DE102006007979A1

DE102006007979A1 - burner

Info

Publication number: DE102006007979A1
Application number: DE102006007979A
Authority: DE
Inventors: Martin William Adendorff
Original assignee: Messer Group GmbH
Current assignee: Messer SE and Co KGaA
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-09-06
Also published as: EP1821036A3; ES2590303T3; SI1821036T1; EP1821036A2; PL1821036T3; EP1821036B1

Abstract

Bekannt sind Brenner, bei denen durch getrennte Zuführungen Brennstoff und Oxidationsmittel in einen metallurgischen Behandlungsraum eingedüst und dort in einer Flamme verbrannt werden. Nachteilig ist, dass insbesondere Behandlungsräume mit ungewöhnlicher Geometrie sehr ungleichmäßig mit der Flamme beaufschlagt werden und somit auch die Wärmeverteilung im Behandlungsraum sehr ungleichmäßig ist. Erfindungsgemäß wird zumindest eines der eingedüsten Brennmedien - Brennstoff oder Oxidationsmittel - in mehreren strömungstechnisch voneinander getrennten Zuführungen in den Behandlungsraum eingeleitet. Der Strömungsdurchfluss durch die Zuführungen ist jeweils separat einstellbar. Durch eine geeignete Wahl der Anzahl der Zuführungen und der Durchflüsse kann die Flamme während der Behandlung in verschiedene Richtungen bewegt, insbesondere verschwenkt oder rotiert, werden.Burners are known in which fuel and oxidizing agent are injected into a metallurgical treatment room by separate feeds and are burned there in a flame. It is disadvantageous that treatment rooms with unusual geometry in particular are exposed to the flame very unevenly and thus the heat distribution in the treatment room is also very uneven. According to the invention, at least one of the injected combustion media - fuel or oxidizing agent - is introduced into the treatment room in a plurality of feeds which are separated from one another in terms of flow technology. The flow through the feeds can be set separately. The flame can be moved, in particular pivoted or rotated, in various directions during the treatment by a suitable choice of the number of feeds and the through-flows.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eindüsen von Brennmedien, wie Brennstoff oder Oxidationsmittel, in einen metallurgischen Behandlungsraum, mit einem oder mehreren Zuführungskanälen für ein erstes Brennmedium und mehreren Zuführungskanälen für ein zweites Brennmedium, die in einem Mündungsbereich der Vorrichtung ausmünden.The The invention relates to a device for injecting combustion media, such as fuel or oxidant, into a metallurgical treatment room, with one or more feed channels for a first Combustion medium and multiple feed channels for a second Combustion medium, which is in an estuarine area the device out.

Bekannt sind Brenner oder Lanzen zum Eindüsen von Brennstoff und/oder Oxidationsmittel in einen metallurgischen Behandlungsraum.Known are burners or lances for injecting fuel and / or Oxidizing agent in a metallurgical treatment room.

Aus der EP 1 204 769 B1 ist beispielsweise eine Lanze zum Eindüsen von Brennstoff und/oder Sauerstoff in einen Schmelzofen bekannt, die eine zentrale Zuleitung für Brennstoff sowie eine koaxial hierzu angeordnete Zuleitung für Sauerstoff aufweist. Im Bereich der Mündungsöffnung der Lanze führt eine Vielzahl von schräg verlaufenden Zuführungskanälen von der Sauerstoffzuleitung in die Brennstoffzuleitung. Durch diese Zuführungskanäle wird zumindest ein Teil des Sauerstoffs in den Mündungsabschnitt der Brennstoffzuleitung eingeleitet und mit dem Brennstoff durchmischt. Das Gemisch wird in den Schmelzofen eingetragen und bildet dort eine Flamme aus.From the EP 1 204 769 B1 For example, a lance for injecting fuel and / or oxygen into a melting furnace is known, which has a central supply line for fuel and a coaxially arranged supply line for oxygen. In the area of the mouth opening of the lance, a multiplicity of obliquely extending feed channels leads from the oxygen feed line into the fuel feed line. Through these supply channels at least a portion of the oxygen is introduced into the mouth portion of the fuel supply line and mixed with the fuel. The mixture is introduced into the furnace and forms a flame there.

Derartige Brenner bzw. Lanzen haben sich in der Praxis bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass der metallurgische Behandlungsraum nur sehr ungleichmäßig von der Flamme beaufschlagt wird und es damit zu einer sehr ungleichmäßigen Wärmeverteilung kommt. Insbesondere bei Behandlungsräumen mit ungewöhnlicher Geometrie führt dies zu einem ungünstigen Ergebnis der Wärmebehandlung.such Burners or lances have proven themselves in practice. The disadvantage, however, is that the metallurgical treatment room is only very uneven the flame is applied and thus it comes to a very uneven heat distribution. Especially in treatment rooms with unusual Geometry leads this to an unfavorable Result of the heat treatment.

Um die Flammengeometrie zu beeinflussen wurde beispielsweise in der DE 101 56 376 vorgeschlagen, die Oxidationsmittelzufuhr eines Brenners mit einer Dralldüse auszustatten. Die Möglichkeiten, hierdurch den Behandlungsraum gleichmäßig mit der Flamme zu beaufschlagen, sind jedoch begrenzt.For example, in order to influence the flame geometry DE 101 56 376 proposed to equip the oxidant supply of a burner with a swirl nozzle. However, the possibilities of applying the flame evenly to the treatment room are limited.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung zum Eindüsen von Brennstoff und Oxidationsmittel in einen metallurgischen Behandlungsraum zu schaffen, bei der der Behandlungsraum gleichmäßiger mit der Flamme beaufschlagt wird.task The invention is therefore an apparatus for injecting Fuel and oxidizer in a metallurgical treatment room too create, in which the treatment room uniformly applied to the flame becomes.

Gelöst ist diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die Zuführungskanäle für das zweite Brennmedium jeweils mit strömungstechnisch voneinander getrennten Versorgungsleitungen verbunden sind, in denen Einrichtungen zur separaten Regelung des Strömungsdurchflusses vorgesehen sind.This is solved Task in a device of the type mentioned by, that the feed channels for the second Fuel medium each with fluidic connected to separate supply lines, in which facilities for separate control of the flow rate are provided.

Die Zuführungskanäle für das zweite Brennmedium werden über die voneinander strömungstechnisch getrennten Versorgungsleitungen mit dem Brennmedium beschickt. Durch die Einrichtungen zur Regelung des Strömungsdurchflusses kann der durch jede der Versorgungsleitungen geführte Mengenstrom auch während des Betriebs der Vorrichtung individuell eingestellt werden. Insbesondere gelingt es auf dieses Weise durch eine geeignete Einstellung der Strömungsdurchflüsse durch die einzelnen Zuleitungen, die Geometrie und Richtung der sich im Behandlungsraum ausbildenden Flamme in nahezu beliebiger Weise zu beeinflussen. Die jeweils geeignete Einstellung der Strömungsdurchflüsse kann dabei beispielsweise empirisch ermittelt werden.The Feeder channels for the second Burning medium are over the fluidically from each other separate supply lines fed with the fuel medium. By the means for controlling the flow rate, the through each of the supply lines guided flow rate during the Operation of the device can be adjusted individually. Especially succeeds in this way by a suitable setting of Flow through the individual supply lines, the geometry and direction of the im Treatment room forming flame in almost any way to influence. The respectively suitable adjustment of the flow rates can be determined empirically, for example.

Vorzugsweise stehen die Versorgungsleitungen dabei mit einer Versorgungseinheit für das zweite Brennmedium in Strömungsverbindung. Bei der Versorgungseinheit kann es sich beispielsweise um einen Tank oder eine Rohrleitung handeln, aus dem/der die Zuleitungskanäle zentral mit dem zweiten Brennmedium versorgt werden.Preferably the supply lines are connected to a supply unit for the second fuel medium in flow communication. The supply unit may be, for example, a Tank or a pipeline, from the / the supply channels centrally be supplied with the second fuel medium.

Um eine besonders effiziente Beeinflussung der Flammengeometrie zu bewerkstelligen, sind die Versorgungsleitungen bevorzugt mit Armaturen zur Begrenzung des Durchflusses ausgerüstet, die mit einer Steuereinheit in Datenverbindung stehen, mittels der die Strömungsdurchflüsse durch die einzelnen Versorgungsleitungen hindurch steuerbar sind. Bevorzugte Armaturen sind dabei motorbetriebene Ventile oder Schieber, insbesondere Kugelhähne, oder Magnetventile.Around a particularly efficient influence on the flame geometry accomplish, the supply lines are preferred with fittings equipped to limit the flow, with a control unit in data connection, by means of the flow rates through the individual supply lines are controllable through. preferred Fittings are motor-operated valves or slides, in particular Ball valves, or Solenoid valves.

Zweckmäßigerweise sind die Armaturen jeweils mit einem Bypass versehen, um einen minimalen Strömungsdurchfluss durch die Versorgungsleitung zu gewährleisten.Conveniently, the valves are each provided with a bypass to a minimum Flow flow to ensure through the supply line.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Geometrie der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines axialen Zuführungskanals für das erste Brennmedium vor, die koaxial von einer Zuführung für das zweite Brennmedium umschlossen ist, die zumindest auf ihrem vom Mündungsbereich gesehen hinteren Abschnitt in strömungstechnisch voneinander separierten Zuführungskanäle unterteilt ist.A Particularly advantageous embodiment of the invention provides a geometry the device according to the invention in the form of an axial feed channel for the first fuel medium, which coaxially enclosed by a feed for the second fuel medium is, at least on her rear seen from the muzzle area Section in fluidic divided feed channels separated is.

Bevorzugt ist die Zuführung für das zweite Brennmedium in zwei, durch gegenüberliegend angeordnete Strömungstrenner voneinander getrennte Zuführungskanäle unterteilt. Dies ermöglicht eine zweidimensionale Positionsänderung der Flamme längs einer Ebene im Behandlungsraum. Durch eine alternierende Ansteuerung der Armaturen der den jeweiligen Zuführungskanälen zugeordneten Versorgungsleitungen ermöglicht diese Ausgestaltung insbesondere ein Verschwenken einer bei der Verbrennung der Brennmedien im Behandlungsraum erzeugten Flamme.The feed for the second combustion medium is preferably subdivided into two feed channels which are separated from one another by oppositely disposed flow separators. This allows a two-dimensional change in position of the flame along a plane in the treatment room. By an alternating control of the fittings of the respective supply channels associated supply lines, this embodiment allows in particular a pivoting one during combustion of the combustion media in the treatment room produce th flame.

Alternativ zur vorgenanten Ausführungsform, die ein Verschwenken der Flamme ermöglicht, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Zuführung für das zweite Brennmedium in mindestens drei Zuführungskanäle unterteilt ist, die jeweils durch in vorzugsweise gleichen Winkelabständen angeordnete Strömungstrenner voneinander getrennt sind. Durch eine zyklische Ansteuerung der Armaturen der den jeweiligen Zuführungskanälen zugeordneten Versorgungsleitungen ermöglicht diese Ausgestaltung eine dreidimensionale Positionsänderung, insbesondere eine Rotation einer bei der Verbrennung der Brennmedium in dem Behandlungsraum erzeugten Flamme. Werden mehr als drei Zuführungskanäle vorgesehen, kann die Flammengeometrie durch eine Variation der verschiedenen Strömungsdurchflüsse noch stärker gezielt beeinflusst werden.alternative to the previous embodiment, the allows a pivoting of the flame, provides a further embodiment of the invention, that the supply for the second Burning medium is divided into at least three supply channels, each by arranged at preferably equal angular intervals flow separator are separated from each other. By a cyclical control of the Fittings associated with the respective supply channels Supply lines allows this embodiment a three-dimensional position change, in particular a rotation of a combustion of the fuel medium flame generated in the treatment room. If more than three supply channels are provided, can the flame geometry by a variation of the different Flow rates still stronger be specifically influenced.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben der zuvor beschriebenen Vorrichtung gelöst, bei dem ein erstes Brennmedium durch einen Zuführungskanal für das erste Brennmedium und ein zweites Brennmedium durch Zuführungskanäle für das zweite Brennmedium in den Behandlungsraum eingeleitet wird, in welchem das erste Brennmedium mit dem zweiten Brennmedium unter Ausbildung einer Flamme reagiert, wobei die Geometrie der Flamme während des Verbrennungsprozesses durch eine Variation des Strömungsdurchflusses durch die Zuführungskanäle verändert wird.The The object of the invention is also achieved by a method for operating the device described above, in which a first combustion medium through a feed channel for the first combustion medium and a second combustion medium through supply channels for the second Firing medium is introduced into the treatment room, in which the first combustion medium with the second fuel medium to form a Flame responds, the geometry of the flame during the Combustion process by a variation of the flow rate is changed by the feeder channels.

Vorteilhafterweise wird die Flamme dabei durch eine periodische Abfolge von wechselnden Strömungsdurchflussmengen in den Zuleitungen verschwenkt oder in Rotation gebracht. Hierdurch gelingt eine gleichmäßige Beaufschlagung des Behandlungsraumes mit der Flamme und damit die Herstellung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung im Behandlungsraum.advantageously, The flame is thereby passed through a periodic sequence of changing flow rates pivoted in the supply lines or brought into rotation. hereby manages a uniform admission the treatment room with the flame and thus the production of a uniform heat distribution in the treatment room.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.following the invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings explained in more detail.

In schematischen Ansichten zeigen:In schematic views show:

1a, die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform, 1a , the front view of a device according to the invention in a first embodiment,

1b die Vorrichtung aus 1a in einem Längsschnitt, 1b the device off 1a in a longitudinal section,

2a, die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform, 2a , the front view of a device according to the invention in a second embodiment,

2b die Vorrichtung nach 2a in einem Längsschnitt und 2 B the device after 2a in a longitudinal section and

2c die Sauerstoffversorgung der Ausführungsform nach 2a, 2b. 2c the oxygen supply of the embodiment according to 2a . 2 B ,

Bei der in den 1a, 1b gezeigten Vorrichtung 1 handelt es sich um einen Brennstoff-Sauerstoffbrenner. Die Vorrichtung 1 umfasst eine zentrale Durchführung 3 für ein Zündgas, die auch als Beobachtungskanal für eine an die Durchführung 3 angeschlossene UV-Überwachungseinheit 4 dient. Koaxial zu der Durchführung 3 ist eine Brennstoffzuführung 5 angeordnet, die der Einleitung eines Brennstoffs in einen metallurgischen Behandlungsraum 6 dient. Koaxial um die Brennstoffzuführung 5 herum ist eine Sauerstoffzuführung 8 angeordnet. Die Sauerstoffzuführung 8 ist mittels sich über nahezu die gesamte Längserstreckung der Sauerstoffzuführung 8 angeordneter Trennwände 9, 10 in zwei strömungstechnisch voneinander getrennte Sauerstoffzuleitungskanäle 12, 13 unterteilt, in die jeweils separate Versorgungsleitungen 14, 15 einmünden. Die Versorgungsleitungen 14, 15 sind über ein Drei-Wege-Ventil 17 mit einer Sauerstoff-Hauptleitung 18 verbunden, über die Sauerstoff aus einem hier nicht gezeigten Vorratsbehälter, beispielsweise einem Sauerstofftank, herangeführt wird. Die Vorrichtung 1 kann im Übrigen in bekannter und daher hier nicht gezeigter Weise mit einer Kühlung ausgerüstet sein.In the in the 1a . 1b shown device 1 it is a fuel-oxygen burner. The device 1 includes a central implementation 3 for a pilot gas, which also serves as an observation channel for one to carry 3 connected UV monitoring unit 4 serves. Coaxial with the bushing 3 is a fuel supply 5 arranged the introduction of a fuel into a metallurgical treatment room 6 serves. Coaxially around the fuel supply 5 around is an oxygen supply 8th arranged. The oxygen supply 8th is by means of almost the entire longitudinal extent of the oxygen supply 8th arranged partitions 9 . 10 in two fluidically separated oxygen supply channels 12 . 13 divided into each separate supply lines 14 . 15 open out. The supply lines 14 . 15 are via a three-way valve 17 with an oxygen main 18 connected via the oxygen from a reservoir, not shown here, for example, an oxygen tank, is introduced. The device 1 can be equipped in a known and therefore not shown here way with a cooling.

Beim Betrieb der Vorrichtung 1 wird flüssiger oder gasförmiger Brennstoff, im Ausführungsbeispiel Erdgas, über einen Brennstoffanschluss 20 in die Brennstoffzuführung 5 und von dort in einer Menge von 20 bis 80 m³/h und mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 15–50 m/s in den Behandlungsraum 6 eingebracht. Über zumindest eine der Sauerstoffzuleitungskanäle 12, 13 wird Sauerstoff gleichfalls in den Behandlungsraum 6 eingebracht, wobei durch eine entsprechende Einstellung am Drei-Wege-Ventil 17 der Durchfluss durch die Versorgungsleitungen 14, 15 und damit durch die Sauerstoffzuführungen 12, 13 jeweils genau eingestellt werden kann. Sauerstoff und Brennstoff vermischen sich innerhalb des Behandlungsraumes 6 im Vorfeld der Brennermündung 21. Über einen Zündgasanschluss 22 wird ein Zündgas durch die Durchführung 3 in den Behandlungsraum 6 eingeleitet, das für die Zündung des Brennstoff-Sauerstoff-Gemisches und die anschließenden Ausbildung einer Flamme vor der Brennermündung 21 sorgt.When operating the device 1 is liquid or gaseous fuel, in the exemplary embodiment natural gas, via a fuel connection 20 in the fuel supply 5 and from there in an amount of 20 to 80 m ³ / h and at a speed in the range of 15-50 m / s in the treatment room 6 brought in. Over at least one of the oxygen supply channels 12 . 13 oxygen also enters the treatment room 6 introduced, whereby by an appropriate setting on the three-way valve 17 the flow through the supply lines 14 . 15 and thus by the oxygen supply 12 . 13 each can be set exactly. Oxygen and fuel mix within the treatment room 6 in the apron of the Brenner mouth 21 , Via a pilot gas connection 22 is a pilot gas through the implementation 3 in the treatment room 6 initiated for the ignition of the fuel-oxygen mixture and the subsequent formation of a flame in front of the burner mouth 21 provides.

Die sich vor der Mündung 21 des Brenners ausbildende Flamme kann innerhalb des Behandlungsraumes 6 längs einer vertikalen Ebene verschwenkt werden. Hierzu wird das Strömungsverhältnis für die durch die Leitungen 14, 15 bzw. die Sauerstoffkanäle 12, 13 geführten Sauerstoffmengen verändert. Je mehr Sauerstoff anteilig durch den im Bild oben angeordneten Sauerstoffkanal 13 geführt wird, desto mehr verschwenkt die Flamme in Richtung nach oben, je mehr Sauerstoff anteilig durch den unteren Sauerstoffkanal 12 geführt wird, desto mehr senkt sich die Flamme im Behandlungsraum 6 nach unten. Durch die alternierende Versorgung der Sauerstoffkanäle 12, 13 mit einer großen bzw. geringen Menge an Sauerstoff kann die Flamme auch periodisch auf und ab verfahren werden. Die Vorrichtung 1 bietet so eine kostengünstige Möglichkeit, die Position der Flamme innerhalb des Behandlungsraumes 6 kontinuierlich durch Verschwenken zu verändern, ohne dass es hierzu einer aufwändigen baulichen Veränderung in der Wand des Behandlungsraumes 6 oder einer schwenkbaren Aufhängung des Brenners bedarf.The front of the estuary 21 the burner forming flame can within the treatment room 6 be pivoted along a vertical plane. For this purpose, the flow ratio for through the lines 14 . 15 or the oxygen channels 12 . 13 guided amounts of oxygen changed. The more oxygen in proportion to the oxygen channel in the picture above 13 is guided, the more the flame pivots in the upward direction, the more oxygen proportionally through the lower oxygen channel 12 is guided, the more the flame sinks in the treatment room 6 downward. By alternating supply of oxygen channels 12 . 13 With a large or small amount of oxygen, the flame can also be moved periodically up and down. The device 1 thus provides a cost effective way of determining the position of the flame within the treatment room 6 to be continuously changed by pivoting, without this being a costly structural change in the wall of the treatment room 6 or a pivoting suspension of the burner needs.

Bei der in den 2a–2c gezeigte Vorrichtung 30 sind solche Merkmale, die gleichartig zu denen der Vorrichtung 1 sind, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Vorrichtung 30 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 lediglich im Aufbau der Sauerstoffzuführung 32. Während die Sauerstoffzuführung 8 bei der Vorrichtung 1 in zwei Strömungskanäle 13, 14 unterteilt ist, ist die Sauerstoffzuführung 32 mit Hilfe von zwei Strömungstrennern in Form von zumindest weitgehend gasdichten Zwischenwänden 33, 34, 35 in drei Sauerstoffzuleitungskanäle 36, 37, 38 unterteilt. Die Sauerstoffzuleitungskanäle 36, 37, 38 stehen jeweils mit Versorgungsleitungen 39, 40, 41 in Strömungsverbindung. Die Versorgungsleitungen 39, 40, 41 sind über einen Verteiler 42 an eine Sauerstoff-Hauptleitung 43 angeschlossen. Zur Steuerung der Strömungsdurchflüsse in den Versorgungsleitungen 39, 40, 41 sind in diesen jeweils strömungssteuernde Armaturen, beispielsweise Magnetventile 45, 46, 47 vorgesehen, die von einer zentralen Steuereinheit 49 nach einem vorgegebenen Programm angesteuert werden können. Die Magnetventile 45, 46, 47 sind jeweils mit einem Bypass 51, 52, 53 versehen, um auch im Falle eines geschlossenen Magnetventils einen minimalen Strömungsdurchfluss in jeder der Versorgungsleitungen 39, 40, 41 zu gewährleisten.In the in the 2a - 2c shown device 30 are such features that are similar to those of the device 1 are denoted by the same reference numerals. The device 30 is different from the device 1 only in the structure of the oxygen supply 32 , While the oxygen supply 8th at the device 1 in two flow channels 13 . 14 is divided, is the oxygen supply 32 with the help of two flow separators in the form of at least largely gas-tight partitions 33 . 34 . 35 in three oxygen supply channels 36 . 37 . 38 divided. The oxygen supply channels 36 . 37 . 38 stand each with supply lines 39 . 40 . 41 in fluid communication. The supply lines 39 . 40 . 41 are via a distributor 42 to an oxygen main 43 connected. For controlling the flow rates in the supply lines 39 . 40 . 41 are in these respective flow-controlling valves, such as solenoid valves 45 . 46 . 47 provided by a central control unit 49 can be controlled according to a predetermined program. The solenoid valves 45 . 46 . 47 are each with a bypass 51 . 52 . 53 even in the case of a closed solenoid valve, a minimum flow rate in each of the supply lines 39 . 40 . 41 to ensure.

Beim Betrieb der Vorrichtung 30 wird Brennstoff, beispielsweise Erdgas, über die Brennstoffzuführung 5 in den Behandlungsraum 6 eingeleitet. Gleichzeitig wird über mindestens eine der Sauerstoffzuleitungskanäle 36, 37, 38 Sauerstoff aus der Sauerstoff-Hauptleitung 43 über die Versorgungsleitungen 39, 40, 41 in den Behandlungsraum 6 eingeleitet. Nach Zündung bildet sich im Behandlungsraum 6 vor der Brennermündung 21 eine Flamme aus.When operating the device 30 is fuel, such as natural gas, via the fuel supply 5 in the treatment room 6 initiated. At the same time, at least one of the oxygen supply channels 36 . 37 . 38 Oxygen from the main oxygen line 43 over the supply lines 39 . 40 . 41 in the treatment room 6 initiated. After ignition forms in the treatment room 6 in front of the burner mouth 21 a flame out.

Um die Position der Flamme im Behandlungsraum 6 zu verändern, werden die durch die Sauerstoffkanäle 36, 37, 38 geführten Sauerstoffströme mittels Ansteuerung der Magnetventile 45, 46, 47 durch die Steuereinheit 49 eingestellt. Eine Asymmetrie in den durch die Sauerstoffzuleitungskanäle 36, 37, 38 geführten Sauerstoffströme führt zu einer entsprechenden Asymmetrie der Flamme im Behandlungsraum 6. Durch eine zyklische Ansteuerung der Magnetventile 45, 46, 47 und des damit verbundenen zyklischen Verlaufs der Sauerstoffströme in den Sauerstoffzuleitungskanälen 36, 37, 38 gelingt eine Rotation der Flamme im Behandlungsraum 6. Durch eine geeignete Wahl der jeweiligen Durchflussmengen und der zeitlichen Abfolge der Ansteuerung kann die Flammenausbreitung und die Rotationsgeschwindigkeit in einem weiten Bereich frei eingestellt und dem jeweiligen Behandlungsraum individuell angepasst werden.To the position of the flame in the treatment room 6 to change, those through the oxygen channels 36 . 37 . 38 Guided oxygen streams by controlling the solenoid valves 45 . 46 . 47 through the control unit 49 set. An asymmetry in the through the oxygen supply channels 36 . 37 . 38 guided oxygen flows leads to a corresponding asymmetry of the flame in the treatment room 6 , By a cyclic control of the solenoid valves 45 . 46 . 47 and the associated cyclical course of the oxygen streams in the oxygen supply channels 36 . 37 . 38 a rotation of the flame in the treatment room succeeds 6 , By a suitable choice of the respective flow rates and the timing of the control, the flame propagation and the rotational speed can be freely set in a wide range and individually adapted to the respective treatment room.

Es ist bei der Vorrichtung 30 durch eine geeignete Wahl der entsprechenden Strömungsdurchflüsse, auch möglich, die Flamme längs einer Ebene, die nicht vertikal sein muss, im Behandlungsraum 6 zu verschwenken. Die hierzu erforderlichen Strömungsdurchflüsse werden beispielsweise vor Beginn der Behandlung empirisch ermittelt.It is at the device 30 by a suitable choice of the corresponding flow rates, also possible, the flame along a plane which need not be vertical, in the treatment room 6 to pivot. The flow rates required for this purpose are determined empirically, for example, before the beginning of the treatment.

Die Vorrichtungen 1, 30 können ohne umfangreiche bauliche Maßnahmen auch in bestehende Behandlungsräume eingebaut werden. Sie sind preiswert im Aufbau und leicht zu bedienen.The devices 1 . 30 can also be installed in existing treatment rooms without extensive structural measures. They are inexpensive in construction and easy to use.

1.1.: Vorrichtungcontraption
2.Second
3.Third: Durchführungexecution
4.4th: UV-ÜberwachungseinheitUV monitoring unit
5.5th: Brennstoffzuführungfuel supply
6.6th: Behandlungsraumtreatment room
7.7th
8.8th.: Sauerstoffzuführungoxygen supply
9.9th: Trennwandpartition wall
10.10th: Trennwandpartition wall
11.11th
12.12th: SauerstoffzuleitungskanalOxygen supply channel
13.13th: SauerstoffzuleitungskanalOxygen supply channel
14.14th: Versorgungsleitungsupply line
15.15th: Versorgungsleitungsupply line
16.16th
17.17th: Drei-Wege-VentilThree-way valve
18.18th: Sauerstoff-HauptleitungOxygen header
19.19th
20.20th: Brennstoffanschlussfuel connection
21.21st: Brennermündungburner mouth
22.22nd: ZündgasanschlussPilot gas
30.30th: Vorrichtungcontraption
31.31st
32.32nd: Sauerstoffzuführungoxygen supply
33.33rd: Zwischenwandpartition
34.34th: Zwischenwandpartition
35.35th: Zwischenwandpartition
36.36th: SauerstoffzuleitungkanalOxygen supply channel
37.37th: SauerstoffzuleitungkanalOxygen supply channel
38.38th: SauerstoffzuleitungkanalOxygen supply channel
39.39th: Versorgungsleitungsupply line
40.40th: Versorgungsleitungsupply line
41.41st: Versorgungsleitungsupply line
42.42nd: Verteilerdistributor
43.43rd: Sauerstoff-HauptleitungOxygen header
44.44th
45.45th: Magnetventilmagnetic valve
46.46th: Magnetventilmagnetic valve
47.47th: Magnetventilmagnetic valve
48.48th
49.49th: zentrale Steuereinheitcentral control unit
50.50th
51.51st: Bypassbypass
52.52nd: Bypassbypass
53.53rd: Bypassbypass

Claims

Device for injecting combustion media, such as fuel or oxidant, into a metallurgical treatment space ( 6 ), with one or more feed channels ( 5 ) for a first combustion medium and at least two delivery channels ( 12 . 13 . 26 . 37 . 38 ) for a second fuel medium, which is located in a mouth region ( 21 ) of the device, characterized in that the supply channels ( 12 . 13 . 26 . 37 . 38 ) for the second combustion medium in each case with fluidically separated supply lines ( 14 . 15 . 39 . 40 . 41 ) in which facilities ( 17 . 45 . 46 . 47 ) are provided for separate control of the flow rate.

Device according to claim 1, characterized in that the supply lines ( 14 . 15 . 39 . 40 . 41 ) are in flow communication with a supply unit for the second fuel medium, such as a tank or a pipeline.

Device according to claim 4, characterized in that the supply lines ( 14 . 15 . 39 . 40 . 41 ) each with fittings ( 17 . 45 . 46 . 47 ) are equipped to limit the flow rate which is provided by a control unit ( 49 ) are in data communication, by means of the flow rates through the supply lines ( 14 . 15 . 39 . 40 . 41 ) are controllable according to a predetermined program.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that as fittings ( 17 . 45 . 46 . 47 ) motor-driven valves or solenoid valves are used.

Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the fittings ( 17 . 45 . 46 . 47 ) each with a bypass ( 51 . 52 . 53 ) to provide a minimum flow through the supply line (FIG. 39 . 40 . 41 ) to ensure.

Device according to one of the preceding claims, characterized by an axial feed channel ( 5 ) for the first fuel medium, which is coaxially enclosed by a supply for the second fuel medium, at least on its from the mouth region ( 21 ) seen rear section in fluidly separated feed channels ( 12 . 13 . 26 . 37 . 38 ) is divided.

Apparatus according to claim 6, characterized in that in order to produce a two-dimensional change in position of a combustion medium in the combustion chamber ( 6 ) to allow the supply of flame ( 8th ) for the second fuel medium in two, by oppositely arranged flow separator ( 9 . 10 ) separate feed channels ( 12 . 13 ), is divided.

Apparatus according to claim 6, characterized in that, in order to allow a three-dimensional change in position of one by the combustion of the fuel medium in the treatment space, the supply ( 32 ) for the second fuel medium in at least three feed channels ( 36 . 37 . 38 ), which are arranged by flow separators arranged at preferably equal angular intervals (FIG. 33 . 34 . 35 ) are separated from each other.

Method for operating a device according to one of the preceding claims, characterized in that a first firing medium is conveyed through a feed channel ( 5 ) for the first combustion medium and a second combustion medium through supply channels ( 12 . 13 . 36 . 37 . 38 ) for the second fuel medium in the treatment room ( 6 ), in which the first combustion medium reacts with the second combustion medium to form a flame, wherein the geometry of the flame during the combustion process by a variation of the flow rates through the supply channels ( 12 . 13 . 36 . 37 . 38 ) is changed.

A method according to claim 9, characterized in that the flame by a periodic sequence of changing flow rates in the supply channels ( 12 . 13 . 36 . 37 . 38 ) is pivoted or rotated.

Method according to claim 10 or 11, characterized that as the first fuel a fuel, such as natural gas, and as second combustion medium, an oxidizing agent is used.