DE1119888B

DE1119888B - Process and soaking oven for heating raw blocks

Info

Publication number: DE1119888B
Application number: DEU5763A
Authority: DE
Inventors: Clarence William Sidwell
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1957-12-04
Filing date: 1958-11-21
Publication date: 1961-12-21

Description

Verfahren und Tiefofen zum Erhitzen von Rohblöcken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhitzen von Rohblöcken in einem kammerartigenTiefofen, in welchen die Blöcke eingesetzt werden, unter Verwendung von Brennstoff mit hohem Heizwert und unter Einleiten desselben in die Kammer in der Nähe ihres oberen Endes sowie Ableiten der Abgase aus der Kammer in der Nähe ihres unteren Endes, wobei die Brennstoffströmung in die Kammer entsprechend den Erfordernissen des Heizzyklus geregelt wird.Method and furnace for heating ingots The invention relates to a method of heating ingots in a chamber-type deep furnace, in which The blocks are deployed using high calorific fuel and introducing it into the chamber near its upper end as well Evacuate the exhaust gases from the chamber near its lower end, reducing the flow of fuel is regulated in the chamber according to the requirements of the heating cycle.

Die Erfindung betrifft weiterhin Tieföfen, bei denen Brennstoffe hohen Heizwertes, wie Erdgas oder Koksofengas, verwendet werden. Unter einem Brennstoff hohen Heizwertes ist ein gasförmiger Brennstoff zu verstehen, dessen Heizwert 2670 kcal/m3 oder mehr beträgt. Kohlenstaub oder flüssiger Brennstoff mit entsprechenden Heizwerten können ebenfalls in diesem Sinne als Brennstoffe mit hohem Heizwert bezeichnet werden.The invention also relates to deep furnaces in which fuels are high Calorific value, such as natural gas or coke oven gas, can be used. Under a fuel high calorific value is a gaseous fuel with a calorific value of 2670 kcal / m3 or more. Coal dust or liquid fuel with appropriate Calorific values can also be referred to in this sense as fuels with a high calorific value will.

Für das Erhitzen von Rohblöcken in einem Tiefofen ist es allgemein bekannt, heiße Luft, die durch in ihr vorgenommene Verbrennung weiter erhitzt wird, in das untere Ende einer Kammer einzuführen. Weiterhin ist es ebenfalls bekannt, Brennstoffe mit hohem Heizwert unter dem oberen Ende der Blöcke in Regenerativtieföfen einzuführen.It is general for heating ingots in a soaking furnace known, hot air, which is further heated by combustion carried out in it, insert into the lower end of a chamber. Furthermore, it is also known High calorific value fuels below the top of the blocks in regenerative deep furnaces to introduce.

Bei Rekuperativtieföfen kann der Brennstoff in die Grube entweder oberhalb oder unterhalb des oberen Endes der Blöcke eingeleitet werden. Bei diesen Arten von Tieföfen verursachte die Verwendung eines Brennstoffes von hohem Heizwert ein Abschweißen, z. B. ein Abschmelzen und Weglaufen der Oberflächenschicht der Blöcke, wenn das Temperaturgefälle über einen waagerechten Querschnitt des Blocks niedrig war. Es trat mit anderen Worten, wenn die Blöcke über den ganzen Querschnitt so heiß wurden, daß keine rasche Wärmeübertragung von außen nach innen stattfinden konnte, ein Abschweißen auf. Bei Verwendung eines Regenerativofens wurden die vorerhitzte Luft und der Brennstoff im allgemeinen in der Brenneröffnung gemischt. Dies führte zu einer relativ heißen Abschreckwand an der Schlackenlinie.With recuperative deep furnaces, the fuel can either go into the pit be introduced above or below the top of the blocks. With these Types of soaking furnaces caused the use of a fuel with a high calorific value a welding, e.g. B. melting and running away of the surface layer of the Blocks when the temperature gradient is across a horizontal cross-section of the block was low. In other words, it occurred when the blocks were over the entire cross section got so hot that no rapid heat transfer from the outside to the inside takes place could, a weld on. If a regenerative oven was used, they were preheated Air and fuel are generally mixed in the burner port. This resulted to a relatively hot quench wall on the slag line.

