DE1433423C - Heiz- und Frischdüse für metallurgische Zwecke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Heiz- und Frischdüse Durch diese Ausbildung des Düsenmündungsteiles für metallurgische Zwecke. Bevorzugte Anwendungs- wird ein Mischraum gebildet, in dem eine sehr wirkgebiete des Erfindungsgegenstandes sind das Aufhei- same Mischung des Sauerstoffes mit dem Brennstoff zen von in einen Frischtiegel chargierten Einsatzstof- vor sich geht. . fen, das Schmelzen fester Stoffe, wie Schrott, Roh- 5 Zweckmäßig sind alle Rohre mit voneinander uneisen und Erz, das Frischen unter regelbarer Wärme- abhängigen Regelorganen ausgestattet, und die jezufuhr, das Warmhalten von schmelzflüssigen Me- weils gewünschte Flammenausbildung ist leicht zu tallen und Legierungen sowie das Vorwärmen von erzielen. Nach erfolgter Aufheizung des Einsatzes Pfannen und Gießformen. eines Frischtiegels kann die Brennstoffzuführung und

Es wurde bereits vorgeschlagen, den Einsatzstoffen io der äußere Sauerstoffstrom abgestellt oder gedrosselt für Frischverfahren, die keinen genügenden Gehalt werden, worauf die Einrichtung als Blaseinrichtung an chemischen Wärmeträgern (Si, P, Mn) enthalten, zum Frischen verwendet werden kann. Während des. fehlende Wärme mittels Brennern zuzuführen, um Ablaufs des Frischvorganges kann durch eine weitere die Frischtemperatur zu erreichen oder den Schrott- fortdauernde, jedoch entsprechend verringerte Brennsatz zu vergrößern. Zu den bekannten Einrichtungen 15 stoffzufuhr und die Zufuhr der hierfür erforderlichen für diesen Zweck gehören Sauerstoffblasrohre mit Sauerstoffmenge durch das Sauerstoffaußenrohr eine einem zentral angeordneten Brennstoffrohr, durch an den Wärmehaushalt des jeweiligen Frischprozeswelches öl unter Druck zugeführt wird. Diese Ein- ses angepaßte und feinstregulierbare weitere Wärmerichtungen haben den Nachteil, daß die Vermischung einbringung erfolgen. Die Durchflußregelung kann des Sauerstoffes mit dem Heizöl ungenügend ist und $0 durch Anbringen eines Absperrorgans im äußeren bei Erhöhung der Sauerstoffzufuhr die Flamme ört- Sauerstoffrohr und eines Manometers im inneren lieh stark frischend wirkt, ohne daß vorher ein ge- Sauerstoffrohr in der Weise erfolgen, daß zunächst nügender Aufheizeffekt erreicht wurde. Versuche, der Sauerstoffdurchgang im Innenrohr bei verschiedas Heizöl durch Bohrungen oder Ringschlitze im denen Drücken (Manometerablesung am Innenrohr) Mantel des Brennstoffrohres austreten zu lassen, um »5 bei geschlossenem äußerem Sauerstoffrohr genau bedie Vermischung des Sauerstoffes mit dem öl zu ver- stimmt und festgehalten wird. Die Menge kann an bessern, haben sich nicht zufriedenstellend bewährt; der bereits vorhandenen Sauerstoff-Anzeigevorriches entstand unterhalb des zentralen Brennstoffzufüh- tung abgelesen werden. Nach dieser Eichung kann rungsrohres ein Vakuum, das den öl- und Sauerstoff- durch entsprechende Einstellung des Absperrorgans strahl einschnürte und mitunter von der Düsenmün- 30 im äußeren Sauerstoffrohr die Sauerstoffdurchgangsdung abhob. Damit wurde die durch Bohrungen und menge im Außenrohr aus der Differenz zwischen Ringschlitze angestrebte feine Verteilung wieder weit- Sauerstoffanzeige an der Ringwaage (einstellbar durch gehend zunichte gemacht. ._;. . Regelventil) und ermittelter Sauerstoffmenge für das

