DD201696A5

DD201696A5 - Metallurgisches schmelzaggregat

Info

Publication number: DD201696A5
Application number: DD81233192A
Authority: DD
Inventors: Ralph Weber; Bernt Rollinger; Michael Nagl; Bernhard Rinner
Original assignee: Korf Stahl
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1983-08-03
Also published as: JPS5780105A; ES8206633A1; ATE10649T1; GB2083608A; DE3034520A1; GB2083608B; US4392637A; BR8105814A; EP0048007A1; DE3034520C2; ES505398A0; AU7480281A; EP0048007B1; KR830007848A; ZA815862B; PL232995A1

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines metallurgischen Schmelzaggregates liegt, welchestrotz der hohen Temperaturen eine ausreichende Betriebssicherheit gewaehrleistet und eine einfache Auswechselbarkeit ermoeglicht, besteht die Aufgabe darin, dass eine schwenkbare Duese bzw. ein schwenkbarer Brenner so in der Seitenwand des Schmelzaggregates einsetzbar sind, dass ein im wesentlichen dichter Abschluss gewaehrleistet ist. Als Loesung ist nunmehr vorgesehen, dass bei einer aus wenigstens einem Rohr bestehenden schwenkbaren Duese bzw. schwenkbaren Brenner erfindungsgemaess das aeusserste Rohr oder ein damit verbundenes Kopfteil der Duese bzw. des Brenners an einer Stelle kalottenfoermig ausgebildet und die Kalotte zwischen zwei Ringsitzen eingespannt ist.

Description

Metallurgisches Schmelzaggregat Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist bei metallurgischen Schmelzaggregaten anwendbar., bei denen oberhalb des Badspiegels der Schmelze eine Düse oder ein Brenner in das Gefäß mündet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Pur die Optimierung des Prozeßablaufes ist es bei metallurgischen Schmeizaggregaten* in deren Seitenwand oberhalb des Badspiegels der Schmelze wenigstens eine Düse bzw_o ein Brenner aus wenigstens einem Rohr angeordnet ist, oft erwünscht, daß die Düse bzw. der Brenner schwenkbar ist. Durch das DE-Gbm 1 863 633 ist ein Lichtbogenofen zum Schmelzen von Schrott mit einer seitlich angebrachten Beschickungsklappe bekannt geworden, die eine Öffnung aufweist, durch die ein Brenner ragt, der auf einem Bodenständer außerhalb des Ofens mittels zweier Scharniergelenke befestigt und damit sowohl vertikal als auch horizontal schwenkbar ist· Damit bei einer solchen Anordnung überhaupt eine Winkelversteilung möglich ist, muß die öffnung in der Beschickungsklappe, durch die der Brenner eingeführt wird, um einiges größer als der Außendurchmesser des Brennerrohres sein, so daß an dieser Stelle kein dichter Abschluß des Schmelzaggregates gewährleistet ist» Während der hierdurch bedingte Hachteil - Wärmeverluste und Störung der Ofenatmosphäre - bei einigen Schmelzaggregaten noch hingenommen werden kann, ist eine derartige Lösung für Einschmelzvergaser, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 2 843 303 bekannt geworden sind; also für Schmelzaggregate, in denen gleichzeitig mit dem Einschmelzprozeß heißes Reduktionsgas erzeugt wird, nicht brauchbar.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines metallurgischen Schmelzaggregates, welches trotz der hohen Temperaturen eine ausreichende Betriebssicherheit gewährleistet und eine einfache Auswechselbarkeit ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß eine schwenkbare Düse bzw. ein schwenkbarer Brenner so in die Seitenwand des Schmelzaggregates einsetzbar sind, daß ein im wesentlichen dichter Abschluß gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, nunmehr dadurch gelöst, daß das äußerste Rohr oder ein damit verbundenes Kopfteil der Düse bzw. des Brenners an einer Stelle kalottenförmig aus- ' gebildet und die Kalotte zwischen zwei Ringsitzen eingespannt ist, wobei es günstig ist, wenn die Kalotte zwischen den zwei Ringsitzen von federnd zusammengespannten Teilen einer Tragkonstruktion gehalten wird. Zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang auch, wenn die Kalotte als Kugelkalotte ausgebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kalotte mit ihrer der Düsen- bzw, Brennerspitze, zugewandten Seite der gewölbten Oberfläche auf einem ersten in der Seitenwand des Schmelzaggregates verankerten Singsitz aufliegt und über einen zweiten Ringsitz, der an der von der Düsen- bzw. Brennerspitze abgewandten Seite der Kalotte anliegt, gegen den ersten Ringsitz gedruckt wird. Vorzugsweise sind die beiden Ringsitze koaxial zueinander angeordnet.

