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Brenneranordnung für Flammöfen, insbesondere
Siemens-Martin-Öfen
In Flammöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, wird dem Brennstoffstrahl in der Regel vorgewärmte Luft von oben zugeführt. Es ist seit langem bekannt, dass die Wärmeübertragung von der Flamme auf den Einsatz nur zu geringem Teil durch Wärmeleitung, im wesentlich grösseren Ausmass aber durch Wärmestrahlung erfolgt. In jenen Fällen, wo die Flamme nicht selbst leuchtend ist, wurde daher bereits der Strahlungsanteil durch Karburieren der Flamme erhöht. Es ist ferner bekannt, dass eine raschere und intensivere Verbrennung des Brennstoffes und damit eine kürzere, gegebenenfalls leuchtendere Flamme erzielbar ist, wenn statt mit Luft mit Sauerstoff oder mit an Sauerstoff angereicherter Luft verbrannt wird.
Die durch die Verbrennung des Brennstoffes mit Sauerstoff erreichbare erhöhte Temperatur und verstärkte Strahlung sind nun zwar für das raschere Niederschmelzen des Einsatzes vorteilhaft, gleichzeitig wird aber auch die Ausmauerung, insbesondere des Ofengewölbes, viel stärker beansprucht. Schliesslich ist es auch schon bekannt, den Nachteil der verringerten Haltbarkeit der Ausmauerung bei Verwendung von Sauerstoff dadurch zu vermeiden, dass der Sauerstoff in den unteren Teil des Brennstoffstrahles eingeführt wird.
Die durch die Sauerstoffzufuhr erzielte hohe Temperatur und starke Strahlung wirken auf den unmittelbar darunter liegenden Einsatz voll ein, werden aber nach oben und gegebenenfalls seitlich durch die diese Zone bogenartig umhüllende trübe Flamme des bereits teilweise mit Luft verbrannten Brennstoffstrahles abgeschirmt, es wird also der heisseste Teil der Flamme durch die Flamme selbst gegen die Ofenwand und das Ofengewölbe abgedeckt. Bei der bisherigen Brenneranordnung dieser Art bildet jedoch die Sauerstoffdüse mit der Brennstoffdüse eine bauliche Einheit, und es ist nicht möglich, die Sauerstoffdüse zwecks Änderung des Einfallswinkels des Sauerstoffstrahles in den Brennstoffstrahl für sich zu verschwenken oder den Sauerstoffstrahl für sich zu verschwenken oder den Sauerstoffstrahl gar gegen das Bad zur Erzielung einer Frischwirkung zu richten.
Es kann lediglich die Geschwindigkeit des Sauerstoffstromes geändert werden, was keine ausreichende Freizügigkeit hinsichtlich der Lenkung des Sauerstoffstrahles ergibt.
Die Erfindung bezweckt eine diesbezügliche Verbesserung. Sie geht von einer Brenneranordnung aus, bei welcher dem Brennstoffstrahl von oben vorgewärmte Luft und in dessen unterem Teil Sauerstoff mittels einer gekühlten Düse zugeführt wird ; sie besteht im wesentlichen darin, dass die Sauerstoffdüse derart verstellbar angeordnet ist, dass der Einfallswinkel des Sauerstoffstrahles in den Brennstoffstrahl geändert werden kann. Dadurch ist es möglich, die durch die Verbrennung mit Sauerstoff besonders heisse und strahlende Flammenzone je nach Bedarf zu verlagern. Im Extremfall kann der Sauerstoffstrahl so gerichtet werden, dass der über das Bad streichende Sauerstoff das aus dem Bad aufsteigende CO verbrennt.
Bei einer weiteren Richtungsänderung des Sauerstoffstrahles wird gegebenenfalls sogar eine Frischmöglichkeit des Bades erzielt. Dabei ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion, da es bloss erforderlich ist, die gekühlte Sauerstoffdüse für sich verschwenkbar zu lagern.
Sind zwei oder mehrere Brennstoffdüse nebeneinander vorgesehen, wird die Sauerstoffdüse erfindungsgemäss in der Mitte etwas unterhalb der von den Achsen der Brennerdüse bestimmten Ebene angeordnet, so dass einerseits eine gute Verstellbarkeit nach allen Richtungen und anderseits eine sichere Um- hilllung der heissen und strahlenden Flammenzone durch die trübere nach beiden Seiten und nachoben gewährleistet sind.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise schematisch dargestellt, u. zw. zeigen Fig. l einen Siemens-Martin-Ofen mit Gasfeuerung im Längsschnitt und Fig. 2 und 3 einen solchen Ofen
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mit Ölfeuerung im Längs-und Querschnitt.
Dem Ofen 1 mit dem Gewölbe 2 werden durch den Schacht 3 der gasförmige Brennstoff und durch den Schacht 4 vorgewärmte Luft zugeführt. Der Brennstoffstrahl ist unter einem geringen Winkel gegen den Einsatz bzw. gegen das Bad 5 gerichtet und erhält von oben die Luftzufuhr. Durch eine wassergekühlte Düse 6 wird in den unteren Teil des Brennstoffstrahles Sauerstoff eingeblasen, so dass unmittelbar über dem Bad 5 eine besonders heisse und strahlende Flammenzone 7 entsteht, die gegen die Ofenwand und das Ofengewölbe durch eine sie umhüllende trübe Flammenzone 8, die von dem bereits teilweise mit Luft verbrannten Teil des Brennstoffstrahles herrührt, abgeschirmt wird. Der Einfallswinkel des Sauerstoffstrahles in den Brennstoffstrahl kann durch Verstellen der Düse 6 verändert werden.
