DE1013567B

DE1013567B - Method and device for protecting the brick lining of gas-heated shaft ovens with fuel gas access from the side

Info

Publication number: DE1013567B
Application number: DED21449A
Authority: DE
Inventors: Richard Monning
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1955-10-06
Filing date: 1955-10-06
Publication date: 1957-08-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schutz der Ausmauerung von gasbeheizten Schachtöfen mit seitlichem Brenngaszutritt Gasgefeuerte Kalkschachtöfen haben gegenüber den gewöhnlichen, mit Koks und Kalkstein betriebenen Mischfeueröfen den großen Vorteil, den Kalk ohne Verunreinigung durch Asche anfallen zu lassen. Ein weiterer Vorteil des Gasofens ist, daß der Kalk ohne oder mit geringerem Schwefelgehalt als beim Mischfeuerofen erhalten werden kann, was für gewisse Zwecke, so z. B. bei seiner Verwendung im Stahlwerk, erwünscht ist. Dies läßt sich bei der Gasfeuerung durch Gasreinigung, durch Verwendung eines schwefelfreien Gases, wie z. B. Hochofengichtgas, oder durch Verwendung eines aus schwefelarmem Brennstoff erzeugten Gases erreichen.Method and device for protecting the brickwork of gas-heated Shaft furnaces with fuel gas access from the side Gas-fired lime shaft furnaces have opposite the usual mixed-fire furnaces operated with coke and limestone have the great advantage, to allow the lime to accumulate without being contaminated by ash. Another advantage of the gas furnace is that the lime has no or less sulfur than the Mixing furnace can be obtained, what for certain purposes, so z. B. at his Use in steelworks is desirable. This can be done with gas firing Gas cleaning, by using a sulfur-free gas, such as. B. furnace top gas, or by using a gas produced from low sulfur fuel.

Der Nachteil des Kalkbrennens mit Gas bestand bisher bei seitlicher Brenngaseinführung in den Ofen in dem meist höheren Futterverschleiß gegenüber Mischfeueröfen, weil sich an gewissen örtlich begrenzten Stellen des Brennzonenfutters übermäßig hohe Temperaturen ergeben, was sich sehr nachteilig auf das gesamte Brennzonenfutter auswirkt und daher zu seiner frühzeitigen Zerstörung führt.The disadvantage of burning lime with gas used to be with the side Fuel gas introduction into the furnace in the mostly higher feed wear compared to mixed-fire furnaces, because in certain localized places of the focal zone lining excessively high temperatures result, which is very detrimental to the entire burn zone lining affects and therefore leads to its premature destruction.

Um hiergegen Abhilfe zu schaffen, wurde versucht, einen Teil des Brenngases oder das gesamte Brenngas durch einen in der Mitte der unteren Brennstoffsäule befindlichen Brenner in den Ofen zu leiten. Dieser Mittelbrenner wird leicht durch das niedergehende Brenngut beschädigt, so daß eine solche Einrichtung durch häufige Ofenstillstände zwecks Reparatur auch nicht zu einer befriedigenden Lösung der Gasbeheizung führt. Gleichen Zerstörungen sind auch seitlich in den Ofen bis in die Brenngutsäule hereinragende Brenndüsen ausgesetzt.To remedy this, an attempt was made to use part of the fuel gas or all of the fuel gas through one located in the middle of the lower fuel column Guide burner into the furnace. This middle burner becomes easy with the going down Burning material damaged, so that such a facility due to frequent furnace downtimes also does not lead to a satisfactory gas heating solution for the purpose of repair. The same damage can also be seen from the side of the furnace up to the column of fuel Burning nozzles exposed.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die übernormalen, örtlich begrenzten Futterzerstörungen an gasgeheizten Schachtöfen mit seitlicher Brenngaseinführung nur bei Gasmangel auftreten und daß sie dann nicht in erforderlichem Maße, wie bei sonstigen Feuerungen üblich, durch Verminderung der Verbrennungsluft vermieden werden können, welchem Verfahren schon aus Betriebssicherheitsgründen bei Gasfeuerung eine Grenze gesetzt ist, sondern daß es während eines Gasmangels zur Vermeidung der übermäßigen Futterschäden einer Beeinflussung der Brenngasbeschaffenheit bedarf.The invention is based on the knowledge that the supernormal, local Limited feed destruction on gas-heated shaft ovens with fuel gas inlet from the side occur only in the case of a lack of gas and that they are then not to the required extent, as in other firing usual, can be avoided by reducing the combustion air can which method for operational safety reasons with gas firing a Limit is set, but that it is during a lack of gas to avoid excessive Feed damage requires an influence on the fuel gas quality.

