DE1433748A1

DE1433748A1 - Verfahren und Einrichtung zur Ausfuehrung der in OEfen durchgefuehrten ueblichen Aufgaben

Info

Publication number: DE1433748A1
Application number: DE19641433748
Authority: DE
Inventors: Dioszeghy Dr Daniel
Original assignee: Koho es Gepipari Miniszterium
Current assignee: Koho es Gepipari Miniszterium
Priority date: 1963-12-03
Filing date: 1964-11-16
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1032617A; DE1433748B2

Description

Dipl. ing. Wolter Melssne. Dipl. Ing. Herbert Tisch*

Mönehm* München, den 20. dfefober

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KGM Tüzelestechnikai Kutato Intezet, Miskolc, 5feh6zipari Miiszaki Egyetem

Verfahren und Einrichtung zur Ausführung der in öfen durchgeführten üblichen Aufgaben

Die Erfindung stellt ein Verfemen and eine Einrichtung zur Ausführung der in Öfen * ..rchgeführten üblichen Aufgaben dar, mit deren Hilfο ein Luftkissen zwischen dem Ofengewblbe und dem Arbeitsraum hoher Temperatur gebildet wird, und die Lebensdauer des Ofens durch das Luftkissen erhöht wird.
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Die in der Industrie gebräuehliehen Öfen waä hauptsächlich die metallurgischen Öfen haben den allgemeinen Feh-Ie**, dass ihr aus feuerfegten Steinen gebaute Ausmauerung» hauptsächlich das Material des groasen Gewölbes, iß verbültnismäaaig kurzer 'Zeit kaputtgeht« Infolge des Unbrauchbarwerdens des Futtermaterials muss der Ofen abgestellt, auseinander gebaut werden, und nur nach einer duroh einen bedeutenden Aufwand an Arbeitszeit und Kosten ausführbaren Nettausmauerung kann er wieder in Betrieb genommen werden· Ausser den Umbauarbeitskosien verursacht auch der aus dem Eroduktionsausfall stammende Verlust einen bedeutenden wirtschaftlichen Verlust«

Fahrend unserer Untersuchungen und Versuche wurde festgestellt, dass das Kaputtgehen des Puttermaterials der Öfen neben den Wirkungen hoher Temperaturen in erster Linie von den aus dem Heismaterial stammenden Verbrennungsprodukten und von den metallurgischen Einwirkungen, so von den Wirkungen der verschiedenen Metalloxyde verursacht wird· Heben den Verbrennungsprodukten infiltrieren die verschiedenen Metalloxyde die feuerfesten Steine durch Diffusion oder auf chemischem Wege und setzen ihre Widerstandsfähigkeit dadurch in verhältnismässig kurser Zeit herafeo

Die erwähnte schädliche Wirkung der Wärme, Verbrennungsprodukt e und der verschiedenen Metalloxyde konnte bei den in der Industrie gebräuchlichen Öfen, so s«B. bei Glüh-, Warmabehandiungs- und Schmelz öfen bis jetzt nocfe nicht beseitigt werden«

Die Erfindung verfolgt den Zwack, ein solehss Ver-

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- 3 fahren und eine solche Einrichtung zur Durchführung der in Industrieöfen, hauptsächlich in metallurgischen öfen gebräuchlichen Arbeitsgänge zu schaffen, bei dem bzw. bei der die im Arbeitsraum herrschende hohe Temperatur den hinsichtlich der Beanspruchung in höchstem Masse der Wärmewirkung ausgesetzten Teil der 0fenau3mauerung, das Gewölbe nicht erreicht, und mit dessen bzw, mit deren Hilfe die scr&dlichon Verbrennungsprodukte und die Metalloxyde von einem bedeutenden Teil der Ofenausmauerung, hauptsächlich vom Gewölbe getrennt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird mit dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, dass ein isolierendes Luftkissen unter dem Ofengowölbe bzw« zwisehen dem Ofengewölbe und dem unmittelbaren Arbeitsraum gebildet wird.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist es, dass die zum Luftkissen benötigte Luftmenge durch das Gewölbe hin · durch se unter ins Gewölbe geleitet wird, dass sich die luft während der Zuführung erwärmt. Dadurch wird einerseits vorgewärmte Luft dem Ofenrpum zur vollkommenen Verbrennung der Verbrennungsprorluktc des eventuell unvollkommen verbrannten Brennstoffes zugeführt, andererseits kühlt die einströmende Luft das Gewölbe, und dadurch erhöht sich die Lebensdauer de3 Gewölbes, und die abgestmhlte Wärmemenge nimmt ab.

Ein anderes Kennzeichen der Erfindung ist es, dass ".ie Luft durch da3 Gewölbe mit einem solchen Rohrleitungssystem dem Arbeitsraum zugeführt wird, welches Rohrleitungsoy3ton gleichzeitig auch zum Tragen 3es Gewölbes dient.

