DE1106352B

DE1106352B - Hearth furnace for melting steel, metals, alloys, glass or the like.

Info

Publication number: DE1106352B
Application number: DEK34386A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schwenke
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1958-03-21
Filing date: 1958-03-21
Publication date: 1961-05-10

Description

Herdofen zum Schmelzen von Stahl, Metallen, Legierungen, Glas od. dgl. Die üblichen Herdöfen zum Schmelzen von Stahl, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, arbeiten nach dem Regenerativsystem mit wechselseitig beaufschlagten Kammern. Das Regenerativsystem erfordert eine Umsteueranlage, die gestattet, daß jeweils abwechselnd eine der beiden Kammern mit dem installierten Gitterwerk durch Abgas oder durch die zur Verzögerung benötigte Verbrennungsluft beaufschlagt wird. Diese Kammern stellen den sogenannten Unterofen dar, der mit der Umsteuer- und Kanalanlage einen großen Raumaufwand erfordert und dessen feuerfestes Mauerwerk je nach Staubgehalt und Schlackeneinflüssen zu erneuern ist.Hearth furnace for melting steel, metals, alloys, glass or the like Like. The usual hearth furnaces for melting steel, in particular Siemens-Martin furnaces, work according to the regenerative system with alternately pressurized chambers. That Regenerative system requires a reversing system that allows each to alternate one of the two chambers with the installed latticework through exhaust gas or through the combustion air required for the delay is applied. These chambers represent the so-called lower furnace, which one with the reversing and sewer system Requires a large amount of space and its fireproof masonry depending on the dust content and the effects of slag must be renewed.

Die Umsteuerung in regelmäßigen Zeitabständen ist ein unbedingtes Erfordernis und setzt die Aufstellung von Schiebern oder Wechselventilen voraus, die durch ihre Störanfälligkeit oftmals zu Unterbrechungen des Betriebes führen können.The change of direction at regular intervals is an absolute must Requirement and presupposes the installation of gate valves or shuttle valves, which, due to their susceptibility to failure, often lead to business interruptions can.

Regenerativ beheizte Öfen, die mit Gas oder Öl betrieben werden, benötigen mindestens zwei Brenneranordnungen, die nach dem Wechselprinzip über eine Umsteuerung arbeiten.Regeneratively heated furnaces that are operated with gas or oil require at least two burner arrangements that work according to the changeover principle via a reversal.

Man hat in der Vergangenheit versucht, die üblichen Regeneratoren durch Stahlrekuperatoren zu ersetzen. Eine bekannte Ausführungsform einer solchen Ofenanlage besteht beispielsweise aus einem Ofen, der in zwei Herde aufgeteilt ist, die durch einen Gaskanal miteinander verbunden und wechselseitig beheizbar sind. Diese Anlage konnte jedoch auch nicht die bereits bei anderen Ofenanlagen mit Stahlrekuperatoren auftretenden Nachteile, insbesondere den Staubanfall, beseitigen. Es erweist sich auch bei dieser Anlage als unbedingt notwendig, die Abgase zunächst einem zwischen Herdofen und Rekuperator geschalteten Abhitzekessel zuzuführen. Hierdurch wurde der Rekuperator aus dem Ofensystem gelöst, so daß die vorgewärmte Verbrennungsluft über einen langen Leitungsweg den Brennern des Herdofens zurückgeführt werden mußte. Die Stahlrekuperatoren und ihr Zusammenwirken mit dem Martinofen haben sich in der Praxis nicht durchsetzen können. Hierfür ist neben den genannten Gründen vor allen Dingen die große Verstaubung und auch der schnelle Verschleiß der Stahlrekuperatoren verantwortlich. Es ist einleuchtend, daß Stahlrekuperatoren, die mit einer Abgastemperatur von etwa 1400° C beaufschlagt werden, keine lange Lebensdauer haben können. Ihre Anschaffung ist sehr kostspielig. Der bisherige Mißerfolg bei der Verwendung von Rekuperatoren hat die Fachwelt veranlaßt, sich ganz von der Verwendung von Rekuperatoren im Zusammenhang mit Schmelzöfen zu lösen.The usual regenerators have been tried in the past to be replaced by steel recuperators. A known embodiment of such The furnace system consists, for example, of a furnace that is divided into two stoves, which are connected to one another by a gas duct and can be heated alternately. However, this system was also unable to match those already used in other furnace systems with steel recuperators Eliminate any disadvantages, in particular the accumulation of dust. It turns out also with this system as absolutely necessary, the exhaust gases first between To feed the hearth furnace and recuperator switched waste heat boiler. This became the recuperator released from the furnace system, so that the preheated combustion air had to be led back to the burners of the hearth furnace over a long line. The steel recuperators and their interaction with the Martin furnace have changed in the Practice not being able to enforce. In addition to the reasons mentioned, this is especially important for this Things are the large amount of dust and also the rapid wear and tear of the steel recuperators responsible. It is evident that steel recuperators that operate with an exhaust gas temperature of about 1400 ° C, cannot have a long service life. Her Acquisition is very expensive. The previous failure with the use of Recuperators has led the professional world to abandon the use of recuperators to solve in connection with melting furnaces.

