DE1558037A1

DE1558037A1 - Schachtofen

Info

Publication number: DE1558037A1
Application number: DE19671558037
Authority: DE
Inventors: Hans Escher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-01-06
Filing date: 1967-01-05
Publication date: 1970-02-05
Also published as: JPS4841122B1; AU423211B1; DE1558037B2; US3479021A; GB1133923A

Description

Dr, Ing. E. BERKENFELP, Patentanwalt, KDLN, Univertitottttrae» 31

Anlag·

zur Eineab. vom JO, Dezember I9O6 HN+ Nam«ci.Anm, Hans Escher „ _

19 Trentino Road Turramurra, New South Wales

Schachtofen

ssasassaasa

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Verbesserungen an Schachtöfen, die zum Schmelzen von Erzen und Metallen dienen· Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf den Abzug der Gichtgase aus oben offenen Schachtöfen»

Diese Gase enthalten normalerweise nutzbare Wärme in latenter und fühlbarer Form, Staub und störende, schädliche Elemente» Zur Ausnützung der Wärme und zur Vermeidung der Luftverschmutzung müssen die ganzen, im Schachtofen entstehenden Gase abgezogen werden, und um dies zu erreichen, muß eine bestimmte Menge atmosphärischer Luft durch das obere offene Ende, des Ofens angesaugt werden, wobei die Menge dieser Luft jedoch möglichst klein gehalten werden muß, wenn man die in den Abgasen enthaltene Wärme ausnützen und erreichen will, daß die Anlage zur Behandlung und Reinigung des Gases in einer wirtschaftlich tragbaren Größenordnung bleibt·

Zur Verringerung des Gasaustrittes aus dem Ofen und des Eintritts von atmosphärischer Luft in den Ofen sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, wie etwa geschlossene Ofenköpfe· Diese Vorrichtungen sind bei intermittierend arbeitenden Öfen nicht wirtschaftlich, insbesondere wenn die Ofencharge täglich niedergeschmolzen werden muß, da während der Einschmelzzeit hohe Innentemperaturen erzeugt werden, die die mechanischen Vorrichtungen des geschlossenen Ofenkopfes gefahren würden·

Die vorliegende Erfindung soll eine Konstruktion am und unter dem offenen Kopfende des Ofens schaffen, mit der unter automatischer Steuerung ein vollständiger Abzug der Ofengase aufrechterhalten werden kann, wobei innerhalb eines weiten Bereiches von Betrlebszuständen und Chargenhöhen im Ofen eine verhältnismäßig geringe

Menge Luft in den Ofen eintreten soll»

909886/0656

ORfGIWAL INSPECTED " - 1 -

Allgemein ausgedrückt betrifft die Erfindung einen oben offenen Schachtofen mit einem Beschickuneisschacht, der aus einem am Ofenmantel befestigten und nach unten in den Beschickungsschacht ragenden offenen Trichter besteht; der Trichter lietit im Abstand "von der Innenseite der Schachtwand und bildet mit dieser einen Ringraura; die Schachtofenwand weist unterhalb des unteren Endes des Trichters eine Öffnung auf, die zum Abzug der Gase dient.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus luv folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird· Diese Zeichnung zeigt einen Schachtofen und die zusätzliche Anlage gemäß der Erfindung in einem schematischen Querschnitt.

Der Schachtofen 1 ist mit Windformen 2 ausgerüstet, die nahe dem Boden des Schachtofens angeordnet sind; er weist ferner ein Abstichloch 3 zum Abstechen des geschmolzenen Metalls und der Schlacke auf· Die Rohmaterialien werden durch eine Gichtöffnung 4 eingeführt, die im Schacht t> oberhalb des FUllspiegels im Schachtofen angeordnet ist·

Ein Gebläse β liefert Blasluft, die in einem Wärmeaustauscher 7 erhitzt wird und über einen Windmantel δ, der die Windformen 2 speist, in den Ofen gelangt· Das im Ofen bei der Reaktion zwischen der Blasluft und dem Gichtmaterial erzeugte Gas v;ird durch eine Öffnung 9 abgezogen und strömt von dort in eine Verbrennungskammer 10, in der brennbare Bestandteile durch Einführung von Luft durch ein Ventil 11 verbrannt werden» Ein Teil der verbrannten Gase tritt durch eine Öffnung 12 in den Wärmeaustauscher 7 ein, um die Blasluft vorzuheizen· Das zum Vorheizen der Blasluft nicht erforderliche überschüssige Gichtgas tritt durch eine Öffnung XJ> in einen Wärmeaustauscher 14. Die Aufteilung der Gasströmung auf die Wärmeaustauscher 7 und I^ geschieht durch Drosselklappen 15 und 16, wobei durch entsprechende Betätigung dieser Drosselklappen sichergestellt wird, daß die Blasluft die erforderliche Temperatur erlangt.

Der Wärmeaustauscher 14 wird durch ein Gebläse XJ mit Kühlluft gespeist, wobei die Menge dieser Kühlluft durch eine Drosselklappe Id gesteuert wird. Die erhitzte Luft verläßt den Wärmeaustauscher 14 durch eine Leitung 19 und kann mittels eines Ventils 20

909886/0656

BAD ORIGINAL - 2 -

in einen Heißluftauslaß 21 gelenkt werden, der in den Kaminschacht 5 mündet; die Heißluft kann mit dem Ventil 20 aber auch zu Düsen 22 geführt werden, die einen Heißluftschleier über dem Fülltrichter 29 erzeugen.

Der erforderliehe Sog zum Abzug der Gichtgase wird von einem Gebläse 24.geliefert, das die Gase in einen geeigneten Staubfang abgibt.

Die Charge wird mit einer geeigneten Pfanne durch die Gichtöffnung 4 in den Ofen eingebracht· Die Pfanne weist normalerweise Bodenklappen auf, die sich öffnen und die Charge in den Beschickungsschacht des Ofens fallen lassen. Der Beschickungsschacht besteht aus wassergekühlten Mantelringen 26, die am Ofenmantel 27 befestigt sind. Der Beschickungstrichter 29 ist ebenso am Ofenmantel 27 befestigt, er erstreckt sich jedoch in einem gewissen Abstand von diesem Ofenmantel nach unten und bildet mit den Mantelringen 2b einen Ringraum j50, der vom Trichter 29 und den Mantelringen 26 begrenzt

Die Menge der in den Ofen eingesaugten Luft hängt von der Druckdifferenz ab, die zwischen dem Raum 30 und dem atmosphärischen Druck unmittelbar über dem Trichter 29 besteht. Diese Druck-' differenz wird mit einem empfindlichen Druckdifferenzmeßgerät 3I gemessen, das ein Signal an eine Steuerungsvorrichtung 32 abgibt· ft'enn der Druck im Raum 30 einen vorgegebenen Wert überschreitet und Gichtgas durch den Beschickungstrichter 29 austritt, bewirken das Meßgerät 3I und die Steuerungsvorrichtung 32, daß eine Drosselklappe 23 sich öffnet, so daß der Sog am Gichtgasabzug 9 stärker wird, bis der gewünschte Gleichgewichtszustand wieder erreicht ist. Wenn der Druck im Ringraum 30 zu niedrig ist und folglich zuviel Luft eingesaugt wird, wird die Klappe 23 in Schließrichtung bewegt ·

Wenn das Blasluftvolumen gering oder die Gichtgasqualität (insbesondere hinsichtlich ihres Kaloriengehaltes) schlecht ist, kann der Eintritt von kalter Luft durch den Trichter 29 die Verbrennungskammertemperatur auf eine unerwünscht niedrige Höhe absenken; dann muß die Verbrennungskammer 10 mit einem Brenner 35 zusätzlich beheizt werden. Führt man die vom Wärmeaustauscher 14 gelieferte heiße Luft zu den Düsen 22, dann wird heiße Luft durch

909886/0656 fs«) Obgiiml .,.

den Trichter 29 angesaugt· Hierdurch wird die Temperatur· der Charge im Beschickungsschacht erhöht, so daß die Temperatur in der Verbrennungskammer ansteigt. Außerdem wird hierdurch das Gewicht der durch den Trichter 29 hindurchtretenden Luft verringert, weil der Luftstrom (ausgedrückt in lbs/sec.) umgekehrt proportional zur Quadratwurzel aus der Lufttemperatur (ausgedrückt in Kelvin-Grad) ist. Diese Verringerung des Gewichtes der eintretenden Luft ist insbesondere während derjenigen Zeitspannen wertvoll, in denen das Blasluftvolumen niedrig ist, wenn mehr Luft eintritt, als zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile im Gichtgas erforderlich ist.

Die obigen Funktionen werden durch einen Temperaturfühler J4 automatisch gesteuert, der die Temperatur in der Verbrennungskammer mißt. Wenn die Temperatur in der Verbrennungskammer unter die normale Höhe absinkt, veranlaßt der Temperaturfühler J>k eine Betätigungsvorrichtung 32 dazu, das Ventil 20 zu verstellen, so daß mehr heiße Luft zu den Düsen 22 geführt wird.

Patentansprüche

909886/0656

Claims

Dr. Ing. E. BE RKEN FELD, Patentanwalt, KÖLN/ Un i vcrsitätiitraße 31

Anlog· Aktenzeichen

zur Eingab· vom 30· Dezember 1966 HN+ Nam· d. Anrn. Hans Escher

19 Trentlno Road Turramurra, New South Wales

Patentansprüche

1». Schachtofen, der oben offen Ist und einen zwischen dem oberen Ende und dem Boden des Schachtofens angeordneten normalen Gichtgasauslaß sowie Einrichtungen aufweist, um die Gichtgase durch diesen Auslaß abzuziehen, gekennzeichnet durch einen Gichttriohter (29), der im offenen Kopfende des Ofens (l) montiert ist, im Ofen nach unten ragt und an seinem unteren Ende einen Abstand (3Q) von der Innenseite des Ofens hat, durch Ein-· richtungen (51) zum Messen des Druckes im Raum (30) zwischen dem unteren Ende des Trichters (29) und dem Ofen, und durch von diesen Meßeinrichtungen (31) betätigte Einrichtungen (23, 32) zur Steuerung des Gichtgasabzuges, um den normalen Gichtgasabzug zu verringern, wenn der gemessene Druck unter einem vorgegebenen Wert sinkt, und um den Giohfcgasabzug zu vergrößern, wenn der gemessene Druck über diesen vorgegebenen Wert ansteigt,

2« Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwand (27) neben dem unteren Ende des Trichters (29) mit wassergekühlten Mantelringen (26) ausgekleidet ist, wobei diese Mantelringe im Abstand vom unteren Ende des Trichters (29) angeordnet sind·

3· Schachtofen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Gichtgasauslaßleitung, die mit einem Ende an den normalen Gichtgasaüslaß (9) und mit dem anderen Ende an ein Abgassauggebläse (24) angeschlossen ist, das die Gichtgasabzugseinrichtung bildet.

4» Schachtofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Ventil (23) Ist, das in der Abgasleitung nahe dem Absauggebläse (24) angeordnet ist und von dem Druckdifferenzmeßgerät (31) betätigt wird,

5· Schachtofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

90 9886/06 5 6 ~ 5 ~

ORiGKlAL INSPECTED

daß in der Abgasleitung zur Bildung des normalen Auslasses (9) eine Verbrennungskammer (10) und zwei Zweigleitungen (12, 13) parallel zueinander angeordnet sind, wobei diese beiden Zweigleitungen jeweils die heiße Seite eines Wärmeaustauschers (7, 14) bilden.

6. Schachtofen nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (11) zur gesteuerten Einleitung von Luft in die Verbrennungskammer (10) ·

7· Schachtofen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kalte Seite des ersten Wärmeaustauschers (7) an ihrem Einlaßende an ein Gebläse (6) und an ihrem Auslaßende an einen Windmantel (8) angeschlossen ist, der Windformen (2) nahe dem unteren Ende des Schachtofens (l) speist.

8· Sjaachtofen nach den Ansprüchen 5* 6 und J, dadurch gekennzeichnet, daß die kalte Seite des zweiten Wärmeaustauschers (14) mit ihrem Einlaßende an ein Luftgebläse (17) und mit ihrem Auslaßende an ein Ende einer Leitung (I9) angeschlossen ißt, die zwei Auslässe (21, 22) an ihrem anderen Ende aufweist, wobei einer dieser Auslässe (22) oberhalb des Trichters (29) quer in den Ofen (l) mündet, und daß Einrichtungen (20, 23, J4) vorgesehen sind, um die Gesamtluftströmung von der kalten Seite des zweiten Wärmeaustauschers (14) in Abhängigkeit von Temperaturänderungen der Gichtgase in der Verbrennungskaniiuer (10) auf die zwei Auslässe (21, 22) zu verteilen·

909886/0656