Eine weitere Eigenschaft unserer Erfindung ist die-

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jenige-Lösung der Gewölbeausführung, dass das Gewölbe aus den Ofen quer überbrückenden, verhältnismässig schmalen, selbsttragenden Profilen besteht, die dicht aneinander gefügt werden können, und sich ein in ein Sandbett hineinragender Ansatz an den an die senkrechte Ofenwand stützenden Enden der Profile befindet, der sowohl einen luftdichten Abschluss als auch die Dilatationsbewegung ermöglicht.

Die Erfindung wird in ihren Einzelheiten in Zusammenhang mit dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel erklärt.

Die Abbildung 1 stellt eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dienende Einrichtung, bzw, die Skizze einer Ausführungsform des Gewölbes zum Teil in Schnitt dar.

Die Abbildung 2 ist eine Teilansicht nach der Linie

II - II der Abbildung 1,

Die Abbildung 3 ist eine Ansicht nach der Linie

III - III der Abbildung 2. ·

Auch das Ofengewölbe des in Abb. 1 dargestellten Auaführühgsbeispieles wird aus den feuerfesten Steinen 1 von üblichem Material und üblicher Gestalt gebaut. In die Steine 1 bzw. in die Oberfläche der Steine sind die Nuten 2 eingearbeitet, die zusammen das ganze Ofengewölbe durchziehendes Rohr 2a bilden. An den Seitenflächen der Steine sind die Nuten 4 vom Rohr 2 aus in die Richtung dos Ofenraumes eingearbeitet. Die Nuten 4 bilden in nebeneinander gefügter Lage -,der Steine na oh Abb.l eine Bohrung bzw. ein Loch, und sie leiten die durch das im Ofengewölbe eine Rohrleitung bildende

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Rohr 2a in daa Gewölbe eingeströmte Luft unter das aus den Steinen 1 bestehende Gewölbe und über den Ofenwirkraum.

Die zum Gewölbe zusammengebauten Steine 1 werden ron den Schulterbalken 5 in ihrer lage gehalten. In den in die Oberfläche der Ofenseitenwände eingearbeiteten Nuten befindet sich der Sandabschluss 6, in den die Ansätze 8 der an die Schulterbalken 5 stützenden Steine 7 hineinragen. Die Ansätze sorgen für eine entsprechende Luftabdichtung.

In die in den feuerfesten Steinen eingearbeiteten und im Gewölbe eine Quer verlaufende Rohrleitung bildenie Nuten 2 kann auch ein zur Leitung der Luft dienendes Metallrohr eingebaut werden, in welchem Falle des Metallrohr auch zum Tragen, Versteifen des Gewölbes dient.

Das Verfahren nach der Erfindung und die zur Durchführung dessen dienende Einrichtung hat folgende Vorteile: Das Luftkissen unter der Gewölbekonstruktion verhindert eine starke Erwärmung der Gewölbekonstruktion und hält die Verbrennungsprodukte und die Metalldämpfe vom Ge« wölbe fern. Gleichzeitig wird die Luft auf eine die an der inneren Oberfläche des Gewölbes herrschende Temperatur annähernde Temperatur vorgewärmt, und das Gewölbe kann'so auch als Rekuperator verwendet werden, Ausserdem wird auch der Wandverlust des Gewölbes in beträchtlichem Masse herabgesetzt.

Durch die dem Brennstoff entsprechende Wahl der Menge der zugeführten Luft kann die Verbrennung geregelt werden, eventuell kann auch die Bildung einer Schutzatmosphäre erreicht werden, da die nach dem Gewölbe schlagende Flamme auf die von oben kommende Luft trifft, und infolgedessen ei- ,

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η6 vollkommene Verbrennung im oberen Teil stattfindet _t und sich eine leuchtende Flamme in den unteren Schichten bildet.

Die durch das Gewölbe einströmende Luft presst die Flamme auf das Schmelzbad oder auf den Einsatz und hält sie ständig gleichmfssig auf es oder auf ihn.gerichtet. Die Flamme berührt sich an einer grossen Fläche und intensiv mit der von oben kommenden heissen Luft, und so ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Nachverbrennung höher, oder z.B. das Frischen des Schmelzbades erfolgt schneller.

Infolge der erwähnten wird die Wärmeübertragung besser, die Chargedauer und die Glühdauer werden kürzer, die Produktion steigt, lieben den während des Betriebes des Ofens erfahrenen, erwähnten, vorteilhaften Eigenschaften besteht das wichtigste und wertvollste Kennzeichen des Verfahrens und der Einrichtung nach der Erfindung darin, dass die lebensdauer des Futtermaterials des Ofens, hauptsächlich die des am schnellsten kaputtgehenden Ofengewölbes in beträchtlichem Masse verlängert wird, infolgedessen die Baukosten das Ofens niedriger werden, da der Arbeitsraum niedriger und das Gewölbe dünner neben dem Gewölbe schutz nach der Erfindung gestaltet werden können. Es wird kein hochfeuerfestes, teueres Material benötigt. Das Gewölbe kann gesondertgefertigt werden, da es selbsttragend ist. Die zur Verteilung der Luft dienenden Rohre tragen die Schamottsteine nach der Abb.l. Auch die Montage beansprucht eine einfachere und-kürzer dauernde Arbeit, weil die Gewölbeprofile stüokweise in die eben auf den Seitenwänden vorhandenen Sandabschluss© eingehoben worden können.

