DE1458876C

DE1458876C - Device for blocking and evacuating the gases and dust generated in the hearth of a metal melting furnace

Info

Publication number: DE1458876C
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing 4170 Gel dem; Wiebe Herbert Dipl.-Ing 4150 Krefeld Jacobs
Original assignee: Industrie Compame Kleinewefers GmbH. 4150 Krefeld
Publication date: 1971-01-07

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung absaugleitung ein Zwischenraum gebildet ist und die zum Sperren und Absaugen der im Herdraum eines Richtung des aus der Ringdüse austretenden Luft-Metallschmelzofens, insbesondere eines Elektroofens, stromes, aus der Ringdüsenebene bis in Strömungsentstehenden Gase und Stäube mittels einer durch richtung oder annähernd bis in Strömungsrichtung eine ringförmige, den . Strömungsquerschnitt des 5 der Ofengase in dem Abgasstutzen dadurch verGases oder Staubes konzentrisch umfassende Düse änderbar ist, daß die Ringdüse bis unter und/oder erzeugten Gas- oder Luftsperre. über den oberen Rand des Ofens höhenverstellbar ist.The invention relates to a device suction line and an intermediate space is formed for blocking and evacuating the air-metal melting furnace in the hearth chamber in one direction of the air-metal melting furnace emerging from the ring nozzle, in particular an electric furnace, current, from the annular nozzle level to the flow emerging Gases and dusts by means of a through direction or almost up to the direction of flow an annular, den. Flow cross-section of the furnace gases in the exhaust gas nozzle thereby verGases or dust concentrically comprehensive nozzle is changeable that the ring nozzle to below and / or generated gas or air barrier. is height adjustable over the upper edge of the oven.

Es ist eine Vorrichtung zum Absaugen der Ofen- Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfingase eines Lichtbogenofens, insbesondere zur Stahl- dung sieht einen am Abgasstutzen des Ofens angeherstellung, und zum Regeln des Ofendruckes mit io ordneten kragenartigen Flansch vor, auf dem die Hilfe eines Luftspaltes zwischen einem Mundstück Ringdüse in ihrer untersten Stellung luftdicht aufliegt, der Absaugeleitung und einem Stutzen des Ofen- Die Ringdüse kann in mehrere Einzeldüsen aufdeckeis bekannt. Hierbei ist vorgesehen, daß das gelöst sein, die um den Abgasstutzen angeordnet Mundstück des Absaugerohres, das axial zum Stutzen sind. Hierbei können die Einzeldüsen um einen des Ofendeckels gelegen ist, während des Ofenbetrie- 15 Winkel zwischen 0 und 90° in Strömungsrichtung bes verschiebbar ist. Durch diese Vorrichtung werden des Abgasstutzens schwenkbar sein, so daß die die Nachteile weiterhin bekannter Vorrichtungen Düsenmündung der Einzeldüsen wiederum bis unter vermieden, die mit Drehklappen und Schiebern und/oder über den oberen Abgasstutzen höhenarbeiten, durch die Geschwindigkeitsverminderungen verstellbar ist. Die Schwenkachse der Einzeldüsen in der Abgasleitung und hierdurch Staubablagerun- 20 kann bei dieser Ausführungsform in der Nähe des gen, insbesondere an Krümmern und Rohrstößen, Düsenspaltes angeordnet sein. entstehen. Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der mit verschiebbarem Absaugerohr ist jedoch, daß der Ringdüse sieht vor, daß diese schneckenförmig mit Saugzug aus dem Herdraum nicht vollständig unter- stetig abnehmendem Querschnitt bei konstanter brachen werden kann, wodurch ein zusätzlicher 25 Ausströmgeschwindigkeit im Düsenspalt ausgebildet Absperrschieber im Abgasstutzen erforderlich wird. ist. Hierdurch wird eine Einsparung an Druckluft Ferner ist in den Phasen der stärksten Dampf- erreicht.It is a device for evacuating the furnace. The further advantageous embodiment of the Erfingase an electric arc furnace, in particular for steel dung, sees one attached to the exhaust port of the furnace, and to regulate the furnace pressure with io arranged collar-like flange on which the With the help of an air gap between a mouthpiece, the ring nozzle rests airtight in its lowest position, the suction line and a connection piece of the furnace. The ring nozzle can cover several individual nozzles known. It is envisaged that this be solved, which is arranged around the exhaust port Mouthpiece of the suction pipe that are axial to the nozzle. Here, the individual nozzles can be one of the furnace lid, while the furnace is in operation, an angle between 0 and 90 ° in the direction of flow bes is movable. Through this device, the exhaust pipe will be pivotable so that the the disadvantages of known devices nozzle orifice of the individual nozzles turn to below Avoid working at heights with rotary flaps and slides and / or above the upper exhaust gas nozzle, is adjustable by the speed reductions. The swivel axis of the individual nozzles in the exhaust pipe and thereby dust deposits can in this embodiment in the vicinity of the gene, in particular be arranged on elbows and pipe joints, nozzle gap. develop. Disadvantage of the known device. Another advantageous embodiment of the with a movable suction pipe, however, is that the ring nozzle provides that this is helical Induced draft from the hearth space not completely under- steadily decreasing cross-section with constant can be broken, whereby an additional 25 outflow speed is formed in the nozzle gap Gate valve in the exhaust port is required. is. This saves compressed air Furthermore, in the phases of the strongest steam is achieved.

entwicklung der Ringspalt zwischen dem Absauge- Die Höhenverstellung bzw. die Winkelverstellung rohr und dem Ofenstutzen geschlossen, wodurch die der Ringdüse bzw. der die Ringdüse bildenden EinVerbrennung des CO-Anteils im Abgas sehr vermin- 30 zeldüsen kann über Drosseln in Abhängigkeit vom dert wird und die Gefahr von Verpuffungen und Innendruck des Herdraumes mittels eines druck-Explosionen gegeben ist. gesteuerten Reglers selbsttätig erfolgen.Development of the annular gap between the suction The height adjustment or the angle adjustment pipe and the furnace nozzle closed, whereby the ring nozzle or the ring nozzle forming a combustion the CO content in the exhaust gas can be reduced very much via throttles, depending on the is changed and the risk of deflagration and internal pressure of the oven space by means of a pressure explosion given is. controlled regulator take place automatically.

Ein weiterhin bekanntes Verfahren und eine Vor- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele derA further known method and an in the drawing are exemplary embodiments of the

richtung zur Trennung zweier verschiedener Gas- Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwardirection for separating two different gas device according to the invention shown, namely

räume an Industrie- und Versuchsöfen mittels einer 35 zeigtrooms at industrial and test furnaces by means of a 35 shows

Gassperre sieht die Anwendung zweier Düsen vor, F i g. 1 die Vorrichtung in schematischer Darstel-The gas lock provides for the use of two nozzles, FIG. 1 the device in a schematic representation

die entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, wobei lung teilweise im Schnitt,which are directed opposite to each other, whereby lung is partially in section,

das Regulieren eines Saugzugs von Null oder an- Fig. 2a, b eine in der Höhe verstellbare Ringdüse,the regulation of an induced draft from zero or an- Fig. 2a, b a height-adjustable ring nozzle,

nähernd Null bis zu einem maximalen Wert nur durch Fig. 3 die Draufsicht auf eine Mehrkammer-almost zero up to a maximum value only through Fig. 3 the top view of a multi-chamber

das genaue Abstimmen beider Düsen aufeinander 40 Ringdüse,the exact matching of both nozzles to each other 40 ring nozzle,

möglich ist, was umständlich und zeitraubend ist. F i g. 4 eine in der Höhe verstellbare Schnecken-is possible, which is cumbersome and time consuming. F i g. 4 a height-adjustable auger