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Vorteilhaft ist weiterhin, daß zwischen den beiden Ringsitzen an der Oberfläche der Xugelkalotte im Bereich ihrer Scheitelebene eine ringförmige Gasdichtung anliegt.

Im Sinne der Erfindung ist auch, daß der erste Ringsitz als Teil eines flüssigkeitsgekühlten Hohlringes ausgebildet ist»

Als günstig hat es sich auch erwiesen,, wenn der erste Ringsitz auf der Innenseite eines ersten konischen Rohrabschnittes am Ende mit dem kleineren Durchmesser.gebildet ist, Zweckmäßigerweise weist dabei der erste konische Rohrabschnitt einen Ringkanal für eine Kühlflüssigkeit auf«

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die .Ringkanäle des Hohlrings und des ersten konischen-Rohrabschnittes durch wenigstens eine Öffnung in Verbindung stehen. Zweckmäßigerweise ist darüber hinaus der zweite Ringsitz auf einem .zweiten konischen Rohrabschnitt am Ende mit dem kleineren Durchmesser gebildet. Vorzugsweise wird der zweite konische .Rohrab- . schnitt durch Pederelemente gegen den ersten konischen Rohrabschnitt gedrückt.

Im Rahmen der Erfindung ist auch Torgesehen, daß der erste konische Rohrabschnitt aus Kupfer besteht und.lösbar in den Kegelsitz eines Ringflansches aus Stahl eingepreßt ist und daß die Düse bzw. der Brenner flüssigkeitsgefüllt ist.

Ausführungsbe ispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Atisführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts aus der Seitenwand eines Einschmelzvergasers»

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In. der .Seitenwand 1 eines metallurgischen Schmelzaggregates, insbesondere., eines Einschinelzvergasers entsprechend der Dl-OS 2-843 303, ist oberhalb des Badspiegels eine Öffnung 2 vorgesehen,-.durch die eine Sauerstoffblasdüse in den Einschmelzvergaser mündet, um mit. der im Einschmelzvergaser vorhandenen Kohle einerseits die zum Schmelzen erforderliche Wärme und andererseits Reduktionsgas zu erzeugen«. Die Düse. 3 umfaßt in koaxialer Anordnung drei Rohre 4, 5 und G_r wodurch ein zentraler Kanal und zwei Ringkanäle gebildet werden, sowie ein das zentrale.Rohr 4 mit dem äußeren Rohr 6 verbindendes Kopfteil 12. Dem zentralen Kanal wird über einen am.zentralen Rähr 4 angebrachten Gaseinlaß 7 das Prozeßgas, also im vorliegenden Pail sauerstoffhaltiges Gas,, zugeführt, die. Ringkanäle sind für eine Flüssigkeitskühlung der Düse 3 bestimmt. Ss wird Kühlwasser durch einen am äußersten Rohr 6 angebrachten Stutzen 8 eingeleitet,- durch den.äußeren Ringspalt bis zur Düsenspitze nach vorne geleitet, über einen Yerbindungskanal zum inneren Ringspalt und durch diesen zu einem ebenfalls am Rohr 6 angebrachten Stutzen 10 wieder nach hinten geleitet, um dort auszutreten«,Das zentrale Rohr 4 ist hinten durch einen Schraubverschluß 11 abgeschlossen. Dieser ermöglicht durch Einschieben eines weiteren Rohres, dem beispielsweise Öl., zugeführt wird, ein schnelles Umrüsten auf einen Brenner.