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Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch ale •ine Verbrennungsanlage dann verwendet werden, wenn an der einen Seite 2s.B. Luft, an der anderen Seite ein Gas wechselweise in den Leitungsrohren 2a des Gewölbes zugeführt wird.

DaB Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht auf die als Beispiel beschriebene Ausführung beschränkt. Werden die einzelnen Bauteile durch Bauteile anderer Gestaltung jedoch ähnlicher Punktion und Wirkung ersetzt, ao ändert sich der Schutzbereich der Erfindung nicht. So kann z.B. die Gestalt der feuerfesten Steine von der der beschriebenen abweichen, der Querschnitt der Nuten 4 kann kreisfönaig oder anders gestaltet sein, die Gestalt der Ansätze 8 kann den momentanen Forderungen entsprechend geändert werden, uaw·

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Claims

Pat ent ana prü ehe

1./ Verfahren zur Durchführung der in Öfen übliohen Aufgaben, wie z.B* Glühen, Wärmebehandlung^ Schmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkissen unter dem Gewölbe durch Zuführung von Luft in den Ofenraum während des Arbeitsvorganges gebildet wird, und durch das Luftkissen eine übermässige Erwärmung des Gewölbes und die Berührung des Gewölbes mit den Verbrennungsprodukten und mit den im Arbeitsraum vorhandenen Metalloxyden verhindert wird.

2./ Die Durchführungsweise des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge kennze lohne t, dass die zur Bil« dung des Schutzlüftkissens unter dem Gewölbe benötigte Luft durch ein im Gewölbe angeordnetes Rohrleitungssystem dem Ofenraum zugeführt wird, während das Gewölbe als ein Rekuperator verwendet die zugeführte Luft vorgewärmt und das Gewölbe mit der Luft gekühlt wird,

3·/ Die Durchführungsweise des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch g eke nn ζ e 1 c hne t, dass die Flamme des Ofens durch die in den Ofenraum einströmende Luft bzw, durch das aus dieser entstehende Luftkissen ständig auf das Schmelzbad bzw. auf den Einsatz gelenkt gehalten wird.

4·./ Die Durchführungsweise des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass die im Arbeitsraum vorhandenen und infolge der unvollkommenen Verbrennung entstandenen, brennbaren Verbrennungs-

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produkte duroh Einstellen der zur Bildung des Luftkissens zugeführten Luftmenge verbrannt, und/oder eine neutrale Gasatmosphäre geschaffen wird»

5,/ Die Durchführungsweise des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4» dadurch gekenn ζ ei chnet, dass die Reaktionsgeschwindigkeit der Nachverbrennung bzw. das Frischen des Sohmelzbades durch entsprechende Einstellung der Menge der einströmenden, vergewärmten Luft erhöht werden kann, bzw, schneller erfolgt·

6./ Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch g ek ennz, ei cn-» net, dass sich in den einzelnen Profilziegeisteinen (l) nach der Nebonelnandermontage der einzelnen Ziegelsteine durch das ganze Gewölbe hindurchziehende, zur Luftzuführung dienende, ein Rohr bildende Löcher oder Nuten (2) und aus dem Rohr nach dem Ofenraum gerichtete, bis zum Ofenraum gelangende Löcher bildende Bohrungen oder Nuten (4) befinden.

7·/ Die Einrichtung nach Anspruch 6_r dadurch ge k e η η zeichnet, dass der Querschnitt der von de-r Seite des Ofenraumes des durch das ganze Gewölbe hindurch« ziehenden, Luft zuführenden Rohrea (2a) in Richtung des Ofenraumes abgezweigten Löcher vorteilhaft kreia-

-oder viereckförmig ist, und diese Löcher von den in den Seitenflächen der einzelnen Ziegelsteine (l) eingearbeiteten und aneinander angeschlossenen Nuten gebildet wer«

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8./ Die Einrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennze i ohne t, dass sich ein in den Sand in den in die Oberfläche der Ofenseitenwände eingearbeiteten Nuten hineinragender Ansäte (8) an den beiden seitlichen, einzelnen Ziegelsteinen (?) befindet.

9·/ Die Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 ~ 8, dadurch ge k e η η ζ e i c h η e t, dass sich ein Metall- bzw. Stahlrohr im Innern des durch das gange Gewölbe hindurchziehenden, zur Zuführung der luft dienenden, aus Lochabschnitten bestehenden Rohres befindet, welches an das Traggerüst des Ofens befestigt ist.

10«/ Die Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 ~ 91 dadurch gekennz eichne t, dass das aus den einzelnen Profilziegelsteinen durch Nebeneinanderfügen dieser and eventuell durch Einbauen eines lietall-bzw. Stahlrohres zusammengehaltene Gewölbe eine selbsttragende Montageeinheit bildet, und mehrere von ihnen luftdicht neben« einander gefügt das Gewölbe des Ofens bilden»

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