AT505494A1 - DEVICE ON STOVES - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Herdöfen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Brennerdom für Herdöfen zum Warmhalten von flüssigem Aluminium und zum Umschmelzen von Aluminiumschrotten in Herdöfen.The invention relates to a device on hearth furnaces. More particularly, the invention relates to a burner dome for hearth furnaces for keeping liquid aluminum warm and for remelting aluminum scrap in hearth furnaces.
Zum Warmhalten von Aluminiumbädern werden Herdöfen unterschiedlicher Bauart verwendet.To keep warm aluminum baths hearth furnaces of different types are used.
Dabei wird als Energieträger meist Erdgas oder Heizöl eingesetzt.This is usually used as an energy source of natural gas or fuel oil.
Die mit Erdgas oder Heizöl betriebenen Brenner werden dazu im Bereich der Ofendecke oder der Ofenwand des Herdofen eingebaut.The burners operated with natural gas or fuel oil are installed in the area of the oven ceiling or the oven wall of the stove oven.
Die Brenner können mit Gas/Öl-Luft oder Gas/Öl-Sauerstoff oder schließlich Gas/Öl-Luft-Sauerstoff betriebene Brenner sein. Die sich bei Betrieb des Brenners bildende Flamme reicht direkt über die Badoberfläche der flüssigen Schmelze, sodass es unter der Einwirkung der Gase in der Flamme zum Ausbilden von Wellen an der Badoberfläche kommt. So wird bedingt durch die im Ofenraum enthaltene Luft und den darin enthaltenen Sauerstoff die Oxidation des geschmolzenen Aluminium verstärkt, sodass es zu nicht unerheblichen Aluminiumverlusten kommt. Diese Verluste liegend bei bekannten Herdöfen, die mit Gas/Öl-Flammen betrieben werden zwischen 0,2% und 0,4 %.The burners can be gas / oil / air or gas / oil / oxygen or finally gas / oil / air / oxygen burners. The flame forming during operation of the burner extends directly over the bath surface of the liquid melt, so that it comes to the formation of waves on the bath surface under the action of the gases in the flame. Thus, due to the air contained in the furnace chamber and the oxygen contained therein, the oxidation of the molten aluminum is increased, so that it comes to not inconsiderable losses of aluminum. These losses are between 0.2% and 0.4% for known hearth furnaces operated with gas / oil flames.
Des Weiteren kommt es durch den direkten Einfluss der Flamme auf die Badoberfläche (Oberfläche des geschmolzenen Aluminiums) zu starken örtlichen Überhitzungen des Bades. Dadurch wird die Korundbildung verstärkt .Furthermore, the direct influence of the flame on the bath surface (surface of the molten aluminum) leads to strong local overheating of the bath. This enhances corundum formation.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, insbesondere einen Brennerdom für Herdöfen der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet und insbesondere ein schonendes Behandeln von Aluminium bzw. Aluminiumschrotten in Herdöfen erlaubt.Object of the present invention is to provide a device of the type mentioned, in particular a burner dome for hearth ovens of the aforementioned type, which avoids the disadvantages mentioned above and in particular allows gentle treatment of aluminum or aluminum scrap in hearth furnaces.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung (Brennerdom), welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.This object is achieved with a device (burner dome), which has the features of claim 1.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltung dieser Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred and advantageous embodiment of this invention are the subject of the dependent claims.
Somit betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, z.B. in Form eines Brennerdoms mit der flüssiges Aluminium in Herdöfen warmgehalten bzw. das Umschmelzen von Aluminiumschrotten in Herdöfen so ausgeführt werden kann, ohne dass das im Herdofen enthaltene Metall bzw. Aluminiumschrott mit einer offenen Flamme nicht in Berührung kommt.Thus, the invention relates to a device, e.g. in the form of a burner dome with the liquid aluminum kept in hearth furnaces or the remelting of aluminum scrap in hearth furnaces can be carried out so that the metal or aluminum scrap contained in the hearth furnace does not come into contact with an open flame.