Das erfindungsgemäße Verfahren, durch das ein wirksames Erhitzen von Rohblöcken mit einem Brennstoff hohen Heizwertes erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen der Blöcke heiße Luft in das untere Ende der Kammer über einen ersten Zug eingeleitet wird, wobei diesem ersten Zug Brennstoff zugeführt und dort verbrannt wird, und daß das Ableiten der Abgase über einen zweiten Zug erfolgt.The inventive method, by which an effective heating of Raw blocks made with a fuel with a high calorific value is characterized by that after inserting the blocks hot air into the lower end of the chamber a first puff is initiated, this first puff being supplied with fuel and is burned there, and that the discharge of the exhaust gases via a second train he follows.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Tiefofen in Vorschlag gebracht, in dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung kommen kann und bei dem die Notwendigkeit der Verwendung einer Abschreckwand vermieden wird. Dieser neuartige Tiefofen ist insbesondere gekennzeichnet durch eine Kammer zur Aufnahme von Rohblöcken, einen ersten, zum unteren Ende der Kammer führenden Zug für das Einleiten heißer Luft in die Kammer nebst einer Vorrichtung für das Einleiten in diesen Zug, eine Einrichtung für das regelbare Einleiten von Brennstoff in die Kammer an deren oberem Ende und einen zweiten Zug für das Abziehen der Gase vom unteren Ende der Kammer.According to the invention, a deep furnace is also proposed, in which the process according to the invention can be carried out and in which the The need to use a quench wall is avoided. This novel The deep furnace is characterized in particular by a chamber for receiving raw blocks, a first puff leading to the lower end of the chamber for introducing hotter Air in the chamber along with a device for introducing this train, one Device for the controllable introduction of fuel into the chamber at the top End and a second puff for withdrawing the gases from the bottom of the chamber.

Diese und weitere Ziele -ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen beispielsweiser Ausführungsformen derselben, und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung in Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines Regenerativofens gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche die Anwendung der Erfindung auf einen Rekuperativofen zeigt, und Fig. 5 eine Ansicht nach der Linie V -V der Fig. 4. In Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen ist mit 2 eine Warmgrube bzw. ein Tiefofen mit einer langgestreckten Kammer 4 für die Aufnahme von zu erhitzenden Rohblöcken S bezeichnet. Die Kammer enthält bei der dargestellten Ausführungsform zwei Reihen von Blöcken. Das obere Ende der Kammer 4 -befindet sich annähernd in der Flurhöhe F. Der Ofen 2 ist auf einem Gestell bzw. einem Rahmenwerk 6 gelagert. Am unteren Ende der Kammer 4 ist eine Reinigungs-oder Putztür 8 vorgesehen, um die einfache und rasche Entfernung von Schlacke oder Zunder, die sich in der Kammer ansammeln, zu ermöglichen. Die Blöcke S sind auf dem üblichen Koksbett 10 gelagert. In einigem Abstand von der Kammer 4 sind zwei Regeneratoren 12 und 14 vorgesehen, die mit der Kammer durch Kanäle oder Züge 16 und 18 verbunden sind. Die Züge 16 und 18 münden in die Kammer 4 durch Öffnungen 20 und 22, die längs einer Seitenwand derselben am unteren Ende so vorgesehen sind, daß sich je eine Öffnung an jedem Ende der Seitenwand befindet. Die Züge 16 und 18 sind vorzugsweise lang und erstrecken sich vom nicht gezeigten Hauptgebäude derart, daß sie eine offene Zone A im Blockfundament für die Aufnahme der Schlacke und des Zunders bilden. Die Regeneratoren 12 und 14 haben eine Verbindungsleitung 24, in der sich das übliche Vierwege-Umsteuerventil26 befindet. Die eine Seite des Ventils 26 ist mit einem Gebläse 27 über eine Leitung 28 verbunden, während eine weitere Leitung 30 in an sich bekannter Weise zu dem nicht gezeigten Schornstein führt. In den Zügen 16 und 18 sind Brenneröffnungen 32 und 34 vorgesehen, denen der Brennstoff über eine Leitung 36 zugeführt wird, in der sich ein Dreiwegeventi138 befindet. In der Seitenwand der Kammer 4 sind vorzugsweise oberhalb der Öffnungen 20 und 22 Brenneröffnungen 40 und 42 vorgesehen, durch welche Brennstoff in die Kammer oberhalb der Blöcke S eingeleitet wird. Die Zufuhr von Brennstoff zu den Brenneröffnungen 40 geschieht durch eine Leitung 44, in der sich ein Ventil 46 befindet, während die Zufuhr von Brennstoff zu den Brenneröffnungen 42 über eine Leitung 48 und ein Ventil 50 erfolgt.These and other objects emerge from the following description in conjunction with the drawings of exemplary embodiments thereof, namely FIG. 1 shows a schematic representation in plan view, partially in section, of a regenerative furnace according to the invention, FIG. 2 shows a view in section the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 a view in section along the line III-III of FIG. 2, FIG. 4 a view similar to FIG. 1, which shows the application of the invention to a recuperative furnace, and 5 shows a view along the line V -V of FIG. 4. In FIGS. 1 to 3 of the drawings, 2 denotes a warm pit or a deep furnace with an elongated chamber 4 for receiving ingots S to be heated. In the embodiment shown, the chamber contains two rows of blocks. The upper end of the chamber 4 is located approximately at floor level F. The furnace 2 is mounted on a frame or framework 6. A cleaning or cleaning door 8 is provided at the lower end of the chamber 4 in order to enable the simple and rapid removal of slag or scale that has accumulated in the chamber. The blocks S are stored on the usual coke bed 10. At some distance from the chamber 4, two regenerators 12 and 14 are provided, which are connected to the chamber by channels or trains 16 and 18. The trains 16 and 18 open into the chamber 4 through openings 20 and 22 which are provided along a side wall thereof at the lower end so that there is an opening at each end of the side wall. The trains 16 and 18 are preferably long and extend from the main building, not shown, to define an open zone A in the foundation block for receiving the slag and scale. The regenerators 12 and 14 have a connecting line 24 in which the usual four-way reversing valve 26 is located. One side of the valve 26 is connected to a fan 27 via a line 28, while a further line 30 leads in a manner known per se to the chimney, not shown. Burner openings 32 and 34 are provided in flues 16 and 18, to which the fuel is fed via a line 36 in which a three-way valve 138 is located. In the side wall of the chamber 4 , burner openings 40 and 42, through which fuel is introduced into the chamber above the blocks S, are preferably provided above the openings 20 and 22. The supply of fuel to the burner openings 40 takes place through a line 44 in which a valve 46 is located, while the supply of fuel to the burner openings 42 takes place via a line 48 and a valve 50 .

Die Arbeitsweise des Tiefofens ist wie folgt: Die Blöcke S werden in die Kammer 4, wie gezeigt, eingesetzt, wobei das Ventil 26 so geschaltet ist, daß Luft durch den Regenerator 12 gesaugt wird, in dem sie erhitzt und über den Zug 16 der Kammer 4 zugeführt wird. Das Ventil 38 ist so eingestellt, daß der Brennstoff seinen Weg über die Öffnung 32 in den Zug 16 nimmt, in dem er verbrennt, wodurch die Luft zusätzlich über die Blocktemperatur vor ihrem Eintritt in die Kammer 4 vorerhitzt wird. Hierdurch wird ein Abschrecken der heißen Blöcke vermieden. Der Kammer 4 wird ferner Brennstoff über die Brenneröffnungen 40 und 42 zugeführt. Es können drei Wege für die brennenden Gase durch die Kammer 4 vorgesehen sein, wie rnit voll ausgezogenen Linien in Fig.3 gezeigt ist. Der eine Weg verläuft von der Brenneröffnung 32 über die Zugöffnung 20 und die Kammer 4 in waagerechter Richtung zur Zugöffnung 22. Ein weiterer Weg verläuft diagonal von den Brenneröffnungen 40 zur Zugöffnung 22. Der dritte Weg verläuft senkrecht von den Brenneröffnungen 42 zur Zugöffnung 22. Nach einem Zeitraum, der zwischen 3 und 10 Minuten betragen kann, werden die Ventile 26 und 38 umgesteuert, so daß Luft im Regenerator 14 erhitzt wird und das Zuggas durch den Zug 16 und den Regenerator 12 nach außen tritt. Die durch den Zug 18 strömende Luft wird durch Brennstoff aus der Brenneröffnung 34 erhitzt, während durch die Brenneröffnung 32 kein Brennstoff in den Zug 16 eintritt. Auch in diesem Falle können drei Wege -für die brennenden Gase durch die Kammer 4 bestehen, wie mit gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigt, nämlich ein waagerechter Weg von der Öffnung 22 zur Öffnung 20, ein senkrechter Weg von den Brenneröffnungen 40 zur Zugöffnung 20 und ein diagonaler Weg von den Brenneröffnungen 42 zur Zugöffnung 20. Nachdem der Ofen in dieser Weise während etwa 3 bis 10 Minuten betrieben worden ist, werden die Ventile 26 und 38 umgesteuert, so daß der vorangehend beschriebene Zustand wiederhergestellt wird. Hierauf wird der Zyklus wiederholt, bis die Blöcke die gewünschte Temperatur erreichen. Die Regelung der Brennstoffzufuhr zu den Brenneröffnungen 32, 34, 40 und 42 kann entsprechend den Erfordernissen des Heizzyklus verändert werden. Während der ersten Erhitzungsstufen kann die gesamte Wärme wechselweise durch die Brenneröffnungen 32 und 34 geliefert werden, wobei ständig mindestens ein Teil der Wärme durch diese Brenner erzeugt wird. Nachdem die Blöcke heißer geworden sind, wird zusätzliche Wärme aus den Brennern oberhalb des Luftzuführungszuges zugeführt. Gleichzeitig kann noch zusätzliche Wärme aus dem anderen Satz der oberen Brenner zugeführt werden.The operation of the soaking furnace is as follows: The blocks S are inserted into the chamber 4 as shown with the valve 26 switched to draw air through the regenerator 12 by heating it and via the draw 16 of the chamber 4 is fed. The valve 38 is set so that the fuel makes its way through the opening 32 into the train 16, in which it burns, whereby the air is additionally preheated to above the block temperature before it enters the chamber 4. This avoids quenching the hot blocks. The chamber 4 is also supplied with fuel via the burner openings 40 and 42. There may be three routes for the burning gases through chamber 4, as shown in full lines in Figure 3. One path runs from the burner opening 32 via the draw opening 20 and the chamber 4 in the horizontal direction to the draw opening 22. Another path runs diagonally from the burner openings 40 to the draw opening 22. The third path runs perpendicularly from the burner openings 42 to the draw opening 22 a period of time which can be between 3 and 10 minutes, the valves 26 and 38 are reversed so that air in the regenerator 14 is heated and the draft gas passes through the train 16 and the regenerator 12 to the outside. The air flowing through the train 18 is heated by fuel from the burner opening 34, while no fuel enters the train 16 through the burner opening 32. In this case, too, there can be three paths for the burning gases through the chamber 4, as shown with dashed lines in FIG. 3, namely a horizontal path from the opening 22 to the opening 20, a vertical path from the burner openings 40 to the draft opening 20 and a diagonal path from the burner openings 42 to the draft opening 20. After the furnace has been operated in this manner for about 3 to 10 minutes, the valves 26 and 38 are reversed so that the condition described above is restored. The cycle is then repeated until the blocks reach the desired temperature. The regulation of the fuel supply to the burner ports 32, 34, 40 and 42 can be changed according to the requirements of the heating cycle. During the first heating stages, all of the heat can be supplied alternately through the burner openings 32 and 34, with at least a portion of the heat being continuously generated by these burners. After the blocks get hotter, additional heat is added from the burners above the air supply pass. At the same time, additional heat can be added from the other set of upper burners.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform eines Tiefofens 52 gemäß der Erfindung weist eine Erhitzungskammer 54 für die Aufnahme der Rohblöcke auf. Ein Zug 56 führt vom Rekuperator 58 zum unteren Ende der Kammer 54 in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Aus der Kammer 54 führt ein Zug 60 für die Abgase zum Rekuperator 58. Im Zug 56 ist in der gleichen Weise wie in Fig. 2 eine Brenneröffnung 62 vorgesehen. Der Brennstoff wird der Öffnung 62 über eine Leitung 64 zugeführt, in der sich ein Ventil 66 befindet. Oberhalb des Zuges 56 sind Brenner 68 vorgesehen, denen Brennstoff über eine Leitung 70, in der sich ein Ventil 72 befindet, zugeführt wird. Im übrigen ist die Konstruktion des Ofens gleich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3.The embodiment of a soaking furnace 52 according to the invention shown in FIGS. 4 and 5 has a heating chamber 54 for receiving the ingots. A train 56 leads from the recuperator 58 to the lower end of the chamber 54 in the same way as in the embodiment according to FIG. 2. From the chamber 54, a train 60 for the exhaust gases leads to the recuperator 58 a burner opening 62 is provided in FIG. 2. The fuel is fed to the opening 62 via a line 64 in which a valve 66 is located. Provided above the train 56 are burners 68 to which fuel is supplied via a line 70 in which a valve 72 is located. Otherwise, the construction of the furnace is the same as in the embodiment according to FIGS. 1 to 3.

Im Betrieb werden die RohblöckeS in die Kammer 54 eingesetzt und wird Wärme durch die Brenneröffnung 62 zugeführt. Nachdem die Blöcke eine bestimmte Temperatur erreicht haben, wird zusätzliche Wärme dadurch zugeführt, daß das Ventil 72 geöffnet wird, so daß Brennstoff zu den Brennern 68 strömen kann. Die heißen Gase, die durch den Zug 60 austreten, erhitzen die Luft im Rekuperator 58.In operation, the ingots S are inserted into the chamber 54 and heat is supplied through the burner opening 62. After the blocks have reached a certain temperature, additional heat is added by opening valve 72 so that fuel can flow to burners 68. The hot gases exiting through the train 60 heat the air in the recuperator 58.

Claims

CLAIMS: 1. A method of heating ingots in a chamber-type deep furnace in which the ingots are inserted using high calorific value fuel and introducing it into the chamber near its top and venting the exhaust gases from the chamber in the near its lower end, wherein the fuel flow is regulated in the chamber according to the requirements of the heating cycle, characterized in that after insertion of the blocks hot air into the lower end of the chamber via a first train is initiated, wherein said first train of fuel supplied, and there is burned, and that the discharge of the exhaust gases takes place via a second train.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fuel of high calorific value is introduced into the chamber after the blocks have a certain Reached temperature.

3. The method according to claim 1, characterized in that that heated air from a regenerator is passed over the first puff while the exhaust gases are diverted through the second train to a second regenerator, the flow of draft gas and air to the regenerators after a certain period of time reversed, the flow of draft gas and air increases after a further period of time the original state is restored and the cycle is repeated.

4th Method according to claim 3, characterized in that the fuel in the first Train and the second train is only initiated during the period during which hot air is introduced into the chamber by the corresponding train.

5. Deep furnace for performing the method according to the preceding claims, characterized through a chamber for receiving ingots, a first, to the lower end of the Chamber leading train for introducing hot air into the chamber, a facility for introducing fuel into the first puff, controllable means for introducing it of fuel in the chamber at the top and a second puff for the Withdraw the exhaust gases from the bottom of the chamber.

6. Soot furnace according to claim 5, characterized by two regenerators, one train leading to the one regenerator and the other train to the other regenerator, a device for introducing fuel in. the second train and means for reversing the operation of the two regenerators and for controlling the means for introducing fuel into the first and in the second pass such that the one pass first supplies hot air to the chamber and then exhaust gases from this, while the other train first exhaust gases from the Chamber diverts and then supplies this hot air and only that fuel inlet device is in operation, which is assigned to the train supplying hot air.

7. Soaking oven after according to claims 5 and 6, characterized in that the chamber is elongated and two spaced apart pull openings at their lower end one side thereof, each train leading to one of these openings and the means for introducing fuel into the upper end of the burner chamber disposed above each of the pulling openings, and further means is provided for separate control of the operation of the burner, so that only the burners are in operation above a draft opening. Considered publications: German patent specification No. 905 027.