DE1168463B

DE1168463B - Verfahren zum Betrieb eines Rekuperators in Verbindung mit einem Gluehofen fuer Schutzgasbetrieb und Rekuperator dafuer

Info

Publication number: DE1168463B
Application number: DEJ21463A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Grimm
Original assignee: JUNKER FA O
Current assignee: JUNKER FA O
Priority date: 1962-03-19
Filing date: 1962-03-19
Publication date: 1964-04-23

Description

Verfahren zum Betrieb eines Rekuperators in Verbindung mit einem Glühofen für Schutzgasbetrieb und Rekuperator dafür Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Rekuperators in Verbindung mit einem Glühofen für Schutzgasbetrieb und einen Rekuperator zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei direkt beheizten Öfen zur zunderfreien Erwärmung insbesondere von Stahl über 1050° C wird bekanntlich die Ofenatmosphäre durch Verbrennen des Heizgases unter Luftmangel erzeugt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den noch verbleibenden Teil des Heizgases auszunutzen.
Bekannt ist eine Anlage, bei welcher die Sekundärverbrennung in einem vom Arbeitsraum durch eine Trennwand oder eine Zwischendecke abgetrennten Raum vorgenommen wird. Ein Teil der entwickelten Wärme wird dabei in den Ofenraum eingestrahlt. Da zur Erzielung einer besseren Wärmeausnutzung zur Verbrennung Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft verwendet wird, sind aufwendige Spezialschamotte-Werkstoffe erforderlich.
Weiter ist ein Verfahren zur zunderfreien Warmbehandlung bekannt, bei dem die Ofenabgase zum Vorwärmen der im Ofen benötigten Verbrennungsmittel einer Nachverbrennung unterzogen werden, wobei die Sekundärverbrennung in einem Rekuperator erfolgt. Die gasförmigen Produkte der Verbrennung im Ofen werden einer im wesentlichen vollständigen Verbrennung in einem Wärmeaustauscher unterworfen, durch welchen außerdem mindestens einer der Stoffe Luft, Brennstoff, Gas und Metall hindurchgeführt werden.
Bekannt ist auch ein Kupolofen mit Fleißwindeigenerzeugung in Rekuperatoren, bei dem die Abgase des Kupolofens durch abwärts gerichtete Kanäle im Ofenmantel in einen den Ofen umgebenden zylindrischen ungeteilten Nachverbrennungsraum eintreten. Die über den Umfang verteilten Zusatzluftdüsen münden in gleicher, größerer und bzw. oder geringerer Höhe als die Abgaskanäle in den Nachverbrennungsraum ein. Erst nach der vollkommenen Verbrennung werden die Abgase in einen Wärmeaustauscher geleitet und erwärmen den Heißwind. Verbrennungsraum und Wärmeaustauscher sind bei dieser Ausführung getrennt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachverbrennung im Rekuperator in der Weise durchzuführen, daß über den ganzen Wärmeaustauschbereich zwischen den verbrennenden Abgasen und den im Ofen benötigten Verbrennungsmitteln eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur eingehalten wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärverbrennung im Rekuperator stufenweise erfolgt, wobei die in jeder Stufe zugeführte Luftmenge derart gesteuert wird, daß in den Rekuperatorstufen eine im wesentlichen gleichmäßige Höchsttemperatur herrscht.
Der Rekuperator zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der von den unvollkommen verbrannten Ofenabgasen durchströmte zylindrische Innenraum, der von einem Hohlzylinder für die Primärverbrennungsmittel umgeben ist, durch Einbauten, vorzugsweise keramische Platten, in mehrere Verbrennungskammern aufgeteilt ist und zu jeder Verbrennungskammer ein Luftzuführungsrohr mit Steuereinrichtung und' ein Ihermoelement gehört.
Es gehört auch zu der Erfindung, daß an dem Abgasaustritt des Rekuperators ein Drehschieber zur Steuerung der Druckverhältnisse im Ofen angeordnet ist.
In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch einen Rekuperator nach der Erfindung dargestellt.
Der Außenmantel 1 des Rekuperators ist mit einer wärmeisolierenden Hinterfüllung 2 versehen. Der Innenmantel 3 besteht aus hitzebeständigem Stahl. In dem Innenmantel 3 ist der ebenfalls aus hitzebeständigem Stahl bestehende Wärmeaustauschzylinder 4 eingesetzt. Der Raum zwischen den Zylindern 3 und 4 dient zur Aufnahme der den Rekuperator durchströmenden Verbrennungsluft für die Primärverbrennung, welche bei 9 eintritt und bei 10 ausströmt. Ein mittig angeordnetes Rohrbündel 6 ist für die Zufuhr der Verbrennungsluft für die Sekundärverbrennung bestimmt. Aus dem Verbrennungsraum des Rekuperators führt ein Bündel 8 von Temperaturfühlern heraus.
Die unvollkommen verbrannten Abgase der primären Verbrennung treten bei 11 in den zylindrischen Innenraum des Rekuperators ein. Die Abgase durchziehen den Innenraum des Rekuperators und treten bei 1.5 aus, wo mittels des Drehschiebers i die Druckverhältnisse an der Arbeitsöffnung des Ofens regulizrt werden können. Der von den Abgasen durchzogene Innenraum ist durch die keramischen Platten 5 in drei Abschnitte aufgeteilt.
Die Verbrennung der Abgase erfolgt im Innern des Rekuperators stufenweise, und zwar in einer ersten Stufe, die mit 12 bezeichnet ist und zu welcher das Luftzuführungsrohr 12 a gehört. Der Stufe 12 folgen die weiteren Stufen 13 und 14 mit den zugehörigen Lufteinführungsrohren 13 a und 14 a.
Jeder Stufe ist ein Thermoelement zugeordnet, mit 12b, 13b und 14 b bezeichnet. Die drei Thermoelemente dienen zur Beobachtung der Temperatur in jedem Stufenraum. Durch die Regelung der jeweiligen Luftzuführung wird sie in jeder Stufe auf dem Höchstmaß gehalten, das in bezug auf den Werkstoff vertre;-bar ist.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Rekuperators ist es möglich, die zulässige Höchsttemperatur über dem gesamten Bereich des Wärmeübergangszylinders 4 aufrechtzuhalten, so daß die durchströmende Luft für die primäre Verbrennung über die gesamte Nutzlänge des Rekuperators dem höchstmöglichen Temperaturgefälle ausgesetzt ist und demnach die höchstmögliche Vorwärmung erfährt. Im Schnitt sind Vorwärmtemperaturen um 800= C ohne Betriebsstörung des Rekuperators erzielbar.
Die jeweiligen Thermoelemente 12 b, 13 b, 14 6 sind mit Signaleinrichtungen gekoppelt, die das überschreiten der zulässigen Höchsttemperaturen anzeigen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betrieb eines Rekuperators in Verbindung mit einem Glühofen für Schutzgasbetrieb, bei dem die Schutzgasatmosphäre durch unvollkommene Verbrennung von Heizgasen erzeugt wird und bei dem die Ofenabgase zum Vorwärmen der im Ofen benötigten Verbrennungsmittel einer Nachverbrennung im Rekuperator unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärverbrennung im Rekuperator stufenweise erfolgt, wobei die in jeder Stufe zugeführte Luftmenge derart gesteuert wird, daß in den Rekuperatorstufen eine im wesentlichen gleichmäßige Höchsttemperatur herrscht.
2. Rekuperator zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch]- dadurch gekennzeichnet, daß der von den unvollkommen verbrannten Ofenabgasen durchströmte zylindrische Innenraum. der von einem Hohlzylinder (3, 4) für die Primärverbrennungsmittel umgeben ist, durch Einbauten (5), vorzugsweise keramische Platten, in mehreren Verbrennungskammern (12, 13, 14) aufgestellt ist und zu jeder Verbrennungskammer ein Luftzuführungsrohr (12a, 13a, 14a) mit Steuereinrichtung und ein Thermoelement (12b, 13b, 14b) gehört.
3. Rekuperator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem Abgasaustritt (15) ein Drehschieber (7) zur Steuerung der Druckverhältnisse im Ofen angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1121278; deutsche Patentschrift Nr. 881953.