Dadurch dass erfindungsgemäß der Brenner in einem Brennerdom angeordnet ist, der auf den Ofen, insbesondere die Ofendecke aufgesetzt ist, wird erreicht, dass die Flammen des Brenners, welche die für dasThe fact that according to the invention the burner is arranged in a burner dome, which is placed on the furnace, in particular the furnace roof, it is achieved that the flames of the burner, which for the
Warmhalten von Aluminiumschmelze bzw. das Umschmelzen von Aluminiumschrotten benötigte Wärme abgeben, mit dem geschmolzenen Aluminium nicht unmittelbar in Berührung kommen.Keeping heat of molten aluminum or the remelting of aluminum scrap needed heat, with the molten aluminum does not come into direct contact.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Brenner in einer Ausführungsform so angeordnet ist, dass die Stahlplatten der Konstruktion an dieser Stelle als Tangenten im rechten Winkel zueinander stehen, wobei bevorzugt der Flammenaustritt aus dem Brennerrohr tangential erfolgt.It is particularly advantageous if the burner is arranged in one embodiment so that the steel plates of the construction are at this point as tangents at right angles to each other, preferably the flame outlet from the burner tube is tangential.
Wenn die Flamme auf Grund der Form des Brennerdoms in einer Drehbewegung gelenkt ist, ergibt sich eine, für das Lösen der erfindungsgemäßen Aufgabe, vorteilhafte Rotationsbewegung der Flamme und der Brenngase.If the flame is directed in a rotational movement due to the shape of the burner dome, results in a, for solving the problem of the invention, advantageous rotational movement of the flame and the fuel gases.
Die erforderliche Hochtemperaturbeständigkeit der Vorrichtung, insbesondere des Brennerdoms ergibt sich, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Brennerdom so ausgebildet ist, dass der Spezialbeton eine Flammenbeständigkeit von über 1600‘C hat und eine geringe Erosion gegenüber der Flamme aufweist. So wird einerseits eine Temperaturbeständigkeit bis 1600'C und anderseits infolge der hohen Flammengeschwindigkeit eine niedrige Erosion erreicht.The required high temperature resistance of the device, in particular of the burner dome, results if, according to one embodiment of the invention, the burner dome is designed so that the special concrete has a flame resistance of over 1600 ° C. and has low erosion relative to the flame. On the one hand a temperature resistance up to 1600'C and on the other hand low erosion is achieved due to the high flame speed.
Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Höhe und der Durchmesser des Brennerdoms in Abhängigkeit von der Leistung steht, wird erreicht, dass die Flamme wegen der Brennerdomgröße nur eine bestimmte Länge erreicht und nicht in den Ofenraum hineinragt. Dies hat den Vorteil, dass nur die heißen Gase in den Ofenraum hineinströmen.In the embodiment of the invention, in which the height and the diameter of the burner dome is dependent on the power, it is achieved that the flame only reaches a certain length because of the burner dome size and does not protrude into the oven space. This has the advantage that only the hot gases flow into the furnace chamber.
In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Länge der Flamme durch die optische Flammenkontrolle überwacht wird. Beim Überschreiten der vorgegebenen Grenze wird ein Regelmechanismus zur Einstellung der Flammenlänge ausgelöst.In a possible embodiment of the invention it is provided that the length of the flame is monitored by the optical flame control. When exceeding the predetermined limit, a control mechanism for setting the flame length is triggered.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Brenner über die Messsonden temperaturgeführt wird, dabei wird beispielsweise die Brennerleistung durch wenigstens eine Temperaturmesssonde regelt.According to a further embodiment, it is provided that the burner is temperature-controlled via the measuring probes, while, for example, the burner output is regulated by at least one temperature measuring probe.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Brenner über die Achse um 90' ausgeschwenkt werden kann. So kann der Brenner optimal eingestellt werden und ist für eine Wartung gut zugänglich.In one embodiment, it is provided that the burner can be swung over the axis by 90 '. This allows the burner to be set optimally and is easily accessible for maintenance.
Wenn gemäß einem Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, dass die Domdecke schräg nach unten von der Brenneröffnung aus gesehen, ausgeführt ist, wird die Flamme in einer Schraubenbewegung nach unten gezwungen.If, according to a proposal of the invention, it is provided that the dome cover is made obliquely downwards from the burner opening, the flame is forced down in a screw movement.
