DD147870B1

DD147870B1 - Burner arrangement for plasma ovens

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Publication number: DD147870B1
Authority: DD
Publication date: 1984-11-14

Description

Titel der Erfindung Brenneranordnung für PlasmaofenTitle of the invention Burner arrangement for plasma furnace

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Brenneranordnung für Plasmaofen zum Schmelzen von Metallen und Legierungen.The invention relates to the burner assembly for plasma furnace for melting metals and alloys.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, Plasmabrenner mit übertragenem ITiedertemperaturgasplasma für das Schmelzen von Metallen und Legierungen einzusetzen· Diese Plasmabrenner arbeiten in bevorzugt zylindrischen Ofengefäßen und sind bevorzugt in Öffnungen in den Seitenwänden des Plastnaschmelzof ens angeordnet. Da die von einer Plasmafackel abgegebene Energie mit der Länge der Plasmafackel zunimmt, wird bei den bekannten technischen Lösungen der Schrott so in den Ofen eingebracht, daß der Brenner oberhalb der Schrottschüttung liegt und nicht vom Einsatzgut verdeckt wird· Das wird im allgemeinen nur durch Einsatzgut mit hoher Schüttdichte, dem sogenannten Grobschrott erreicht. Beim Einschmelzen von Schrott mit niedriger Schüttdichte, dem sogenannten Leichtschrott, muß beim Beschicken fast das gesamte Volumen des Ofengefäßes mit Leichtschrott gefüllt werden, um nach dem Niederschmelzen eine ausreichende Menge von flüssigem Metall zu erhalten. Durch dieses hohe Pullen können die Plasmabrenner, falls ihr Betreiben überhaupt technisch sicher möglich ist, nur mit stark verminderter Leistung arbeiten, bis der Schrott vor dem Plasmabrenner genügendCharacteristic of the Known Technical Solutions It is known to use plasma torches with transferred ITiedertemperaturgasplasma for the melting of metals and alloys · These plasma torches operate in preferably cylindrical furnace vessels and are preferably arranged in openings in the side walls of Plastnaschmelzof ens. Since the output of a plasma torch energy increases with the length of the plasma torch, the scrap is introduced into the oven in the known technical solutions so that the burner is above the scrap pile and is not covered by the crop · This is generally only by feed with high bulk density, the so-called coarse scrap achieved. When melting scrap with a low bulk density, the so-called light scrap, almost all the volume of the furnace vessel must be filled with light scrap during charging in order to obtain a sufficient amount of liquid metal after the meltdown. This high pull the plasma torches, if their operation is technically possible safe, only work with greatly reduced power until the scrap in front of the plasma torch enough

ausgeschmölzeη ist. Die Ursache für das Betreiben mit verminderter Leistung liegt in der physikalischen Natur des übertragenen Plasmabogens. Bei einem gegebenen Bogenstrom ist die Bogenspannung und damit die umgesetzte Energie eine Punktion der Länge der Plasmafackel. Kann sich die Plasmafackel durch festes Material, das ihre Länge begrenzt, nicht voll ausbilden, wird dadurch auch die übertragene Energie beschränkt. Erst nach dem die Plasmafackel einen ausreichend großen Krater erschmolzen hat, kann sie mit der optimalen Leistung arbeiten.Ausmölze is. The cause of the reduced power operation is the physical nature of the transferred plasma arc. For a given arc current, the arc voltage and thus the converted energy is a puncture of the length of the plasma torch. If the plasma torch can not fully develop due to solid material that limits its length, this also limits the transmitted energy. Only after the plasma torch has melted a sufficiently large crater, it can work with the optimum performance.

Es ist außerdem bekannt, die Einschmelzleistung von Lichtbogenofen durch "Verwendung von zusätzlichen Brennern für flüssige oder gasförmige Brennstoffe zu erhöhen. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß diese zusätzlichen Brenner völlig unabhängig von der Lage des Einsatzgutes und dem Grad der Bedeckung der Brenner zünden und sich mit maximaler 3rennerleistung betreiben lassen. Das hat jedoch den llachteil, daß diese Zusatzbrenner einen bedeutenden Anteil der zum Einschmelzen benötigten Energie liefern, so daß der Vorteil von Lichtbogenöfen, die Unabhängigkeit von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, im starken Maße verloren geht.It is also known to increase the arc furnace smelting performance by "using additional burners for liquid or gaseous fuels." Practical experience has shown that these additional burners ignite completely and independently of the location of the charge and the degree of coverage of the burners However, this has the disadvantage that these auxiliary burners provide a significant proportion of the energy required for melting, so that the advantage of electric arc furnaces, the independence of liquid or gaseous fuels, is greatly lost.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Brenneranordnung für Plasmaöfen zum Schmelzen von Metallen und Legierungen zu entwickeln, die ermöglicht, daß unabhängig von der Beschaffenheit des Einsatzgutes bereits kurz nach Schmelsbeginn mit voller Leistung der Plasmabrenner gearbeitet wird, indem durch Starthilfsbrenner das Einsatzgut nahe der Plasmabrenner so aufgeschmolzen wird, daß sich die Plasmafackel optimal ausdehnen kann. Dabei sollen die Starthilfsbrenner nur einen geringen Teil des Einsatzgutes aufschmelzen, so daß der größte Anteil der zumIt is the object of the invention to develop a burner assembly for plasma ovens for melting metals and alloys, which allows, regardless of the nature of the feed already shortly after the start of smelting at full power of the plasma torch is working by by Starthilfsbrenner the feed close to the plasma torch is melted so that the plasma torch can expand optimally. The starting auxiliary burners are to melt only a small part of the starting material, so that the largest share of the