Bei einem anderen bekannten Blasrohr, das aus Innenrohr ermittelt und jederzeit beliebig geändert drei konzentrischen Rohren besteht, wird der Brenn- 35 werden. , stoff durch das mittlere Rohr von ringförmigem Zwar ist es bereits bei einem Brenner für Siemens-Querschnitt zugeführt, während der Sauerstoff aus Martin-Öfen bekannt, durch Anordnung von drei dem inneren und äußeren Rohr austritt. Auch mit konzentrischen Rohren eine Innenkammer und diese dieser Einrichtung kann, insbesondere bei Verwen- umgebende Ringkammern zu bilden, wobei die Indung von Heizöl, der innige Konktat zwischen Brenn- 40 nenkammer mit einem Kohlenstaub-Gas-Luft-Gestoff und Sauerstoff, der zur Erzielung einer befriedi- misch und die Ringkammern mit Gas beaufschlagt genden Aufheizleistung notwendig ist, nicht erreicht werden und wobei die inneren Rohre ein Stück vor werden. . der Mündung des Außenrohres enden, jedoch erfolgt

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der ge- die Zumischung des Kohlenstaub-Luft-Gemisches in schilderten Nachteile und Schwierigkeiten; ein beson- 45 den Gasstrom nicht am Düsenmündungsteil, sonderes Ziel der Erfindung ist es, eine Heiz- und Frisch- dem durch einen Zyklonring (Kreisel) in der Innendüse zu schaffen, die leicht handhabbar ist, eine gute kammer. . Vermischung des Brennstoffes mit dem Sauerstoff Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Ergewährleistet, in der Leistung, d.h. in der Aufheiz- findung weist der ringförmige Einsatz über den Umwirkung einerseits und in der Frischwirkung ander- 50 fang verteilte Bohrungen auf, die in den Mantelzwiseits sowie hinsichtlich beliebiger Kombinationen die- schenraum zwischen mittlerem Rohr und Außenrohr ser Wirkungen, leicht regel- und einstellbar ist und und/oder in den Mischraum unterhalb des Innenfür die verschiedensten metallurgischen Anwendungs- ■ rohres münden.

zwecke, wie einleitend skizziert, verwendet werden Zweckmäßig weist der ringförmige Einsatz über

kann. '^a 55 den Umfang verteilte .Schrägbohrungen auf, deren

Diese Ziele werden erfindungsgemäß mit einer Schrägneigung gegenüber der Achse des Brenners

Heiz-und Frischdüse, bestehend aus drei konzentri- von Bohrung zu Bohrung variiert,

sehen Rohren, wobei das innere Rohr und das mitt- Zur Zufuhr von gasförmigem Brennstoff kann der

lere Rohr ein Stück vor der Mündung des Außen- ringförmige Einsatz über den, Umfang verteilte seg-

rohres enden und das innere und äußere Rohr Sauer- 0o mentartige Schlitze aufweisen,

stoff führen, während das mittlere den Brennstoff Die Erfindung wird in der Zeichnung an Ausfüh-

bringt, erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß rungsbeispielen näher erläutert.

das innere Rohr konvergierend-divergierend als Laval- Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch eine Heiz-

düse ausgebildet ist und daß der Ringraum zwischen und Frischdüse gemäß der Erfindung dar;

innerem Rohr und mittlerem Rohr durch einen aus- 85 Fig. 2 zeigt den Grundriß eines Einsatzringes, der

wechselbaren ringförmigen Einsatz abgeschlossen ist, zur Zufuhr von flüssigem Brennstoff bestimmt ist;

welcher Einsatzschlitze oder Bohrungen zum Austritt Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt des in Fig. 2

des Brennstoffes aufweist. dargestellten Teiles und

F i g. 4 eine abgeänderte Ausführungsform hiervon;

F i g. 5 stellt den Grundriß des Einsatzstückes, das zur Zufuhr von gasförmigem Brennstoff bestimmt ist, dar, und

F i g. 6 gibt einen entsprechenden Vertikalschnitt wieder.

Mit 1 ist das Sauerstoff führende innere Rohr der Düse bezeichnet, welches einen konvergierenden Abschnitt! und einen divergierenden Abschnitt 3 aufweist, so daß der Mündungsteil dieses Innenrohres als Lavaldüse ausgebildet ist. Das Sauerstoffinnenrohr 1 wird konzentrisch von dem Brennstoff führenden mittleren Rohr 4 umgeben, so daß ein Ringraum 5 gebildet wird, in dem der Brennstoff zugeführt werden kann. Dieser Ringraum 5 ist durch ein ringförmiges Einsatzstück 6 abgeschlossen. Der ringförmige Einsatz verbindet den Mündungsteil des Sauerstoff-Innenrohres 1 mit dem Brennstoffrohr 4 und ist gegenüber diesem mit einer Ringdichtung 7, die vorzugsweise aus Kupfer besteht, gedichtet. Das Brennstoffzuführungsrohr 4 ist konzentrisch von dem äußeren Rohr 8 umgeben, welches Sauerstoff führt. Dieses Außenrohr 8 überragt die Mündung des Innenrohres und den auf gleicher Höhe wie das Innenrohr abschneidenden Einsatz 6 um ein Stück, so daß unterhalb des Innenrohres ein Mischraum 9 gebildet wird, in dem eine innige Vermischung des Sauerstoffes mit dem zugeführten Brennstoff erfolgen kann. Das Rohr 8 ist von einem Doppelkühlmantel 10, 10' umgeben, in dem in bekannter Weise ein Kühlmittelumlauf aufrechterhalten wird.

In den Fig. 2 bis 6 sind nun verschiedene Ausführungsformen des Einsatzringes zur Zufuhr des Brennstoffs erläutert.

F i g. 2 zeigt den ringförmigen Einsatz im Grundriß. Über den Umfang des Ringes verteilt sind Bohrungen 11 angeordnet, die, wie in F i g. 3 ersichtlich ist, eine verschiedene Neigung gegenüber der Achse haben können und die entweder in den Ringraum zwischen dem Einsatz 6 und dem Sauerstoff-Außenrohr 8 oder in den Mischraum 9 münden.

In F i g. 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt. Eine Reihe von Bohrungen, die hier mit

12 bezeichnet sind, schließen mit der Achse einen Winkel von etwa 10°, und eine andere Reihe, die mit

13 bezeichnet ist, schließt mit der Achse einen Winkel von etwa 30° ein. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Bohrungen mit verschiedener Neigung gegenüber der Achse in abwechselnder Aufeinanderfolge vorgesehen sind, da man auf diese Weise den besten Mischungseffekt erzielt.

Der in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellte Einsatz ist im besonderen zur Zuführung von Heizöl, also von flüssigem Brennstoff bestimmt.

In den F i g. 5 und 6 ist ein ringförmiger Einsatz, wieder im Grundriß und im Vertikalschnitt, für die Zufuhr von gasförmigem Brennstoff dargestellt. An Stelle der Bohrungen ist hier eine Anzahl von segementartigeri, um den Umfang des Einsatzes verteilten Schlitzen 14, die direkt in den Mischraum 9 münden, vorgesehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Heiz- und Frischdüse für metallurgische Zwecke, insbesondere zum Aufheizen des Einsatzes von Frischgefäßen und nachfolgendem Frischen desselben, bestehend aus drei konzentrischen Rohren, wobei das innere Rohr und das mittlere Rohr ein Stück vor der Mündung des Außenrohres enden und das innere und äußere Rohr Sauerstoff führen, während das mittlere den Brennstoff bringt, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (2) konvergierenddivergierend als Lavaldüse ausgebildet ist und daß der Ringraum zwischen innerem Rohr (2) und mittlerem Rohr (4) durch einen auswechselbaren ringförmigen Einsatz (6) abgeschlossen ist, welcher Einsatzschlitze oder Bohrungen (11,12, 13,14) zum Austritt des Brennstoffes aufweist.

2. Heiz- und Frischdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (6) über den Umfang verteilte Bohrungen aufweist, die in den Mantelzwischenraum zwischen mittlerem Rohr (4) und Außenrohr (8) und/oder in den Mischraum (9) unterhalb des Innenrohres (2) münden.

3. Heiz- und Frischdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einsatz (6) über den Umfang verteilte Schrägbohrungen (12, 13) aufweist, deren Schrägneigung gegenüber der Achse des Brenners von Bohrung zu Bohrung variiert.

4. Heiz- und Frischdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zufuhr von gasförmigem Brennstoff der ringförmige Einsatz (6) über den Umfang verteilte segmentartige Schlitze (14) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen