DE1558068B1 - Gasbeheizter Kupolofen - Google Patents

Gasbeheizter Kupolofen

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DE1558068B1
DE1558068B1 DE19671558068 DE1558068A DE1558068B1 DE 1558068 B1 DE1558068 B1 DE 1558068B1 DE 19671558068 DE19671558068 DE 19671558068 DE 1558068 A DE1558068 A DE 1558068A DE 1558068 B1 DE1558068 B1 DE 1558068B1
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DE
Germany
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gas
metal
nozzles
burner
furnace
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Withdrawn
Application number
DE19671558068
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English (en)
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Cherny Anatoly A
Grachev Vladimir A
Sosnovsky Efim D
Kurbatsky Ivan L
Marienbakh Lev M
Pavlenko Nikolai S
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PENZEN KOMPRESSORNYJ ZD
Original Assignee
PENZEN KOMPRESSORNYJ ZD
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/08Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces heated otherwise than by solid fuel mixed with charge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen gasbeheizten Kupolofen zum Schmelzen und Überhitzen von Metall, der einen Schmelzschacht, eine unterhalb dieses Schachtes angeordnete, einen Herd und einen überlaufkanal aufweisende Überhitzungskammer für das aus dem Schmelzschacht kommende Metall und an der Ofenwand der Überhitzungskammer befestigte Düsen für das Gas-Luft-Gemisch enthält, die von Brennermuffeln umgeben sind, welche in der Ofenwand angeordnet sind und oberhalb des Herdes in die Überhitzungskammer münden.
  • Ein gasbeheizter Kupolofen dieser Art ist aus dem sowjetischen Urheberschein 167 613 bekannt. Im Mittelteil des Schachtes dieses Kupolofens befinden sich zwei Vorsprünge,. ein unterer zum Unterstützen der Beschickungssäule und ein oberer zum Verhindern des Herabfallens der Beschickung in den unteren Teil des Kupolofenschachtes. Das Metall kann in diesem Kupolofen durch Verbrennung gasförmiger Brennstoffe direkt im Schacht geschmolzen und überhitzt werden. In diesem Kupolofen kann flüssiges Metall mit einer Temperatur erzielt werden, die ausreichend ist, um dünnwandige Gußstücke zu gießen. Hierbei ist der Durchsatz des gasbeheizten Kupolofens größer als der eines koksbeheizten Ofens mit gleichen Abmessungen, außerdem ist er konstruktiv einfacher und raumsparender.
  • Bei einem anderen Kupolofen, der zusätzlich mit Erdgas beheizt wird, ist es bekannt, die Düsen in einer oder mehreren Reihen anzuordnen. Wiederum bei einem anders ausgebildeten Kupolofen, der nur mit einer Düse beheizt wird, ist es bekannt, diese Düse mit einer Brennermuffel aus feuerfestem Material zu versehen.
  • Allen diesen bekannten Kupolöfen ist es gemeinsam, daß es nicht möglich ist, das Metall gleichmäßig an seiner ganzen Oberfläche zu erhitzen, insbesondere wenn es sich um Kupolöfen mit großem Durchsatz handelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gasbeheizten Kupolofen zu schaffen, der durch eine entsprechende Aordnung und Ausbildung der Brennerdüsen bei- ausreichend hohem Durchsatz ein gleichmäßiges Überhitzen des Metallbades an seiner ganzen Oberfläche sicherstellt und in seinem Düsenbereich leicht auszumauern und instandzuhalten ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein gasbeheizter Kupolofen der eingangs angegebenen Art, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Düsen, wie an sich bekannt, in einer oder mehreren Reihen angeordnet und starr an der Ofenwand befestigt sind und daß_die Brennermuffel in Blöcken aus feuerfestem Material zusammengefaßt und auf die Düsen aufgesetzt- sind.
  • Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen der Brennermuffeln im Herd niedriger als der überlaufkanal angeordnet.
  • Der Abstand zwischen zwei in einer Reihe befindlichen Nachbardüsen ist vorteilhafterweise größer als der doppelte Düsendurchmesser am Düsenaustritt.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Länge der Brennermuffeln größer als die Hauptlänge der Flamme bei verhältnismäßig geringem Durchmesser der Düsen und nicht kürzer, als die Länge der Füllung der Brennermuffeln mit Metall bei Abbruch der Brenngasgemischzufuhr ist. Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel des Kupolofens und an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung stellt einen senkrechten Schnitt durch den gasbeheizten Kupolofen dar.
  • Der Kupolofen besitzt einen unteren Vorsprung 1, der die Beschickung trägt, und einen oberen Vorsprung 2 zum Verhindern des Durchfallens der Beschickung in den unteren Teil des Kupolofens, d. h. in die Überhitzungskammer. Die im Mittelteil des Schachtes befindlichen Vorsprünge besitzen Wasserkühlrohre 3 und 4.