Gemäss Fig. 2 und 3 ist ein mit zwei Öldüsen 9 ausgestatteter Brennerkopf vorgesehen, wobei die wassergekühlte Sauerstoffdüse Sin der Mitte zwischen den beiden Öldüsen unterhalb der von diesen bestimmten Ebene angeordnet ist. Auch in diesem Fall ist die Sauerstoffdüse 6 verstellbar bzw. verschwenkbar gelagert. Auch kann selbstverständlich die Sauerstoffzufuhr geregelt, d. h. mehr oder weniger gedrosselt oder überhaupt abgesperrt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brenneranordnung für Flammöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, bei welcher dem Brennstoffstrahl von oben vorgewärmte Luft und in dessen unteren Teil Sauerstoff mittels einer gekühlten Düse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffdüse (6) derart verstellbar angeordnet ist, dass der Einfallswinkel des Sauerstoffstrahles in den Brennstoffstrahl geändert werden kann.
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Burner arrangement for flame furnaces, in particular
Siemens-Martin ovens
In flame furnaces, in particular Siemens-Martin furnaces, the fuel jet is usually supplied with preheated air from above. It has long been known that the heat transfer from the flame to the insert takes place only to a small extent through thermal conduction, but to a much greater extent through thermal radiation. In those cases where the flame is not itself luminous, the radiation component has already been increased by carburizing the flame. It is also known that faster and more intensive combustion of the fuel and thus a shorter, possibly more luminous flame can be achieved if the combustion is carried out with oxygen or with air enriched in oxygen instead of air.
The increased temperature and increased radiation that can be achieved through the combustion of the fuel with oxygen are advantageous for the more rapid melting down of the insert, but at the same time the lining, in particular of the furnace vault, is also subject to much greater stress. Finally, it is also already known to avoid the disadvantage of the reduced durability of the lining when using oxygen by introducing the oxygen into the lower part of the fuel jet.
The high temperature and strong radiation achieved by the supply of oxygen have a full effect on the insert immediately below, but are shielded upwards and, if necessary, laterally by the cloudy flame of the fuel jet that has already been partially burned with air, which is the hottest part the flame is covered by the flame itself against the furnace wall and the furnace vault. In the previous burner arrangement of this type, however, the oxygen nozzle and the fuel nozzle form a structural unit, and it is not possible to pivot the oxygen nozzle for the purpose of changing the angle of incidence of the oxygen jet into the fuel jet or to pivot the oxygen jet by itself or even against the oxygen jet to straighten the bath to achieve a fresh effect.
It is only possible to change the speed of the oxygen flow, which does not result in sufficient freedom of movement with regard to the direction of the oxygen jet.
The invention aims to improve this. It is based on a burner arrangement in which air is preheated from above and oxygen is supplied to the fuel jet in the lower part by means of a cooled nozzle; it consists essentially in that the oxygen nozzle is arranged to be adjustable in such a way that the angle of incidence of the oxygen jet into the fuel jet can be changed. This makes it possible to relocate the flame zone, which is particularly hot and radiant due to the combustion with oxygen, as required. In extreme cases, the oxygen jet can be directed in such a way that the oxygen sweeping over the bath burns the CO rising out of the bath.
If the direction of the oxygen jet changes further, it may even be possible to refresh the bath. This results in a very simple construction, since it is only necessary to mount the cooled oxygen nozzle in a pivotable manner.
If two or more fuel nozzles are provided next to each other, the oxygen nozzle is arranged according to the invention in the middle slightly below the plane defined by the axes of the burner nozzle, so that on the one hand good adjustability in all directions and on the other hand a safe encirclement of the hot and radiant flame zone by the cloudier on both sides and above are guaranteed.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically, for example, u. Between FIG. 1, a Siemens-Martin gas-fired furnace is shown in longitudinal section, and FIGS. 2 and 3 show such a furnace
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with oil firing in longitudinal and cross-section.
The furnace 1 with the vault 2 is supplied with the gaseous fuel through the shaft 3 and preheated air through the shaft 4. The fuel jet is directed at a small angle towards the insert or towards the bath 5 and receives the air supply from above. Oxygen is blown into the lower part of the fuel jet through a water-cooled nozzle 6, so that a particularly hot and radiant flame zone 7 is created immediately above the bath 5, which is surrounded by a cloudy flame zone 8 that surrounds the furnace wall and the furnace vault Part of the fuel jet burned with air originates from, is shielded. The angle of incidence of the oxygen jet in the fuel jet can be changed by adjusting the nozzle 6.
According to FIGS. 2 and 3, a burner head equipped with two oil nozzles 9 is provided, the water-cooled oxygen nozzle being arranged in the middle between the two oil nozzles below the plane defined by them. In this case, too, the oxygen nozzle 6 is adjustable or pivotable. The oxygen supply can of course also be regulated, i. H. more or less throttled or shut off at all.
PATENT CLAIMS:
1. Burner arrangement for flame furnaces, in particular Siemens-Martin furnaces, in which the fuel jet preheated air from above and oxygen is supplied in its lower part by means of a cooled nozzle, characterized in that the oxygen nozzle (6) is arranged adjustable such that the The angle of incidence of the oxygen jet in the fuel jet can be changed.