Beim koksgeheizten Mischfeuerofen ist der Brennstoff ziemlich gleichmäßig auf den ganzen Schachtquerschnitt verteilt. Dagegen sind die Brennverhältnisse im Schachtofen mit seitlicher Brenngaseinführung grundverschieden. Das Brenngas, welches zwecks wirtschaftlichen Betriebes meist luftfrei und als Generatorgas unverdünnt durch die Ofenwand eingeführt wird, steigt in einer ringförmigen Fläche an der Ofenwandung hoch, während die von unten aus dem Ofen kommende, den Kalk kühlende und somit vorgewärmte Verbrennungsluft vorwiegend in der Ofenmitte in geschlossener Säule hochströmt.In the case of a coke-heated mixed-fire furnace, the fuel is fairly even distributed over the entire shaft cross-section. In contrast, the burning conditions are in Shaft furnace with fuel gas inlet on the side are fundamentally different. The fuel gas, which for the purpose of economical operation mostly air-free and undiluted as generator gas is introduced through the furnace wall, rises in an annular area on the furnace wall high, while the one coming out of the furnace from below cools the lime and thus preheats it Combustion air mainly flows up in the middle of the furnace in a closed column.

Bei einer für normalen Ofengang ausreichenden Gaszuführung erfolgt die Mischung von Brenngas und Luft und somit die Hauptverbrennung innerhalb der Brenngutsäule, so daß das feuerfeste Futter keine übermäßige Wärmebelastung erfährt. Je mehr Brenngas aufgegeben wird, desto weniger erfolgt die Verbrennung am Ofenrand, so daß sich bei zu reichlicher Brenngasaufgabe keine übermäßigen, örtlich begrenzten Futterzerstörungen in der Brennzone einstellen können. Bei geregelter Kalkentleerung würden dann höchstens Brenngasverluste an der Ofengicht auftreten.If the gas supply is sufficient for normal furnace operation the mixture of fuel gas and air and thus the main combustion within the Fuel column, so that the refractory lining does not experience excessive heat stress. The more fuel gas is added, the less combustion takes place on the edge of the furnace, so that if there is too much fuel gas feed, there are no excessive, localized Set feed destruction in the burning zone. With regulated limescale removal At most, fuel gas losses would then occur at the furnace top.

Ganz anders liegen dagegen die Brennverhältnisse bei Brenngasmangel, wie er im Ofenbetrieb, sei es durch Störungen im Gaserzeuger, durch Schwankungen bei Gasentnahmen für weitere Verwendungszwecke, durch Staubanhäufung in den Gaszuleitungen u. dgl., immer wieder eintritt. Je stärker der Gasdruck absinkt, um so stärker nähert sich die Verbrennung an der Berührungsfläche von Gas und hochvorgewärmter Luft den Gaseintritten und damit der Ofenwandung, wo dann so hohe Verbrennungstemperaturen auftreten, daß örtlich begrenzte Futterstellen, die eine Mindesthaltbarkeit von 1 bis 2 Jahren haben müßten, in wenigen Stunden so weit zerstört werden, daß das gesamte, mehrere Meter hohe Brennzonenfutter einen Teil seines festen Haltes verliert und daher vorzeitig repariert oder erneuert werden muß.On the other hand, the combustion conditions are completely different if there is a lack of fuel gas, as it does in furnace operation, be it due to disturbances in the gas generator or due to fluctuations when extracting gas for other purposes, due to dust accumulation in the gas supply lines and the like, occurs again and again. The more the gas pressure drops, the closer it approaches the combustion occurs at the contact surface between gas and highly preheated air Gas inlets and thus the furnace wall, where the combustion temperatures are so high occur that localized feeding places that have a minimum shelf life of 1 to 2 years would have to be destroyed in a few hours to such an extent that the entire, several meters high combustion zone lining loses part of its firm hold and therefore has to be repaired or renewed ahead of time.