Letztlich ist es bekannt, mittels eines einseitig in Ringdüse,Ultimately, it is known, by means of a one-sided ring nozzle,

einen Strömungskanal gerichteten Luftstroms, welcher Fig. 5 und 6 zwei aus Einzejdüsen mit unter-a flow channel directed air flow, which Fig. 5 and 6 two of single nozzles with sub-

an der der Luftstromeintrittsöffnung abgewandten schiedlichen Schwenkachsen bestehende Ringdüsenexisting ring nozzles on the different pivot axes facing away from the air flow inlet opening

Wandseite auf diese aufprallt, bestimmte strömungs- 45 undWall side impacts this, certain flow 45 and

technische Verhältnisse zu bewirken, wobei die F i g. 7 eine Draufsicht auf die Düsen nach F i g. 6to effect technical conditions, the F i g. 7 is a plan view of the nozzles according to FIG. 6th

Änderung dieser Strömungsverhältnisse im wesent- mit einem sechseckigen Absaugstutzen,Change of these flow conditions essentially with a hexagonal suction nozzle,

liehen durch eine Änderung der Luftmenge des Luft- Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt einenborrowed by changing the amount of air in the air- The embodiment of FIG. 1 shows a

Schleiers pro Zeiteinheit bewirkt wird. Ferner soll auf Kufen ruhenden Elektroschmelzofen 1 der üb-Veil is caused per unit of time. Furthermore, the electric smelting furnace 1 of the

hierbei der Düsenkasten derart verstellbar sein, daß 50 liehen Bauart mit dem die Schmelze aufnehmendenin this case the nozzle box can be adjusted in such a way that 50 borrowed design with the one receiving the melt

die Höhe der vom Luftschleier abzusperrenden öff- Herdraum 2 und dem Deckel 3. Dieser besitzt zen-the height of the open oven space 2 and the lid 3 to be shut off by the air curtain.

nung veränderlich ist,.d. h„ der Querschnitt der ab- trale Durchführungsöffnungen 4 für die heb- undchange is variable, .d. h "is the cross section of the abtral lead-through openings 4 for the lifting and

zusperrenden Öffnung und damit die Größe des Luft- senkbaren Elektroden 5 sowie einen Abgasstutzen 6.closing opening and thus the size of the air-lowerable electrode 5 as well as an exhaust gas nozzle 6.

Schleiers soll ebenso wie die Dicke des Sperrluft- In einem gewissen, einen Zwischenraum bildendenVeil, like the thickness of the sealing air, should form a certain space in between

stromes und dessen Ausströmungswinkel veränderbar 55 Abstand über der Öffnung des Abgasstutzens 6 istcurrent and its outflow angle is variable 55 distance above the opening of the exhaust port 6

sein. eine Absaughaube 7 angeordnet, von der aus einebeing. a suction hood 7 is arranged from which a

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vor- Abgasleitung zu einem Entstauber 9 und von dort The invention aims to create a pre-exhaust line to a dust extractor 9 and from there

richtung der eingangs genannten Gattung, bei der mit über einen Lüfter 10 zu einem Abgaskamin führt,direction of the type mentioned at the beginning, in which with a fan 10 leads to an exhaust gas chimney,

einfachen Mitteln eine Druckveränderung im Herd- Auf Höhe der oberen Öffnung des"Abgasstutzens 6 simple means a change in pressure in the stove at the level of the upper opening of the "exhaust nozzle 6

raum des Ofens zwischen Null oder annähernd Null 60 befindet sich eine den Luftschleier bildende Ring- space of the furnace between zero or almost zero 60 is a ring forming the air curtain

und einem Maximalwert erreichbar ist. Hierbei soll düse 12, die über ein Gelenk- oder Teleskoprohr 13 and a maximum value is achievable. In this case, nozzle 12, which is connected via an articulated or telescopic tube 13

nicht nur ein Absperren des Luftstromes erfolgen, und eine Leitung 14 von einem Lüfter 15 frische not only shut off the air flow, and a line 14 from a fan 15 fresh

sondern auch ein Absaugen des Abgases aus dem Druckluft erhält. Ein von einem Antrieb 16 betätigtesbut also a suction of the exhaust gas from the compressed air receives. One operated by a drive 16

Herdraum mit einfachen Mitteln erreicht werden Triebwerk 17 dient zur Höhenverstellung der The hearth chamber can be achieved with simple means. The engine 17 is used to adjust the height

können. . 65 Düse 12.be able. . 65 nozzle 12.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung Der Luftschleier zur Unterdrückung der Gas-To solve this problem, the invention provides the air curtain for suppressing the gas

bei einer Vorrichtung der genannten Art vor, daß absaugung und/oder zur Erzeugung, des Saugzügesin a device of the type mentioned before that suction and / or for generating the suction

zwischen dem Abgasstutzen des Ofens und der Ofen- kann durch die Höhenverstellung der' in ihrer Blas- ■ ■ between the flue gas outlet of the furnace and the furnace can be achieved by adjusting the height of the 'in their blowing ■ ■

leistung unveränderlichen Ringdüse oder durch eine in der Höhe verstellbare Ringdüse mit veränderlichem Luftdurchsatz erfolgen. Die Wirkungsweise der Ringdüse ist nochmals in F i g. 2 dargestellt. In der oberen Stellung gemäß Fig. 2a erfolgt das Absperren des Abgasstutzens 6 durch einen Luftschleier, während in der tiefsten Stellung der Düse 6 gemäß Fig. 2b eine starke Ejektorwirkung auf das Abgas erzeugt wird. Diese Wirkung wird noch dadurch verstärkt, daß sich die Düse 12 in ihrer tiefsten Stellung auf einem am Abgasstutzen 6 angeordneten kragenartigen Flansch 6b legen kann, wodurch die gesamte Frischluftmenge zu einer beschleunigten Strömung nach oben gezwungen wird. Die Höhenverstellung erfolgt durch die dem Stelltrieb 16 angetriebene Verstelleinrichtung 17.performance with an unchangeable ring nozzle or a height-adjustable ring nozzle with a variable air flow rate. The mode of operation of the ring nozzle is shown again in FIG. 2 shown. In the upper position according to FIG. 2a, the exhaust gas nozzle 6 is shut off by an air curtain, while in the lowest position of the nozzle 6 according to FIG. 2b a strong ejector effect is generated on the exhaust gas. This effect is further enhanced by the fact that the nozzle 12 can lie in its lowest position on a collar-like flange 6b arranged on the exhaust gas connection 6, whereby the entire amount of fresh air is forced to accelerate upwardly. The height is adjusted by the adjusting device 17 driven by the adjusting drive 16.

Zur Erzielung einer konstanten Austrittsgeschwindigkeit am Ringspalt 12a kann entweder der Rauminhalt der Ringdüse sehr groß gewählt werden oder wie in der Draufsicht in Fig. 3 dargestellt, kann die Ringdüse durch Trennwände 12 b in zwei oder mehr Kammern unterteilt und über getrennte Luftleitungen 13 α beaufschlagt werden.To achieve a constant exit velocity at the annular gap 12, either the volume of the annular nozzle are selected to be very large, or as shown in the plan view in Fig. 3, the annular nozzle can b by dividing walls 12 into two divided more chambers or and are acted upon by separate air lines 13 α .

