These stitch vaults are also constructed from refractory, preferably basic or neutral stones according to the rules of the production of intersecting vaults, expediently using wedge stones 2e. The shape and design of the stitch vault is not essential to the invention and can be changed to a large extent.
It is essential to form the transition from the shaft part with a large diameter to the shaft part with a smaller diameter by means of a self-supporting dome 2b-2d made up of refractory bricks, which in turn at least partially, but preferably entirely, the refractory lining of the shaft part of narrower cross-section able to carry. In other words, it is also important that the wear layer of the entire refractory lining is uniform. Execute building structure, which accordingly perform expansion movements in the radial direction, but can also change its height to a certain extent without being hindered therein, e.g. B. in that an anchoring between the lining and the outer furnace shell 1 is present.
The back wall 4b of the dome part 2b-2d is expediently designed in such a way that it remains in place when the inner dome is repaired and supports the back wall above it.
A continuous separating joint 7 is expediently provided between the inner and outer lining, which on the one hand interrupts the flow of heat and on the other hand compensates for expansions and reduces the thermal expansions of the inner and outer walls.
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