Ein besonders vorteilhaftes, bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist es, dass die Parameter für Flammenlänge und Ofentemperaturen über Mess- t« · • · · • ♦ ♦ ♦ · · • · ♦ • · ·· ·♦·· ·· • · · • · ·· • · ·A particularly advantageous, preferred feature of the invention is that the parameters for flame length and furnace temperatures exceed measured values. · · · · · ·
• · • · ··· 3 sonden in einer frei programmierten Steuerung überwacht und der Prozess dadurch auch geregelt werden kann.• • • • ··· 3 probes can be monitored in a freely programmed controller and the process can thus also be controlled.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den Zeichnungen schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, am Beispiel eines Brennerdoms in der nachfolgenden Beschreibung .Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a schematically illustrated in the drawings embodiment of the device according to the invention, using the example of a burner in the following description.
Es zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Brennerdom im Schnitt und Fig. 2 schematisch den Brennerdom im Schnitt und in Draufsicht.1 shows a burner dome according to the invention in section and FIG. 2 shows the burner dome in section and in plan view.
Ein erfindungsgemäßer Brennerdom 1 weist eine beispielsweise aus Stahl gefertigte Haube 3 auf, die einen Flansch 5 aufweist, über welchen die Haube 3 an der Ofendecke 7, eine Öffnung 9 in dieser überdeckend befestigt wird.A burner dome 1 according to the invention has a hood 3 made, for example, of steel, which has a flange 5, by way of which the hood 3 is fastened to the furnace roof 7, an opening 9 being covered in this manner.
Innen ist die Haube 3 des Brennerdoms 1 mit einer Isolierung 13 und einer Zustellung 11 versehen, wobei insbesondere Feuerfestbeton mit einer Temperaturbeständigkeit bis 1600'C bevorzugt ist. So wird erreicht, dass der Brennerdom 1 außen eine maximale Temperatur von 70*C erreicht.Inside the hood 3 of the burner dome 1 is provided with an insulation 13 and a lining 11, in particular refractory concrete with a temperature resistance up to 1600'C is preferred. This ensures that the burner dome 1 reaches a maximum outside temperature of 70 * C.
Ein Brenner 15 ist zur Achse der zylinderförmigen Wand 17 der Haube 3 unter einem Winkel 19 schräg gestellt, sodass die Achse 21 des Brenners 15 parallel zur schrägen Innenfläche 23 der Decke des Brennerdoms 1 steht.A burner 15 is inclined to the axis of the cylindrical wall 17 of the hood 3 at an angle 19, so that the axis 21 of the burner 15 is parallel to the inclined inner surface 23 of the ceiling of the burner dome 1.
Weiters ist der Brenner 15 an der Wand 17 der Haube 3 so befestigt, dass die Achse 21 des Brenners 15 tangential zur Wand 17 der Haube 3 ausgerichtet ist (Fig. 2). Dabei ist es so, dass der Brenner 15 so angeordnet ist, dass die aus seinem Brennerrohr austretenden Flammen in das Innere der Haube 3 tangential, entlang der Innenfläche Zustellung 11 in der Haube 3 eintreten. In dem Bereich der Haube 3 des Brennerdoms 1, in dem der Brenner 15 angeordnet ist, weicht deren Wand 17 von der Zylinderform ab und es sind dort im Winkel von 90' zueinander stehende Wandteile 27 und 29 vorgesehen, die tangential in die Wand 17 der Haube 3 übergehen.Furthermore, the burner 15 is fixed to the wall 17 of the hood 3 so that the axis 21 of the burner 15 is aligned tangentially to the wall 17 of the hood 3 (Fig. 2). It is so that the burner 15 is arranged so that the emerging from its burner tube flames enter tangentially into the interior of the hood 3, along the inner surface 11 in the dome 3. In the region of the hood 3 of the burner dome 1, in which the burner 15 is arranged, the wall 17 deviates from the cylindrical shape and there are provided at an angle of 90 'to each other wall portions 27 and 29, which tangentially into the wall 17 of Go over hood 3.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Brenner 10 schwenkbar gelagert ist und beispielsweise über eine Schwenkachse 31 zum Zwecke der Wartung und Reinigung aus der Haube 3 heraus geschwenkt werden kann.In particular, it can be provided that the burner 10 is pivotally mounted and can be pivoted out of the hood 3, for example, via a pivot axis 31 for the purpose of maintenance and cleaning.
Das Zünden des Brenners 15 erfolgt bevorzugt automatisch und kann über Temperaturmesssonde 33 und 35 geregelt werden.The ignition of the burner 15 is preferably carried out automatically and can be controlled by temperature measuring probe 33 and 35.