Obwohl seit Jahrzehnten die keramischen Rekuperatoren im allgemeinen Ofenbau bekannt sind, haben die Fachleute auf Grund der obengenannten schlechten Erfahrungen mit Rekuperatoren sich nicht zu einer Anwendung dieser Rekuperatoren für Schmelzöfen entschließen können. Die vorliegende Erfindung überwindet dieses Vorurteil und beschreitet einen grundlegend neuen Weg, welcher es ermöglicht, das bisher verwendete Regenerativsystem durch ein Rekuperativsystem zu ersetzen.Although ceramic recuperators in general have been for decades Furnace construction are known, the experts have bad because of the above Experience with recuperators does not lead to an application of these recuperators can opt for melting furnaces. The present invention overcomes this Prejudice and treads a fundamentally new path that makes it possible to to replace previously used regenerative system with a recuperative system.

Die Erfindung, die einen Herdofen, insbesondere einen Siemens-Martin-Ofen, betrifft, ist dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der beiden Regeneratorenkammern ein aus hochfeuerfesten keramischen Baustoffen bestehender Rekuperator vorgesehen ist, der ohne Beeinflussung seiner Haltbarkeit mit Abgastemperaturen von 1.400° C und mehr beaufschlagt werden kann und die erforderliche Vorwärmung der Verbrennungsluft auf etwa 110a° C sicherstellt.The invention, which a hearth furnace, in particular a Siemens-Martin furnace, relates, is characterized in that instead of the two regenerator chambers a recuperator made of highly refractory ceramic building materials is provided is that without affecting its durability with exhaust gas temperatures of 1,400 ° C and more can be applied and the required preheating of the combustion air to about 110a ° C.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn der Rekuperator seine Warmluft unmittelbar dem Brenner eines im Einwegstrom beheizten Ofens zuführt. Das erfindungsgemäße Rekuperatorensystem ermöglicht erst die Einwegbeheizung des Ofens, weil Umschaltvorgänge nicht mehr notwendig sind. Andererseits ermöglicht der keramische Rekuperator im Gegensatz zu den für den vorliegenden Zweck bekannten Stahlrekuperatoren die Verbindung des Rekuperatorensystems mit dem Herdofen zu einer baulichen Einheit und den Kreislauf der verschiedenen Medien innerhalb des Ofens.A preferred embodiment of the invention arises when the recuperator sends its warm air directly to the burner of a one-way heated Furnace. The recuperator system according to the invention only enables one-way heating of the furnace because switching operations are no longer necessary. On the other hand, enables the ceramic recuperator in contrast to those known for the present purpose Steel recuperators the connection of the recuperator system with the hearth furnace to one structural unit and the circuit of the various media within the furnace.