Aus konstruktiven Gründen und im Hinblick auf eine einfache Zerlegbarkeit sind die beschriebenen Teile jeweils aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt, wie dies, die Zeichnung erkennen läßt«

Um. unter Wahrung eines gasdichten Abschlusses -. bei dem obengenannten.Einschmelzvergaser liegt im Innern des Schmelzaggregats ein Kohlefließbett mit einem Druck von

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etwa 2 bar und einer Temperatur von etwa 2000 ⁰C vor - ein Verstellen des !Neigungswinkels der Düse.3 zur Anpassung an die optimalen Pro.zeßbedingungen zu ermöglichen, ist die Düse 3 im Bereich der Durchführung durch die Seitenwand 1 des Schmelzaggregates kalottenförmig ausgebildete Im vorliegenden Fall ist das Kopfteil 12 in Form einer Kugelkalotte 13 erweitertjund diese ist zwischen zwei^xRingsitzen

14 und.15 federnd eingespannt, .Der erste Ringsitz 14 ist in der-Seitenwand 1 des.Schmelzaggregates verankert und liegt auf der der Düsenspitze 9 zugewandten Seite der gewölbten Oberfläche der Kalotte 13 auf-, der zweite Ringsitz

15 hat eine zum ersten Ringsitz 14 koaziale Lage, liegt auf der von der Düsenspitze 9 abgewandten Seite der gewölbten Oberfläche der Kalotte 13 auf und wird durch Federkraft in Richtung des ersten-Ringsitzes 14 gedrückt. Hierdurch ist eine elastische Einspannung der Kalotte gegeben, die gleichzeitig durch den ersten Ringsitz 14 eine- Trennung der Gasatmosphäre im Innern des Schmelzaggregate gegenüber der Außenatmosphäre gewährleistet, ..Der gasdichte Abschluß kann durch eine ringförmige Gasdichtung 16 verbessert werden, die an der gewölbten Oberfläche der Kugelkalotte 13 im Bereich, ihrer Scheitelebene 17 abliegt. Die Dichtung an dieser . Stelle ist verglichen zum Ringsitz 14 thermisch und mechanisch nicht so stark beansprucht und gewährleistet damit einen dauerhaften gasdichten Abschluß«,

Vorzugsweise ist der erste Ringsitz 14 als f lüs.sigkeitsgekühlter Hohlring 18 ausgebildet. Der Hohlring 18 ist im vorliegenden Fall Teil eines ersten konischen-Rohrabschnit- ^: tes 19, der neben dem Ringkanal 20 des Hohlrings 18 durch eine Wand 23 getrennt einen weiteren Ringkanal 21 für eine Kühlflüssigkeit aufweist. Die Kühlflüssigkeit wird durch.ein Rohr 22 in der Unterseite des konischen Rohrabschnittes 19

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bis zum Ringkanal 20 geführt., der neben der Eintrittsstelle in diesen Kanal eine nicht dargestellte Trennwand aufweist-, läuft im Ringkanal 20 um bis zu einer auf der anderen Seite der 1?rennwand befindlichen Verbindungsstelle in den Ringkanal 21 und verläßt diesen über ein Rohr 34 im oberen Teil des konischen Rohrabschnittes 19*

Der. den ersten Ringsitz 14 tragende erste konische Rohrabschnitt 19 besteht im Hinblick auf eine gute thermische Le it fähigkeit ebenso wie die Spitze der Düse 3 aus Kupfer und ist in den Kegelsitz eines Ringflansches 24 aus Stahl eingepreßt, der an mehreren Stellen seines Omfangs auf einem am Blechmantel des Schmelsaggregates angebrachten Befestigungsflansch 25.befestigt ist. Zum Einpressen des konischen Rohrabschnitts 19 in den Ringflansch 24 dienen drei am Umfang des Ringflansches 24 angebrachte Bolzen 26 mit .Langlöchern, mittels deren durch Keile 27 Anpreßbolzen 28 gegen die Stirnfläche des konischen Rohrabschnittes 19 gedrückt werden können.

Der zweite Ringsitz 15 ist an einem..zweiten konischen Rohrabschnitt 29 gebildet, der über drei längs des ümfangs versteift angeordnete Befestigungslaschen 31 mittels Schrauben 30 am Ringflansch 24 befestigt ist. Eine definierte Anpreßkraft wird erzeugt durch Druckfedern 33 und hutförmig ausgebildete Andrückscheiben 32, Beim Anziehen der Schrauben 30 wird der Ringsitz 15 in Richtung des Ringsitzes 14 gedrückt und hierbei die Kalotte 13 mehr oder weniger fest eingespannt, Die hutförmig ausgebildete Andrückscheibe 32 ermöglicht ein festes Einspannen der Kalotte 13 in einer bestimmten Lage, ohne daß die Druckfedern 33 noch wirksam werden können* Wird die Schraube 30 nicht so weit angezogen)

