DE1297635B - Winderhitzer - Google Patents

Winderhitzer

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DE1297635B
DE1297635B DEY786A DEY0000786A DE1297635B DE 1297635 B DE1297635 B DE 1297635B DE Y786 A DEY786 A DE Y786A DE Y0000786 A DEY0000786 A DE Y0000786A DE 1297635 B DE1297635 B DE 1297635B
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DE
Germany
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regenerator
combustion
shaft
regenerators
period
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Pending
Application number
DEY786A
Other languages
English (en)
Inventor
Uchiyama Haruki
Nishida Saichi
Imaida Takayuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yawata Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Yawata Iron and Steel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yawata Iron and Steel Co Ltd filed Critical Yawata Iron and Steel Co Ltd
Publication of DE1297635B publication Critical patent/DE1297635B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/04Distributing arrangements for the heat-exchange media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00Stoves for heating the blast in blast furnaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/5544Reversing valves - regenerative furnace type
    • Y10T137/5617With cooling

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Description

  • Die Erfindung betrifft Winderhitzer mit getrenntem Brennschacht und zugeordnetem Verbindungsrohr.
  • Neben den Winderhitzern, bei denen ein Brennschacht und ein Regenerator, nämlich das Gitterwerk des Winderhitzers, im gleichen Mantel des Winderhitzers untergebracht sind, sind auch solche bekannt, bei denen der Brennschacht und der Regenerator getrennt voneinander angeordnet und durch ein Verbindungsrohr verbunden sind, wobei jeweils einem Brennschacht ein Regenerator zugeordnet ist. Abgesehen von dem erheblichen Raumbedarf und den hohen Anlagekosten dieser bekannten Anordnungen ist bei der intermittierenden Arbeitsweise der fär einen Hochofen erforderlichen Winderhitzer ein beträchtlicher Zeitaufwand und eine Reihe von Bedienungsvorgängen für das Umschalten von der Aufheizperiode mittels Heizgas zur Blasperiode mittels Kaltwind unumgänglich, womit eine Verminderung der Heizzeit und damit eine Verringerung des Wirkungsgrades der Winderhitzer verbunden ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Winderhitzeranlage für einen Hochofen so auszubilden, daß die Verbrennung des Brennstoffs in der Brennkammer unabhängig von der Blasperiode mit Kaltwind in den einzelnen Regeneratoren kontinuierlich aufrechterhalten werden kann, die für das Umschalten der einzelnen Ventile erforderlichen Bedienungsvorgänge und damit die Umschaltzeiten erheblich reduziert werden können und somit der Wärmewirkungsgrad der Winderhitzer verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem gemeinsamen Brennschacht mehrere Regeneratoren zugeordnet sind, wobei jeder Regenerator durch je ein mit einem Umschaltventil versehenen Verbindungsrohr mit dem Brennschacht verbunden ist.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt eines Regenerativ-Winderhitzers mit einem gemeinsamen Brennschacht und den dazugehörenden Einrichtungen, F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Anordnung mit drei Regeneratoren und einem gemeinsamen Brennschacht und einen Schnitt längs der Linie A-A, einen Schnitt längs der Linie B-B und einen Schnitt längs der Linie C-C der F i g. 1.
  • Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein Brennschacht I getrennt von den Regeneratoren 1I, III und IV angeordnet und jeder der Regeneratoren enthält innen einen mit Boden versehenen ZyIindermanteI 1, bzw. eine Gitterwerkskammer 4 mit im Querschnitt runder Form, wobei die einzelnen Gitterwerkssteine 3 kleine Öffnungen 2 aufweisen, die als Führung für das Brenngas oder den Kaltwind dienen. Weiter ist eine Wand 5 vorgesehen, die aus feuerfestem Material und einem überzug aus wärmeisolierendem Material hergestellt ist, um den Wärmeverlust auf Grund von Strahlungswärme zu vermindern. Weiterhin ist ein Boden 6 vorhanden, der aus feuerfesten Materialien oder wärmebeständigem Ferrozement besteht. Der untere Teil der Kammer 4 ist mit Stempeln 8 zur Unterstützung der Gitterwerkssteine 3 versehen. Sowohl oberhalb wie unterhalb der Kammer 4 ist genügend Raum 9 und 10 vorhanden, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Brenngases oder des Kaltwindes auf die kleinen Löcher 2 im Gitterwerk möglich wird. Am unteren Teil des Zylindermantels 1 jedes Regenerators ist ein Abgasauslaß 12, der mit einem Fuchs 11 für das Brenngas in Verbindung steht, vorgesehen, weiterhin ein Windeinlaß 14 zum Einführen von Kaltwind aus dem Gebläse in den Regenerator durch ein Rohr 13 und eine Auslaßöffnung 15, durch die der Restwind im Regenerator in den Fuchs 11 ausgetragen wird, wenn von der Blasperiode auf die Heizperiode umgeschaltet ist. Das Oberteil des Zylindermantels 1 jedes Regenerators besteht aus einer Haube 17, die mit dem Zylindermantel 1 über eine ringförmige Platte 16 verbunden ist und die pilzartig gewölbt ist, so daß sie fest aufsitzt, ohne von der Längung der Wand 5 auf Grund der Wärmeexpansion beeinflußt zu werden. Die Innenseite der Haube besteht aus einer Wand 18, die aus feuerfestem und wärmeisolierendem Material hergestellt ist.
  • Der Brennschacht 20 weist innerhalb des Zylindermantels 19 einen Brennraum mit im Querschnitt runder Form auf, eine Kammerwand 12, die aus feuerfesten, wärmeisolierenden Materialien hergestellt ist, und einen Boden 22 aus feuerfesten Materialien. Der untere Teil des Brennschachtes besitzt eine Vielzahl von Brenneröffnungen 23, durch die Brennstoff und Verbrennungsluft in den Brennschacht eingeblasen werden, und der Oberteil hiervon ist mit einer halbkugelförmigen Haube 25 versehen, der luftdicht mit dem Zylindermantel 19 über eine ringförmige Platte 24 ebenso wie beim Regenerator verbunden ist. Wie bei den Regeneratoren II, III und IV ist auch die Innenseite des Mantels mit einer Wand 26 ausgekleidet, die aus feuerfesten und wärmeisolierenden Materialien besteht. Die Öffnung am Oberteil des Brennschachtes und die jeweilige Öffnung der Regeneratoren sind durch Verbindungsrohre 28, 29, 33 und 31 verbunden. Diese sind mit einer Auskleidung 27 aus feuerfesten, wärmeisolierenden Materialien versehen. Ein wassergekühltes Brenngasventil 32, mit dem die Verbindung zwischen Brennschacht und Regenerator unterbrochen wird, ist im Verbindungsrohr 28 eingebaut, außerdem ein wassergekühltes Heißwindventil 34, mit dem die Verbindung zwischen dem Regenerator und einer zum Hochofen führenden Blasleitung 33 unterbrochen wird.
  • An den Regeneratoren 1I, HI und IV werden ein Fuchsventil 35 am Abgasauslaß, ein Windventil 36 am Windeinlaß 14 und ein Auslaßventil 37 an der Auslaßöffnung 15 vorgesehen. Auch der Brennschacht 20 besitzt ein Gasventil 39 und ein Ventil 40 zum Regeln des Brennstoffstroms, das innerhalb der Brennstoffzuführleitung 38 angeordnet ist, und ein Gebläse 41, mit dem Verbrennungsluft unter Druck zugeführt wird, sowie ein Regulierventil 42 für den Luftstrom, das innerhalb der Verbrennungsluftleitung 46 angeordnet ist. Die Brennstofförderleitung 38 und die Verbrennungluftleitung 46 sind mit einer Vielzahl von Brennern 45 durch Ringrohre 43 oder 44 jeweils verbunden.
  • Der Betrieb des erfindungsgemäßen Winderhitzers mit einem Brennschacht und mehreren, beispielsweise drei Regeneratoren, wird im folgenden erläutert.
  • Aus Einfachheitsgründen wird angenommen, daß eine Stunde für eine Heizperiode und eine Stunde für die Blasperiode bei jedem Regenerator erforderlich ist. Die Lieferung von heißem Gas aus dem Brennschacht in einen Regenerator wird z. B. vom Regenerator 1I aus eingeleitet. Nach einer Stunde wird der Regenerator 1I von der Heizperiode auf die Blasperiode umgeschaltet und gleichzeitig wird der Regenerator III mit Heizgas beschickt. Nach einer Stunde wird der Regenerator III von der Heizperiode auf die Blasperiode umgeschaltet und gleichzeitig werden die Regeneratoren II und IV mit Heizgas beschickt. Nach einer weiteren Stunde wird der Regenerator IV von der Heizperiode auf die Blasperiode umgeschaltet. Gleichzeitig wird der Regenerator III von der Blasperiode auf die Heizperiode umgeschaltet und der Regenerator 1I setzt die Heizperiode fort usw.
  • Bei jeder Periode durchlaufen daher zwei Regeneratoren eine Heizperiode und einer davon eine Blasperiode; und vom einzelnen Regenerator aus gesehen, durchläuft dieser zwei Heizperioden und eine Blasperiode. Damit kann die Verbrennung im Brennschacht ununterbrochen aufrechterhalten werden. Um eine gleichmäßige Verteilung der Brenngase auf zwei Regeneratoren zu erhalten, wird ein Abgasstromregelventil im Abgasauslaß 12 angeordnet, wobei dieses Ventil den öffnungsgrad, abhängig von den durch ein Thermometer 47 angezeigten Temperaturen ändert, welches in der haubenartigen Wand 18 jedes Regenerators eingebaut ist und über ein Thermometer 48, das im Abgasauslaß 12 angeordnet ist.
  • Da der Brennschacht 20 ununterbrochen in Betrieb ist, werden die Umschaltvorgänge, die sich auf die Verbrennungsvorrichtung beziehen, vollkommen umgangen, so daß sich Periodenumschaltvorgänge insgesamt erheblich vereinfachen, verglichen mit denen bei den bekannten Anordnungen.
  • Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden lediglich 11 Schaltvorgänge insgesamt gegen 19 Vorgänge bei der bekannten Anordnung erforderlich. Dies bedeutet eine erhebliche Verbesserung der Leistung beim Betrieb des Winderhitzers. Die Verkürzung der für die Umschaltvorgänge erforderlichen Zeit deutet auf eine andere Möglichkeit zur Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und des Betriebswirkungsgrades hin, da die Frequenzen der Umschaltperioden hierdurch erhöht werden. Außerdem können wirtschaftliche Vorteile bezüglich der Kosten der Zusatzgeräte erreicht werden, da alle Geräte voll in Benutzung stehen, im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, bei denen der Brennschacht und die Verbrennungsvorrichtung, die relativ viel Raum einnehmen, während der Blasperiode außer Betrieb sind. Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß sich folgende Vorteile durch den kontinuierlichen Betrieb des Brennschachtes ergeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bestehen keine Schwierigkeiten hinsichtlich der Zündung und Löschung der Flamme, die bei üblichem Betrieb alle drei Stunden bei Winderhitzern wiederholt werden müssen und weiterhin besteht keine Gasexplosionsgefahr auf Grund einer ungenügenden Zündung oder einer falschen Umschaltung bei der Verbrennungsvorrichtung, die bei den bekannten Anordnungen auftreten kann. Ein anderer Vorteil, der auf die kontinuierliche Verbrennung im Brennschacht zurückzuführen ist, besteht in der Tatsache, daß eine extreme Stabilität in den mechanischen Eigenschaften der feuerfesten Materialien während der Heißwindperiode erreicht werden kann, da die Gase immer auf einer festgelegten Temperatur und niedrigem Druck gehalten werden, wodurch die Verbrennungseinrichtungen fast dauernd ihre Leistung zur Erzeugung von Heißgasen bei einer Temperatur von 1200° C aufrechterhalten können, wohingegen bei den bekannten Anordnungen die feuerfesten Materialien, aus denen die Brennkammer besteht, die ja höchste Temperatur des Ofens auszuhalten hat, auf Grund der mechanischen Spannungen im Hinblick auf die Temperatur-und Druckänderungen beschädigt werden, da die Heiz- und Blasperioden abwechselnd aufeinanderfolgen. Das gleiche gilt für die Verbrennungsvorrichtung an der Brennkammer; d. h. die Brennerventile und Leitungen werden leicht einer Deformation unterworfen, wodurch ein Bruch oder eine Leckage auftreten kann. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können solche Fehler nicht auftreten.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Winderhitzer mit getrenntem Brennschacht und zugeordnetem Verbindungsrohr, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß einem gemeinsamen Brennschacht (20) mehrere Regeneratoren (4) zugeordnet sind, wobei jeder Regenerator durch je ein mit einem Umschaltventil (32) versehenen Verbindungsrohr (27) mit dem Brennschacht (20) verbunden ist.
DEY786A 1963-02-01 1964-01-31 Winderhitzer Pending DE1297635B (de)

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JP507663 1963-02-01

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ID=11601282

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DEY786A Pending DE1297635B (de) 1963-02-01 1964-01-31 Winderhitzer

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GB (1) GB1048531A (de)

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GB1048531A (en) 1966-11-16
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