Zur Beschleunigung des Einschmelzens können ein oder mehrere zusätzliche Brenner vorgesehen werden, um dem Ofen für diese Periode ein höheres Wärmeangebot geben zu können. Diese Brenner arbeiten nach dem Prinzip der Umkehrflamme, weil sie vorzugsweise auf der Abzugsseite des Schmelzgefäßes kopfseitig oder in der Rückwand eingebaut werden können. Hierdurch wird der einseitige Abzug des Abgases nicht beeinflußt.To accelerate the meltdown, one or more additional Burners are provided to provide the furnace with more heat for this period to be able to give. These burners work on the principle of the reverse flame because they are preferably on the discharge side of the melting vessel at the top or in the rear wall can be installed. This does not affect the one-sided extraction of the exhaust gas.

Die Erfindung ermöglicht eine wesentlich vereinfachte Ofenführung und ein konstantes Durchfahren des Ofens ohne Umsteuervorgänge. Es ist nur noch ein Absperrorgan für Abgas erforderlich, wo früher eine umfangreiche und komplizierte Umsteueranlage als unbedingte Voraussetzung eingebaut werden mußte.The invention enables a significantly simplified furnace management and a constant drive through of the furnace without reversing operations. All that is required is a shut-off device for exhaust gas, where an extensive one used to be and a complicated reversing system had to be installed as an absolute requirement.

Mit dem rekuperativ beheizten Siemens-Martin-Ofen kann im Einwegverfahren mit nur einem Brenner geschmolzen werden. Die Bauart des Ofens wird wesentlich vereinfacht, weil nur noch- eine Schlackenkammer an der Abzugsseite des Ofens notwendig ist. Infolge des geringen Raumaufwandes des eingebauten keramischen Rekuperators kann die Schlackenkammer groß genug ausgeführt werden, so daß die Beaufschlagung durch die gesamte Abgasmenge, die sich bei dem Regenerativsystem auf beidseitig angeordnete Schlakkenkammern verteilt, ohne Schwierigkeiten möglich ist.With the recuperatively heated Siemens-Martin oven, one-way process can be melted with just one burner. The design of the furnace is significantly simplified, because only one slag chamber is necessary on the exhaust side of the furnace. As a result of the small amount of space required by the built-in ceramic recuperator the slag chamber can be made large enough so that the admission through the total amount of exhaust gas, which is arranged on both sides in the regenerative system Loose chambers distributed without difficulty is possible.

Die geschilderte Bauart gestattet es, in den Strömungsweg der heißen Abgase zwischen Schlackenkammer und Rekuperator Staubtaschen einzubauen, um den Rekuperator weitgehendst vor Verschmutzung zu schützen. Hierdurch gelangen die Abgase ohne nennenswerten Wärmeverlust vorgereinigt in den Rekuperator. Da die Staubtasche leicht zugänglich ist, kann sie auch während des Betriebes ausgeblasen werden. Hier ist die Anwendung weiterer Möglichkeiten zur vorzeitigen Staubabscheidung offengelassen.The described design allows in the flow path of the hot To install exhaust gases between the slag chamber and recuperator dust bags to the To protect the recuperator from soiling as much as possible. This is how the exhaust gases get through Pre-cleaned in the recuperator without significant heat loss. As the dust bag is easily accessible, it can also be blown out during operation. here the application of further possibilities for premature dust separation is left open.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß der Rekuperator weit genug von der Schlackenkammer entfernt gelegt werden kann, so daß eine Verschlackung der oberen Steinlagen kaum möglich ist. Reinigungsöffnungen im oberen Teil der Seitenwände gestatten auch hier die Eintrittsöffnungen der keramischen Rohre durch zeitweiliges Ausblasen mit Preßluft vom Staub frei zu halten. Weiterhin ist -r keramische Rekuperator so leicht zugänglich, daß man ihn zu jeder Zeit und Stunde unter Kontrolle halten kann. Der Verschleiß an feuerfesten Steinen ist wesentlich geringer als bei den bisher üblichen regenerativ arbeitenden Siemens-Martin-Öfen, weil die viel besser zu erfassende Heizfläche des keramischen Rekuperators auf kleinstem Raum zugänglich unterzubringerr ist und einer Verschlackung weitgehendst entzogen wird. Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, daß die Anlagekosten des Rekuperators wesentlich niedriger liegren als die des Regenerativsystems.Another advantage of the arrangement according to the invention is that that the recuperator can be placed far enough away from the slag chamber, so that slagging of the upper stone layers is hardly possible. Cleaning openings in the upper part of the side walls allow the inlet openings of the ceramic Keep pipes free of dust by temporarily blowing them out with compressed air. Farther -r ceramic recuperator is so easily accessible that you can use it at any time and Can keep an hour under control. The wear and tear on refractory bricks is significant less than with the previously common regenerative Siemens-Martin ovens, because the heating surface of the ceramic recuperator, which is much easier to grasp, is extremely small Space is accessible and is largely withdrawn from slagging will. Needless to say, the cost of the recuperator significantly lower than that of the regenerative system.