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daß der Rand der hutförmigen Andrückscheibe 32 gegen die Befestigtmgslasche 31 stößt, dann wird die Druckfeder 33 wirksam und der Ringsitz 15 federnd gegen die gewölbte .Oberfläche der Kalotte 13 gedrückt. Je nach Federkraft kann der elastische Sitz so gewählt werden, daß eine laufende Verstellung des Winkels möglich ist. Sofern dies nicht erforderlich ist, können nach Einstellung des. optimalen Winkels die Schrauben 30 fest angezogen und damit die Kalotte 13 fest eingespannt werden,,

Im vorliegenden EaIl ist die Kalotte 13 kugelförmig ausgebildet. Wesentlich an der Kalo ttena us bildung ist-, daß durch den Ringsitz 14 gegebenenfalls in Verbindung mit der ringförmigen Gasdichtung 16 stets der für den speziellen Pail erforderliche Gasabschluß gewährleistet ist.

Claims

Erf indungsanspruch

1. Metallurgisches Schmelzaggregat, insbesondere Einschmelzvergaser, in dessen Seitenwand oberhalb des Badspiegels der Schmelze' wenigstens eine schwenkbare Düse bzw, ein schwenkbarer Brenner aus wenigstens einem Rohr angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß das äußerste Rohr (6) oder ein damit verbundenes Kopfteil (12) der Düse (3) bzw, des Brenners an einer Stelle kalottenförmig ausgebildet und die Kalotte (13) zwischen zwei Ringsitzen (14 und 15) eingespannt ist«
2. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kalotte (13) als Kugelkalotte ausgebildet ist.
3.. Metallurgisches Schmelz aggregat nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet.dadurch, daß die Kalotte (13) mit ihrer der Düsen- bzw. Brennerspitze (9) zugewandten Seite der gewölbten Oberfläche auf einem ersten in der Seitenwand (1) des Schmelzaggregates verankerten Ringsitz (14) aufliegt und über einen zweiten Ringsitz (15), der an der von der Düsen- bzw» Brennerspitze (9) abgewandten Seite der Kalotte (13) anliegt, gegen den ersten Ringsitz (14)

,. gedruckt wird. .
4. Metallurgisches-Schmelzaggregat nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch,, daß die beiden Ringsitze (14, 15) koaxial zueinander angeordnet sind,
5. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Punkte 2 bis 4·, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den beiden

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Ringsitzen (14, 15) an der Oberfläche der Kugelkalotte

(13) im Bereich, ihrer Scheitelebene (17) eine ringförmige Gasdichtung (16) anliegt.

G-, Metallurgisches Schmelz aggregat nach einem der. Punkte 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daß der erste Ringsitz

(14) als feil eines flüssigkeitsgekühlten Hohlringes (18) ausgebildet ist.
7. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Punkte 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der erste .Ringsitz

(14) auf der Innenseite eines ersten konischen -Rohrabschnittes (19) am Ende mit dem kleineren 'Durchmesser gebildet ist,
8. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der erste konische Rohrabschnitt (19) einen Ringkanal (21) für eine Kühlflüssigkeit aufweist.
9. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Punkt 6.und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Ringkanäle (20, 21) des Hohlrings (18) und des ersten konischen .Rohrabschnittes. (19.) durch wenigstens eine öffnung in Verbindung stehen.
10. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Punkte 3 bis 9» gekennzeichnet dadurch, daß . der zweite 'Ringsitz

(15) auf einem zweiten konischen Ronrabschnitt (29) am Ende mit dem kleineren Durchmesser gebildet ist.
11. Metallurgisches Schmelzaggregat nach Punkt 10, .gekennzeichnet dadurch, daß der zweite konische Rohrabschnitt (29) durch Federelemente gegen den ersten konischen Rohrabschnitt (19) gedruckt wird.

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12. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Punkte. 7 bis 11, gekennzeichnet dadurch,, daß der erste konische Rohrabschnitt (19) aus Kupfer besteht und lösbar in den Kegelsits eines Ringflansches (24) aus Stahl eingepreßt ist.
13. Metallurgisches Schmelzaggregat nach einem der Punkte 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß.die Düse (3) bzw, der Brenner flüssigkeitsgefüllt ist,
14. Metallurgisches. Schmelzaggregat nach Punkt 1,. gekennzeichnet dadurch, daß die Kalotte (13) zwischen den zwei Ringsitzen (14, 15) von federnd zusammengespannten len einer Tragkonstruktion gehalten wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung