DD207974A1

DD207974A1 - ARRANGEMENT OF HIGH-SPEED BURNERS TO TIEFOEFEN

Info

Publication number: DD207974A1
Application number: DD24073282A
Authority: DD
Inventors: Bernd Erdtel; Ralf Noack; Ernst Leipold; Reinhard Vogt
Original assignee: Bernd Erdtel; Ralf Noack; Ernst Leipold; Reinhard Vogt
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1984-03-21

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF DIE ANORDNUNG VON HOCHGESCHWINDIGKEITSBRENNERN ZUR BEHEIZUNG VON METALLURGISCHEN TIEFOEFEN. SIE STELLT SICH DIE AUFGABE, DURCH EINE ZWECKMAESSIGEANORDNUNG DER EINZELNEN BRENNER EIN GLEICHMAESSIGES TEMPERATURPROFIL UEBER D. GESAMTE WAERMEGUT ZU ERZEUGEN. DIE ERFINDUNGSGEMAESSE LOESUNG DER AUFGABE BESTEHT DARIN, DASS DIE BRENNERACHSEN SOWOHL IN HORIZONTALER LAGE GESCHWENKT ALS AUCH IN VERTIKALER RICHTUNG GENEIGT SIND, UM DEN BRENNERSTRAHL AUCH IN DIE GEBIETE DES OFENS ZU LENKEN, IN DENEN BISHEREIN UNZUREICHENDER WAERMEUEBERGANG STATTFAND. DER ZUR HORIZONTALEN EINZUHALTENDE SCHWENKWINKEL ALPHA BETRAEGT HIERBEI 3 BIS 15 GRD, DER ZUR HORIZONTALEN NOTWENDIGE NEIGUNGSWINKEL BETHA 3 BIS 10 GRD. MIT DEM GLEICHMAESSIGEN TEMPERTURPROFIL IM TIEFOFEN WIRD EINE VERKUERZUNG D. VERWEILZEITEN D. WAERMEGUTES UUND DAMIT EINE STEIGERUNG DER PRODUKTION ERREICHT.THE INVENTION RELATES TO THE ARRANGEMENT OF HIGH-SPEED BURNERS FOR HEATING METALLURGICAL DEVILS. THEY HAVE THE TASK TO PRODUCE AN EFFECTIVE ASSEMBLY OF THE INDIVIDUAL BURNERS OF AN EQUIVALENT TEMPERATURE PROFILE OF DATE. THE OBJECTIVE OF THE TASK IS TO REMOVE THAT THE BURNER AXLES ARE HORIZONTAL AND TILTED IN A VERTICAL DIRECTION TO ADJUST THE COMBUSTION OF THE BURNERS TO THE FURNISH AREA, WHICH HAS ALREADY BEEN INADDERFUL IN THE WATER. THE ALPHA SWIVEL ANCHOR TO BE HELD HORIZONTAL SHALL BE 3 TO 15 GRD THEREOF TO THE HORIZONTAL NEEDLE ANGLE BETHA 3 TO 10 GRD. WITH THE SAME TEMPERATURE PROFILE IN THE TIEFOFEN A CONVERTIBILITY D. DWELLING TIME WILL THEREFORE BE REACHED TO INCREASE PRODUCTION.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung von Hochgeschwindigkeitsbrennern an TiefofenArrangement of high-speed burners to deep furnace

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung von Hochgeschwindigkeit sbrennern zur Beheizung von Tieföfen, die in metallurgischen Betrieben im Einsatz sind.The invention relates to the arrangement of high-speed burners for the heating of low-temperature furnaces, which are used in metallurgical operations.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind zahlreiche Einsatzgebiete von Hochgeschwindigkeitsbrennern bekannt. Der wohl wichtigste Grund für den Einsatz von Hochgeschwindigkeitsbrennern ist die dadurch erreichbare hohe Temperaturgleichmäßigkeit im Industrieofen. Sowohl für die Wärmebehandlung von Stahl im Hoch- und Mitteltemperaturbereich als auch beim Trocknen von Gießerei-Pormen im Niedertemperaturbereich werden konstante Temperaturen über das gesamte Ofenprofil verlangt. Extrem hohe Anforderungen an die Wärmebehandlung hinsichtlich der Temperaturverteilung stellen das Glühen oder Anlassen großer Behälter oder Gußstücke dar. Solche Prozesse konnten nur durch die Anwendung von ümwälzgasgebläsen realisiert werden. Deren Einsatz steht jedoch die teure Unterhaltung und Temp era tür anf; .11 igke it - besonders bei Temperaturen über 600 ⁰G - entgegen. Die Hochgeschwindigkeitsbrenner saugen, bedingt; durch die hohen Ausströmteschwin-There are numerous applications of high-speed burners known. Probably the most important reason for the use of high-speed burners is the achievable high temperature uniformity in the industrial furnace. Both for the heat treatment of steel in the high and medium temperature range as well as the drying of foundry molds in the low temperature range constant temperatures over the entire furnace profile are required. Extremely high demands on the heat treatment with regard to the temperature distribution are the annealing or tempering of large containers or castings. Such processes could only be realized by the use of circulating gas blowers. Their use, however, is the expensive entertainment and temp era door anf; .11 igke it - especially at temperatures above 600 ⁰ G - contrary. The high speed burners suck, conditionally; due to the high outflow

digkeiten des Abgases am Brennermund, Abgas aus dem Ofenraum an, wodurch es zu einer starken Umwälzung des im Industrieofen befindlichen Gases kommt.Emissions of the exhaust gas at the burner mouth, exhaust gas from the furnace chamber, resulting in a strong circulation of the gas located in the industrial furnace.

Bedingt durch die hohe Temperaturgleichmäßigkeit und die erzeugten hohen Strömungsgeschwindigkeiten steigt die Erwärmungsgeschwindigkeit des Einsatzgutes auf das Zwei- bis Fünffache an. Das ist besonders erwünscht, da damit die Durchsatzleistungen des -Industrieof ens steigen, der Platzbedarf sinkt und solche prägnante Bewertungskriterien eines Industrieofens, wie Anlaufzeit, Speicherverlust, Zunderanfall etc. sich positiv, verändern. . . , _; Due to the high temperature uniformity and the high flow velocities generated, the heating rate of the charge increases to two to five times. This is particularly desirable since it increases the throughput of the industrial furnace, reduces the space required and changes such concise evaluation criteria of an industrial furnace as start-up time, storage loss, scale attack, etc., in a positive way. , , , _;

Bin weiterer Grund,für den Einsatz von Hocägeschwindigkeitsbrezinern ist, daß der spezifische Energieverbrauch des Industrie ofens erfahrungsgemäß sinkt. - . - ' Another reason for the use of Hocägeschwindigkeitsbrezinern is that the specific energy consumption of the industrial furnace decreases experience. -. - '

Alle diese aufgezeigten Vorteile werden jedoch nur erreicht, wenn.die Hochgeschwindigkeitsbrenner am Industrieofen richtig angeordnet werden. .. .' "..'However, all of the advantages shown are only achieved if the high-speed burners are arranged correctly on the industrial furnace. ... ' ".. '

Diesbezüglich wird in der DDE-PS 7-0 712 ein Verfahren zur Beheizung von Brennräumen unter^: Verwendung von mindestens zwei Brennern beschrieben, die einander gegenüberliegend und gegeneinander gerichtet sind, wobei die. Wärmeleistung der ζweI jeweils gegenüberliegenden Brenner periodisch schwankt.In this regard, in the DDE-PS 7-0 712 describes a method for heating combustion chambers under ^: using at least two burners, which are opposite to each other and directed against each other, wherein the. Heat output of ζweI each opposite burner periodically fluctuates.

.Nachteil dieser Erfindung ist es, daß auch mit dieser Anordnung der Brenner und ihrer Regelung der VJ arme leistung nicht die geforderte -Temperaturgleichmäßigkeit über das gesamte Ofenprofil erreicht" wird. Besonders, die Eclien, aber auch gewisse Bereiche des Ofenbodens erhalten nicht die geforderte V;arme, um den hohen Anforderungen'der Teinperaturgleichciaßigkeit zu genügen. · ; .The disadvantage of this invention is that even with this arrangement of the burner and its control of the VJ poor performance not the required temperature uniformity over the entire furnace profile is achieved. "Especially, the Eclien, but also certain areas of the furnace bottom do not get the required V arms to meet the high demands of temperature equality.

Ein weiterer Nachteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, daß sie nur auf solche Anwendungsfälle beschränkt ist, bei denen ,Hochgeschwindigkeitsbrenner sowohl am Boden als auch in derAnother disadvantage of this invention is the fact that it is limited only to those applications in which, high-speed burners both on the ground and in the

Nähe der Decke des Industrie ofens eingesetzt v/erden und bei denen durch entsprechende Ofenbodengestaltung genügend große Gassen für die Ausbreitung des Abgasstrahles zur Verfügung stehen.Used near the ceiling of the industrial furnace and in which by appropriate furnace bottom design sufficiently large streets for the propagation of the exhaust gas jet are available.

Der .gegenwärtige technische Stand bei der Jieheizung von Tief-Öfen besteht darin, daß die Brenner stets mit ihrer Brennerachse im rechten Winkel zur Ofenverplattung angeordnet sind. Diese Brenneranordnung führt zu den gleichen Nachteilen, wie sie bereits oben dargelegt wurden.The .gegenwärtige technical state in the Jieheizung of deep ovens is that the burners are always arranged with their burner axis at right angles to Ofenverplattung. This burner arrangement leads to the same disadvantages as already stated above.

Ziel der lürfindungPurpose of the lürfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, ein gleichmäßiges Temperaturprofil im gesamten Ofen zu erreichen, damit die Produktionsleistung zu erhöhen und gleichzeitig den Energieeinsätζ beträchtlich zu senken.The object of the invention is to achieve a uniform temperature profile throughout the furnace, thus increasing the production efficiency and at the same time considerably reducing the energy consumption.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Anordnung der Hochgeschwindigkeitsbrenner im Tiefofen ein gleichmäßiges Temperaturprofil über das gesamte Wärmgut zu erzeugen. Dies konnte mit den bisher bekannten Lösungen nicht erreicht werden.The invention has for its object to produce by a suitable arrangement of the high-speed burners in the deep furnace, a uniform temperature profile over the entire Wärmgut. This could not be achieved with the previously known solutions.

Krfindungsgemäß ist die Brennerachse eines oder mehrerer der eingesetzten Ilochgeschwindigkeitsbrenner innerhalb der Ofen-', ausmauerung der.Stirnwände sowohl in horizontaler Lage geschwenkt als auch in vertikaler Lage, geneigt, um den Brennerstrahl besonders in die Gebiete des Ofens zu lenken, in denen bisher ein unzureichender Wärmeübergang stattfand. Der zur Horizontalen erforderliche Schwenkwinkel ^ beträgt 3° bis 15° und der gegenüber der Horizontalen einzuhaltende Neigungswinkel ß> beträgt 3° bis 10°. Durch die erfindungsge-Krfindungsgemäß the burner axis of one or more of the Ilochgeschwindigkeitsbrenner within the Ofen ', wall lining der.Stirnwände pivoted both in a horizontal position and in a vertical position, inclined to direct the burner jet especially in those areas of the furnace, where previously insufficient Heat transfer took place. The pivoting angle ^ required for the horizontal is 3 ° to 15 ° and the inclination angle β> to be maintained in relation to the horizontal is 3 ° to 10 °. By the invention

mäße Brenneranordnung wird im !Tiefofen ein Strömungsprofil der heißen Abgase erzeugt, das eine starke Umwälzung des Abgases im gesamten Ofenraum, also auch in den bisherigen Tot-räumen, garantiert β Einhergehend mit dieser Starken Umwälzung istieine hohe Vergleichmäßigung der Temperatur der heißen Abgase«' Daraus ergibt sich, daß das Wärmgut an jeder Stelle mit einem Abgas umspült wird, das ein gleichmäßiges Temperaturprofil über den gesamten Ofen aufweist. Es findet eine völlig gleichmäßige Erwärmung des gesamten Wärmgutes statt. Das gleichmäßige Temperaturprofil im Tiefofen bewirkt eine "Verkürzung der Verweilzeiten des Wärmgutes und damit eine Steigerung der Produktion sowie eine Verbesserung der Qualität des Erwärmungsprozesses durch Gewährleistung einer guten Temperaturverteilung im Wärmgut und hat damit eine beachtliche Energieeinsparung zur Folge.In accordance with the burner arrangement, a flow profile of the hot exhaust gases is generated in the deep furnace, which guarantees a high circulation of the exhaust gas in the entire furnace space, thus also in the previous dead zones. Along with this strong circulation, there is a high homogenization of the temperature of the hot exhaust gases As a result, the heat is washed around at any point with an exhaust gas having a uniform temperature profile over the entire furnace. There is a completely uniform heating of the entire heat instead. The uniform temperature profile in the deep furnace causes a "shortening of the residence time of the heat and thus an increase in production and an improvement in the quality of the heating process by ensuring a good temperature distribution in Wärmgut and thus has a considerable energy savings.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einer Zeichnung näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to a drawing. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: Schnittdarstellung eines Tiefofens in der Draufsicht Fig.- 2: Schnittdarstellung eines Tiefofens in der Seitenansicht : ' · ' . - '/Fig. 1: sectional view of a deep furnace in the plan view Fig. 2: sectional view of a deep furnace in the side view: '·'. - '/

Im Tiefofen werden die vom Stahlwerk übergebenen Rohstahlblöcke auf Walztemperatur erwärmt und bestehende Temperaturdifferenzen im Block ausgeglichen. · Zu Beginn dieses Prozesses wird das Wärmgut 3 auf den Boden 7 der Tiefofenkammer 1 gesetzt. Nach Schließen, des TiefofendeckeIs 6 beginnt die Aufheizphase des.Wärmgutes.3. Die Beheizung der Tief ofenkammer 1 erfolgt mit Hilfe der beiden in der Ofenausn^erung 2 der Stirnwände diagonal gegenüberliegend angeordneten Kochgeschwindigkeitsbrennern, Die Brennerachsen 5 sind hierbei zur Horizontalen 4 um einen Winkel <Λ> von 3° bis 15° geschwenktIn the deep furnace, the raw steel blocks transferred from the steel mill are heated to rolling temperature and existing temperature differences in the block are compensated. · At the beginning of this process, the Wärmgut 3 is placed on the bottom 7 of the deep-chamber 1. After closing, the TiefofendeckeIs 6 begins the heating phase des.wärmenutes.3. The heating of the deep furnace chamber 1 takes place with the aid of the two in the Ofenausn tion 2 of the end walls diagonally opposite cooking speed burners, the burner axes 5 are in this case to the horizontal 4 by an angle <Λ> 3 ° to 15 ° pivoted

240 732 O240 732 O

und um einen Winkel & von 3° bis 10° geneigt. Die durch die Verbrennung des iieiztnediums erzeugten Verbrennungsgase strömen mit hoher Austrittsgescliwindigkeit aus dem Brennermund in die Tiefofenkammer 1, umspülen mit hoher Turbolenz das Wärmgut 3 sowie die Ofenausmauerung 2 und werden über den Abgaskanal 8 aus der Tiefofenkammer 1 abgeführt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Brenner werden die Wärmeübergangsbedingungen im Ofengefäß verbessert und Gebiete mit reduziertem Wärmeübergang vermieden.and inclined by an angle & from 3 ° to 10 °. The combustion gases generated by the combustion of the iieiztnediums flow with high Austrittsgescligeschwindigkeit from the burner mouth in the deep furnace chamber 1, around the Wärmgut 3 and the Ofenausmauerung 2 with high turbulence and are discharged via the exhaust duct 8 from the deep-chamber 1. The burner arrangement according to the invention improves the heat transfer conditions in the furnace vessel and avoids regions with reduced heat transfer.

Während der Verweilzeit der Verbrennungsgase erfolgt ein Wärmeübergang zwischen Verbrennungsgasen, Wärmgut 3 und Ofenausmauerung 2. Aus diesem Wärmeübergangsprozeß resultiert ein Temperaturanstieg des Wärmgutes 3. Nach Erreichen der Sollwerttemperatur und nach Abschluß des TemperaturauSgleich.es im Wärmgut 3 ist der technologische Wärmzyklus des Tiefofens beendet und das Wärmgut 3 kann nach Abnahme des TiefofendeckeIs 6 zum anschließenden Walzen aus der Tiefofenkammer1 gezogen Werden.: ^: '.'.-:. ' ^:'^::-·'"·'-. ' . / ' -/^:'-'_; ^:;ν;^;λ.::: .- : : > '^::'-^y:_:- .-.' During the residence time of the combustion gases, a heat transfer between combustion gases, Wärmgut 3 and Ofenausmauerung 2. From this heat transfer process results in a temperature increase of the thermal material 3. After reaching the setpoint temperature and after completion of TemperaturauSgleich.es in Wärmgut 3 the technological heat cycle of the deep furnace is completed and Wärmgut 3 may after removal of the TiefofendeckeIs 6 are pulled out of the Tiefofenkammer1 for subsequent rolling .: ^'.'.- :. ^'' ^:: - · '' · '- ^/:' - - '.' /. ^{_';:; ^Ν;;} ^λ ::: ^.-::>': '- ^_y: - .-. . '

Claims

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Claim .. ',. '

Arrangement of Hochgeschwindigkeuptsbremiern to Tieföfen, characterized in that the Brenne grow (5) of the high speed sbrenner within the Of e na us walling (2) of the end walls to the horizontal (4) by an angle OC = 3 ° to 15 ° and pivoted , an angle / ^ · = 3 ° to 10 ° are inclined. ~. · -.

1 sheet of drawings "