In den Figuren ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.The invention is illustrated by way of example in the figures.

Fig. 1 ist ein vertikaler Längsschnitt durch einen er nd@rngsgemäßen Siemens-Martin-Ofen; Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1; y Fig.3 ist eine Querschnittsdarstellung. Im Gegensatz zu den bekannten Siemens-Martin-Öfen erfolgt die Schmelzung nur von einer Ofenseite mittels des Ölbrenners I. Die heißen Abgase, die an der Austrittsstelle2 etwa eine Temperatur von etwa 1570° C haben, gelangen über den Schlackensack 3 und den Staubsack 4 in den Rekuperator 5. Die heißen Abgase ziehen durch den keramischen Rekuperator 5 in die Abgasleitung 6 zum Kamin. Die mittels Ventilator eingeblasene Kaltluft wird über den Zuführungskanal 7 horizontal in den Rekuperator und von dort in den Warmluftkanal8 hineingeführt. Die Schlacke kann aus dem Schlackensack kontinuierlich flüssig abgezogen werden.Fig. 1 is a vertical longitudinal section through one according to the invention Siemens-Martin furnace; Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1; y Fig. 3 is a cross-sectional view. In contrast to the well-known Siemens-Martin ovens the melting takes place only from one side of the furnace by means of the oil burner I. The hot Exhaust gases that have a temperature of around 1570 ° C at the exit point2, reach the recuperator 5 via the slag bag 3 and the dust bag 4 hot exhaust gases pull through the ceramic recuperator 5 into the exhaust pipe 6 to Chimney. The cold air blown in by a fan is fed through the supply duct 7 guided horizontally into the recuperator and from there into the warm air duct 8. The slag can be continuously withdrawn in liquid form from the slag sack.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Hearth furnace for melting steel, in particular Siemens-Martin furnace, with a recuperator made of refractory ceramic material ", 'is used, characterized in that the entire recuperator system consists of refractory ceramic building materials.

2. hearth furnace according to claim 1, characterized characterized in that a continuously fed for one-sided operation of the furnace Burner system is provided and the exhaust gases are discharged on the opposite side can be.

3. hearth furnace according to claim 2, characterized in that in the furnace only one slag bag and one dedusting arrangement instead of the previous two slag chambers are installed, with the recuperator a dust bag in the direction of the exhaust gas flow is upstream.

4. hearth furnace according to claim 3, characterized in that the Provide the dust bag and the recuperator with openings for blowing out the dust are.

5. hearth furnace according to one of claims 2 to -1, characterized in that the recuperator on the output side directly into the hot air supply leading to the burner flows out.

6. hearth furnace according to one of the preceding claims, characterized in that that one or more additional burners are provided to accelerate the melting process are, which are preferably at the top or on the draw-off side of the melting barrel are built into the rear wall. Publications considered: German Patent Specifications No. 707 036, 7-10 569, 746 892, 942 272, 942 830.