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung findet die in Fig. 4 dargestellte Schnecken-Ringdüse 18 Anwendung, durch die die Abmaße der Düse erheblich verkleinert und durch die Wirkung des sich bildenden Spiralwirbels der Luftverbrauch vermindert wird.In a further embodiment of the invention, the screw ring nozzle shown in FIG. 4 takes place 18 application through which the dimensions of the nozzle are significantly reduced and through the effect of the forming spiral vortex the air consumption is reduced.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene geschlossene Ausführungsform der Ringdiise beschränkt, vielmehr kann die Ringdüse auch in Einzeldüsen aufgelöst sein. So zeigt die Fig. 5 eine Ringform mit vier oder mehr schwenkbaren Einzeldüsen 19, die um eine Achse 20 in die gestrichelte Stellung verschwenkt werden können. Noch günstiger ist eine ähnliche Ausführungsform nach Fig. 6, bei der jedoch die Schwenkachse21 in der Nähe des Düsenspaltes liegt, wodurch der austretende Luftstrom immer in der Nähe der oberen öffnung des Absaugstutzens gehalten wird.The invention is not limited to the closed embodiment of the ring nozzle described above limited, rather the ring nozzle can also be divided into individual nozzles. Thus, FIG. 5 shows a ring shape with four or more pivotable individual nozzles 19, which are about an axis 20 in the dashed line Position can be pivoted. A similar embodiment according to FIG Fig. 6, in which, however, the pivot axis 21 is in the vicinity of the nozzle gap, whereby the emerging The air flow is always kept close to the upper opening of the suction nozzle.

Die F i g. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung, wobei der Abgasstutzen entsprechend der Anzahl der Einzeldüsen eine Sechseckform besitzt und wobei die sechs Einzeldüsen 19 durch Metallschläuche 22 einzeln an eine nicht dargestellte Durchluft-Ringleitung angeschlossen sind. Das Verschwenken der Einzeldüsen 19 erfolgt Ln dargestelltem Beispiel über Zugstangen 23 von einem Kurbeltriebwerk 24 (F i g. 6) aus.The F i g. 7 shows a plan view of the device, the exhaust gas nozzle corresponding to the number the individual nozzles has a hexagonal shape and the six individual nozzles 19 by metal hoses 22 are individually connected to a through-air ring line, not shown. The pivoting the individual nozzles 19 takes place Ln the example shown via tie rods 23 of a crank drive 24 (Fig. 6).

Zum Einhalten der gewünschten Drücke im Herdraum ist eine selbsttätige, vom Ofeninnendruck beeinflußte Regelung anwendbar. F i g. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen von einem Feindruckmanometer 25 gesteuerten Regler 26, der die Drosseln 27 in der Frischluftleitung oder den Verstellantrieb 16-17 selbsttätig beeinflußt.In order to maintain the desired pressures in the oven space, there is an automatic pressure that is influenced by the internal oven pressure Regulation applicable. F i g. 1 shows a basic representation of one of a fine pressure manometer 25 controlled regulator 26, which controls the throttles 27 in the fresh air line or the adjustment drive 16-17 automatically influenced.

Claims

Patent claims:

1. Device for locking and evacuating the in the hearth of a metal melting furnace, in particular an electric furnace, gases or dust generated by means of a ring-shaped, the nozzle concentrically encompassing the flow cross-section of the gas or dust generated gas or Air barrier, characterized in that between the exhaust port (6) of the Oven and the oven suction line (8) a gap is formed and the direction of the out the air flow exiting the ring nozzle from the ring nozzle level up in the direction of flow or This means that it can be changed approximately up to the direction of flow of the furnace gases in the exhaust gas connection is that the ring nozzle (12) can be adjusted in height to below and / or above the upper edge of the furnace gas nozzle (6) is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a collar-like flange (6 b) which is arranged on the exhaust gas nozzle (6) of the furnace and on which the annular nozzle (12) rests in its lowermost position in an airtight manner.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that 'the ring nozzle consists of several, is formed around the exhaust nozzle (6) arranged individual nozzles (19).

4. Apparatus according to claim 1 and 3, characterized in that the individual nozzles (19) can be pivoted through an angle between 0 and 90 ° to the direction of flow in the exhaust port.

5. Apparatus according to claim 2 and 4, characterized in that the pivot axis (21) of the individual nozzles (19) is arranged in the vicinity of the nozzle gap.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the annular nozzle (12) is helical with steadily decreasing cross-section with constant outflow velocity in the nozzle gap (12a) is formed.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the height or angle adjustment of the nozzles (12, 16, 19) or the amount of fresh air Via throttles (27) depending on the internal pressure of the oven chamber by means of a pressure-controlled regulator (26) is automatically adjustable.

1 sheet of drawings