Auch wenn eine einzelne Futterzerstörung nicht so große Ausmaße annimmt, so wirken sich mehrere geringere Ausbrennungen ebenso zerstörend aus, weil sie immer an den gleichen Stellen, die von der Lage der Brennstoffeinführungen bestimmt werden, auftreten. Solche Ausbrennungen können schon durch unsachgemäße Mengenregulierung an den Brenngaseinführungsstellen hervorgerufen werden, indem an besonders heißen Ofenstellen die Gaseinströmung vorübergehend stark vermindert anstatt ganz unterbunden wird.Even if a single feed destruction does not reach such great proportions, several minor burnouts are just as destructive because they are always in the same places, which are determined by the location of the fuel inlets, appear. Such burnouts can already be caused by improper use Volume regulation are caused at the fuel gas introduction points by being particularly hot In the oven, the gas inflow is temporarily greatly reduced instead of completely prevented will.

Die Erfindung besteht nun darin, die genannten Futterschäden und sonstige mit den hohen Temperaturen verbundene Mängel durch zeitweilige Beeinflussung der Brenngasbeschaffenheit zu beheben mit dem Ziel, die Temperatur herabzusetzen. Das geschieht nach der Erfindung dadurch, daß bei Abnahme des Gasdruckes an der Brennerdüse der Heizwert des Gases durch Zumischung schlecht oder nicht brennbarer Gase so weit herabgesetzt wird, daß die Temperaturen an den gefährdeten Stellen der Ausmauerung unterhalb eines vorbestimmten zulässigen Wertes bleiben.The invention consists in the mentioned lining damage and others Defects associated with the high temperatures due to temporary influence on the To fix the fuel gas quality with the aim of lowering the temperature. That happens according to the invention in that when the gas pressure decreases at the burner nozzle the calorific value of the gas by adding poorly or non-combustible gases so far is reduced that the temperatures at the endangered areas of the brickwork remain below a predetermined allowable value.

Die Zumischung wird in Abhängigkeit von der Gasmenge oder vom Gasdruck oder von der Gasgeschwindigkeit vorgenommen. Besonders einfach wird die Ofenbedienung, wenn die Anpassung der Brenngasbeschaffenheit an die Brenngasmenge selbsttätig vorgenommen wird, beispielsweise durch Durchflußmengenmesser oder sonstige Gasmesser, durch Staudruckmesser, Geschwindigkeitsmesser u. dgl.The admixture is dependent on the amount of gas or the gas pressure or made by the gas velocity. The furnace operation is particularly easy, if the adjustment of the fuel gas quality to the fuel gas volume is carried out automatically is, for example by flow meter or other gas meter, through Dynamic pressure meter, speedometer, etc.

Die Beeinflussung kann unter vorübergehender Inkaufnahme einer mehr oder weniger unwirtschaftlichen Brennstoffausnutzung auf verschiedene Weise erfolgen. So kann z. B. dem Brenngas vor Eintritt in den Ofen ein entsprechend großer t=Tberschuß von Primärluft beigemischt werden, oder ein schlecht brennbares oder unbrennbares Gas, wie Ofenabgas mit hohem Kohlensäuregehalt, wird vor oder während des Ofeneintritts zugesetzt.The influence can be at the temporary risk of one more or less wasteful fuel economy can be done in various ways. So z. B. the fuel gas before entering the furnace a correspondingly large t = excess mixed with primary air, or a poorly combustible or non-combustible one Gas, such as high carbon dioxide furnace exhaust gas, is released before or during furnace entry added.

Durch das entsprechend größere Brenngasvolumen wird außerdem die Verbrennung dabei wieder weiter ins Ofeninnere verlegt, so daß bei einer gegenüber dem Normalbetrieb verlangsamten Kalkaustragung, die durch zeitliche Verwendung eines minderwertigeren Brenngases bedingt ist, auch aus der Ofenmitte wieder ein einwandfreies Brenngut, also z. B. garer Kalk, gezogen werden kann.The combustion is also supported by the correspondingly larger volume of fuel gas relocated further inside the furnace, so that with one compared to normal operation slowed lime removal caused by the temporal use of an inferior Fuel gas, also from the middle of the furnace a perfect firing material again, so z. B. cooked lime can be drawn.