Schmelzen benötigten Energie aus dem elektrisch betriebenen Plasmabrenner stammt·Melting energy required originates from the electrically operated plasma torch ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Brenneranordnung für Plasmaöfen zum Schmelzen von Metallen und Legierungen, wodurch es möglich v/ird, das Einsatzgut mit geringer Schüttdichte wirtschaftlich zu schmelzen·The invention relates to the burner assembly for plasma furnaces for melting metals and alloys, which makes it possible to economically melt the feedstock with a low bulk density.

Erfindungsgemäß wird in einem metallurgischen Plasma-' schmelzofen mit seitlich angeordneten Plasmabrennern bei jedem Plasmabrenner mindestens ein Starthilfsbrenner im spitzen 7/inkel zur Achse des benachbarten Plasmabrenners in der gleichen Ofenwandöffnung angeordnet.According to the invention, in a metallurgical plasma melting furnace with laterally arranged plasma torches, at least one starting auxiliary torch is arranged in the tip 7 / inkel at the axis of the adjacent plasma torch in the same furnace wall opening at each plasma torch.

Beim Betrieb des metallurgischen Plasmaschmelzofens werden nach dem Chargieren die Starthilfsbrenner gezündet· Diese Brenner arbeiten sofort mit voller Leistung und schmelzen jeweils einen Krater in das Einsatzgut, wobei mit sinkender Schüttdichte des Einsatzgutes infolge der geringeren benötigten Wärmemenge das Aufschmelzen schneller geschieht. Hat der aufgeschmolzene Krater eine ausreichende Größe, so daß der Plasmabrenner technisch sicher betrieben werden kann, wird der Plasmabrenner gezündet. Die Starthilfsbrenner v/erden spätestens dann abgeschaltet, wenn die Kraterbildung abgeschlossen ist, das Rauchgas an das geschüttete Einsatzgut keine fühlbare Wärme überträgt und die Abgastemperaturen deutlich ansteigen.During operation of the metallurgical plasma smelting furnace, the starting auxiliary burners are ignited after charging. These burners work immediately at full power and melt a crater into the feedstock, with the bulk density of the feed material being reduced as a result of the lower amount of heat required. If the melted crater has a sufficient size so that the plasma torch can be operated technically safe, the plasma torch is ignited. The starting auxiliary burners are switched off at the latest when the formation of craters has been completed, the flue gas does not transfer any sensible heat to the poured feed and the exhaust gas temperatures rise significantly.

Ausführungsbeispiel ' Exemplary embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte sehematische Darstellung näher beschrieben werden. Die Abbildung ist ein Querschnitt durch den PlasmaschmelzofenThe invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the attached sehematic representation. The figure is a cross section through the plasma smelting furnace

an einer Durchführung 2 in der Seitenwand 1. Die anderen Durchführungen sind vollkommen analog zu Durchführung 2. In der Durchführung 2 befindet sich ein üblicher Plasmabrenner 3 in bekannter Anordnung, über diesem Plasmabrenner 3 ist ein Starthilfsbrenner 4 angebracht, der mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betrieben wird. Die Längsachsen des Plasmabrenners 3 und des Starthilfsbrenners 4 schneiden sich im Schnittpunkt 5. Itfach dem Chargieren ist der Plasmaschmelsofen mit Leichtschrott 6 gefüllt· Danach wird der Starthilf sbrenner- 4 in Betrieb gesetzt· Nachdem durch die Wirkung des Starthilfsbrenners 4 ein ausreichend großer Krater gebildet ist, so daß der Plasmabrenner 3 sicher gezündet werden kann, geht dieser in Betrieb. Der Starthilfsbrenner 4 wird abgeschaltet, wenn der Plasmabrenner 3 mit voller Leistung gefahren wird und die Abgastemperatur als Meßsignal einen bestimmten Wert erreicht hat. Danach arbeitet der Plasmaschmelzofen, auf die bekannte Art.on a bushing 2 in the side wall 1. The other bushings are completely analogous to implementation 2. In the implementation 2 is a conventional plasma torch 3 in a known arrangement, above this plasma torch 3, a starting auxiliary burner 4 is mounted, operated with liquid or gaseous fuel becomes. The longitudinal axes of the plasma torch 3 and the starting auxiliary burner 4 intersect at the intersection 5. Itfachfach the charging the plasma melting furnace is filled with light scrap 6 · Thereafter, the starting auxiliary sbrenner- 4 is put into operation · after a sufficiently large crater is formed by the action of the starting auxiliary burner 4 , so that the plasma torch 3 can be safely ignited, it goes into operation. The starting auxiliary burner 4 is turned off when the plasma torch 3 is driven at full power and the exhaust gas temperature has reached a certain value as a measurement signal. Thereafter, the plasma smelting works, in the known way.

Claims

Srfindungsanspruch

Burner assembly for plasma furnaces for melting metals and alloys, characterized in that at least one starting auxiliary burner is arranged at an acute angle to the axis of the adjacent plasma torch in the same furnace wall opening.

Hisrzu 1 page drawings