Sobald der Brenner 15 in Betrieb ist, also gezündet wurde, breitet sich die Flamme infolge der schrägen Innenseite 23 der Decke und der Zylinderform des Mantels des Brennerdoms 1 schraubenförmig nach unten aus, wie dies durch die Linien in Fig. 1 und Fig. 2 angedeutet ist.Once the burner 15 is in operation, that is ignited, the flame spreads helically downward due to the oblique inside 23 of the ceiling and the cylindrical shape of the shell of the burner dome 1, as indicated by the lines in Fig. 1 and Fig. 2 is.
Bevorzugt ist es, dass der Brenner 15 so eingestellt ist, dass die Länge der Flammen nicht größer ist als die Seitenlange bzw. die Seitenfläche der Haube 3 des Brennerdoms 1. Hierzu ist eine optische Flammenlängenmessung 37 vorgesehen. Beim Überschreiten der Länge der Flamme wird über eine Steuerung die Leistung des Brenners 15 entsprechend nach unten korrigiert.It is preferred that the burner 15 is set so that the length of the flames is not greater than the side length or the side surface of the hood 3 of the burner dome 1. For this purpose, an optical flame length measurement 37 is provided. When the length of the flame is exceeded, the power of the burner 15 is correspondingly corrected downward by a controller.
Am unteren an der Ofendecke 7 liegenden Ende der Haube 3 des Brennerdoms 1 strömen nur mehr heiße Abgase (keine Flammen) mit einer Temperatur mit etwa 1000‘C heraus, und treten durch die Öffnung 9 in den Herdofen ein.At the bottom of the furnace roof 7 lying end of the hood 3 of the burner dome 1 only more hot exhaust gases (no flames) flow out at a temperature of about 1000'C, and enter through the opening 9 in the hearth furnace.
Die heißen Gase durchströmen den Ofenraum gleichmäßig, sodass es zu einer guten Wärmeverteilung über die Badoberläche des flüssigen Aluminiums in dem Herdofen kommt, ohne dass in diesem Wellen entstehen, wie dies im Stand der Technik der Fall ist.The hot gases flow through the furnace chamber uniformly, so that there is a good heat distribution over the Badoberläche the liquid aluminum in the hearth furnace, without causing waves in this, as is the case in the prior art.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel wie folgt beschrieben werden:In summary, an embodiment may be described as follows:
Um Aluminiumschmelze in einem Herdofen warm zu halten bzw. Aluminiumschrott in einem Herdofen umzuschmelzen, ist wenigstens ein Brenner 15 vorgesehen. Der Brenner 15 ist in einem Brennerdom 1 angeordnet, der auf der Ofendecke 7 aufgesetzt ist. Der Brenner 15 ist bezüglich des im Wesentlichen zylindrischen Brennerdoms 1 so ausgerichtet, dass die Flammen und die Brenngase sich in dem Brennerdom 1 schraubenlinienförmig bis zur Öffnung 9 in der Ofendecke 7 bewegen, über welcher der Brennerdom 1 angeordnet ist. So wird erreicht, dass keine Flammen in den Innenraum des Herdofens gelangen und mit der Aluminiumschmelze in Berührung kommen, was den Vorteil ergibt, dass die Oxidation des geschmolzenen Aluminiums mindert und auch die Korundbildung hintangehalten wird.To keep molten aluminum in a hearth furnace warm or to melt aluminum scrap in a hearth furnace, at least one burner 15 is provided. The burner 15 is arranged in a burner dome 1, which is placed on the furnace roof 7. The burner 15 is aligned with respect to the substantially cylindrical burner dome 1 so that the flames and the fuel gases move in the burner dome 1 helically up to the opening 9 in the furnace roof 7, over which the burner dome 1 is arranged. This ensures that no flames get into the interior of the hearth furnace and come into contact with the molten aluminum, which has the advantage that the oxidation of the molten aluminum reduces and also the formation of corundum is obstructed.
Wien, den 9. Juli 2007 Alumonte GmbH vertreten durch: PATENTANWÄLTE DIPL.-ING.J4ANFRED BEER DIPL-ING. REIW4RD HEÜENBERGER durch:Vienna, 9th July 2007 Alumonte GmbH represented by: PATENTANWÄLTE DIPL.-ING.J4ANFRED BEER DIPL-ING. REIW4RD HEUENBERGER through:
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