Damit eine Futterzerstörung bei temperaturwechselempfindliehen feuerfesten Steinen und eine allzu große Ofenabkühlung durch Brenngasverdünnung vermieden wird, wird zweckmäßig von einer Mindestmenge der Lieferung des Brenngases ab die Gaseinführung in den Schachtofen ganz unterbunden.This means that feed destruction in the case of refractories which are sensitive to temperature changes Stones and excessive cooling of the furnace by diluting the fuel gas is avoided, is expedient from a minimum amount of the delivery of the fuel gas from the gas inlet completely prevented in the shaft furnace.

Da die Brenngasbeeinflussung durch Handbedienung weder betreffs rechtzeitigen Einsatzes noch bezüglich der jeweils erforderlichen Zusatzgasmenge immer zuverlässig ist, wird sie nach der weiteren Erfindung durch eine selbsttätige Vorrichtung vorgenommen, die z. B. durch den Leitungsdruck des Brenngases vor dem Ofen oder besser noch vor jedem Brenngaseintritt in der jeweils erforderlichen Höhe ausgelöst wird.Since the fuel gas influencing by manual operation is not timely Always reliable in terms of the amount of additional gas required in each case is, it is carried out according to the further invention by an automatic device, the z. B. by the line pressure of the fuel gas in front of the furnace or even better before each fuel gas entry is triggered in the required amount.

Bei Schachtöfen, welche keine Beschickungs- und Entleerungsschleusen für das Brenngut haben, können die sich bei periodischer Beschickung und Entleerung oft wiederholenden Störungen der Luftdruck- und somit auch der Brennverhältnisse im Ofen mit ihren nachteiligen Wirkungen auf das feuerfeste Futter ebenfalls durch zusätzliche Auslösung der Brenngasbeeinflussung vermieden werden, falls nicht vorgezogen wird, das Brenngas während dieser Vorgänge unter Inkaufnahme eines stärkeren Produktionsverlustes von Hand oder ebenfalls durch selbsttätige Vorrichtung ganz abzustellen.For shaft furnaces that have no loading and unloading sluices for the items to be fired, this can change with periodic loading and unloading often repetitive disturbances of the air pressure and thus also the burning conditions in the oven with its adverse effects on the refractory lining additional triggering of the fuel gas influence can be avoided if not preferred becomes, the fuel gas during these processes at the expense of a greater loss of production can be turned off completely by hand or also by means of an automatic device.

Die Erfindung kann in mannigfaltiger Hinsicht abgewandelt werden. Zum Beispiel kann statt der Zusatzluft oder den mit Kohlensäure angereicherten Abgasen ein derartiges Gas, wie etwa Stickstoff, zur Ausmagerung des Brenngases benutzt werden. Die Abhängigkeit der Regeleinrichtung von der Beschickungseinrichtung des Ofens kann durch rein mechanische Getriebe, aber auch durch elektrische Steuerung oder durch Druckmittel, wie Preßluft oder Preßwasser, herbeigeführt werden.The invention can be modified in many ways. For example, instead of the additional air or the carbon dioxide-enriched exhaust gases such a gas, such as nitrogen, is used to lean the fuel gas will. The dependency of the control device on the loading device of the Furnace can be controlled by purely mechanical gears, but also by electrical control or by means of pressure such as compressed air or press water.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for protecting the brick lining of gas-heated Shaft furnaces, in particular lime shaft furnaces, with fuel gas inlet from the side, thereby characterized in that when the gas pressure at the burner nozzle decreases, the calorific value of the Gas is reduced so far by the addition of non-flammable gases that the Temperatures at the endangered parts of the brick lining below a predetermined one permissible value remain.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the fuel gas is mixed with a gas with a high carbonic acid or nitrogen content will.

3. The method according to claim 1, characterized in that the fuel gas is a inert gas is added.

4. Control device for carrying out the process according to claims 1 to 3, characterized by one of the amount of fuel gas flowing through, adjusting device influenced by the fuel gas velocity or the fuel gas pressure, z. B. a flow meter, speedometer, dynamic pressure meter, their control elements control the supply of non-flammable gases.

5. Control device according to claim 4, characterized by adjusting elements, which at a minimum value of gas quantity, Gas pressure or gas speed completely switch off the fuel gas supply.

6. Control device according to claim 4 or 5, characterized by an operational, z. B. mechanical, electrical, pneumatic or hydraulic connection with the adjustment device the loading device of the shaft furnace.