  • In der Zone der Vorsprünge ist der Schacht breiter und besitzt einen halbringförmigen Innenraum 5, der feuerfest ausgekleidet ist und wassergekühlt werden kann. Der Innendurchmesser des Schachtes ist in stufenartigen Absätzen 6 ausgeführt. Der Innenraum 5 ist vom Vorsprung 7 umgeben, der einen Teil der Ofenwand 8 des Kupolofens bildet. Auf der tragenden Fläche des unteren Vorsprunges 1 sitzt der Trennungskamm 9 aus feuerfestem Material, der etwas höher ist als der Abstand zwischen den Vorsprüngen 1 und 2.
  • Im unteren Teil der Überhitzungskammer befindet sich der Herd 10, in dem das geschmolzene Metall überhitzt wird. In der Schachtauskleidung des Ofens befinden sich in der Höhe des Herdes 10 gleichmäßig verteilt Brennermuffeln 11. Die Brennermuffeln 11 bestehen aus feuerfestem Material. Sie sind auf die Düsen 12 aufgesetzt, die starr in der Ofenwand befestigt sind. Eine dichte Verbindung zwischen Düse 12 und Brennermuffeln 11 kann mittels Gewinde hergestellt werc'en.
  • Die Anzahl der Düsen wird so gewählt, daß die benötigte Temperatur des flüssigen Metalls gewährleistet wird. Die Brennermuffel 11 soll so lang sein, daß eine maximale Wärmezufuhr an der Metalloberfläche erreicht wird. Die Brennermuffellänge hängt vom Durchmesser der Düsenöffnung und von der Austrittsgeschwindigkeit des Verbrennungsgemisches ab. Sie soll ungefähr dreimal kürzer sein als die Flammenlänge.
  • Der Abstand zwischen den Düsen soll, um eine konzentrierte vielflammige Verbrennung zu gewährleisten, mindestens gleich dem doppelten Durchmesser der Düsenöffnung am Austritt sein.
  • Da die Wandstärke bei den meisten Kupolöfen zwischen 200 und 300 mm liegt, ist die Brennermuffellänge bei allen Kupolöfen ungefähr gleich und beträgt 200 bis 250 mm. Daher werden nur Brennermuffeldurchmesser und Düsenzahl festgelegt. Die Düsen können in mehreren Reihen angeordnet werden.
  • Jede Düse ist mit dem Verteilerrohr 13 durch ein Rohr 14 verbunden, das einen Hahn 15 zum Abschalten der Düse enthält. Zur Herstellung des Gas-Luft-Gemisches dient der Mischer 16, dem aus der Gasleitung Gas über das Rohr 17 und durch ein Gebläse Luft über die Rohrleitung 18 zugeführt wird.
  • Der gasgefeuerte Kupolofen arbeitet folgendermaßen: Vor dem Schmelzen wird er erwärmt, wobei die Temperatur in der Überhitzungskammer ungefähr 1600° C erreicht. Danach wird in den Kupolofenschacht die Beschickung, die aus Metall und Flußmitteln besteht, eingebracht. Heiße Gase strömen zwischen den Vorsprüngen in den Schacht und schmelzen das Metall, das vom Vorsprung in den Herd tropft. Der Herd der Überhitzungskammer füllt sich mit Metall. Schlacke gelangt auch in den Herd, fließt aber an der Metalloberfläche entlang ununterbrochen in den Vorherd ab. Auf diese Weise wird die Metalloberfläche ständig von Schlacke gereinigt, und die Schlacke stört nicht beim Überhitzen des Metalls. Metalltropfen, die vom Vorsprung in den Herd herabtropfen, verspritzen das dort befindliche Metall, wodurch eine von Schlacke gereinigte »Metallwirbelschicht« erzeugt wird. Diese begünstigt eine höhere Überhitzung des Metalls. Auf die »Wirbelschicht« der Metalloberfläche ist eine große Anzahl Flammen mit etwa 1700° C gerichtet, die auf der Metalloberfläche eine ununterbrochene Schicht heißer Gase erzeugen, wodurch hohe Überhitzung des Metalls und eine nur geringe Oxydation desselben gewährleistet wird. Das zur Beheizung benötigte Luft-Gas-Gemisch wird im Mischer erzeugt. Von hier wird das Gemisch über das Sammelrohr den Düsen zugeführt. Die Zuleitung des Gas-Luft-Gemisches über eine große Düsenzahl gewährleistet gleichmäßige Verteilung der Hitze über den Schachtquerschnitt der Überhitzungskammer.
  • Das überhitzte Metall gelangt durch einen Überlaufkanal in den Vorherd, aus dem es in den erforderlichen Mengen abgestochen wird.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen gasbeheizten Kupolofens ist die einfache Umstellung eines beliebigen Kupolofens mit Koksfeuerung auf Naturgasfeuerung, da die Brennermuffeln direkt in der Ofenwand der Überhitzungskammer durch Einbau von feuerfesten Blöcken ausgeführt sind, wodurch das Einhalten einer bestimmten geometrischen Form der Brennermuffel und ihres Neigungswinkels erleichtert wird. Auch das Ausmauern des Kupolofens und die Reparaturen werden vereinfacht. Auf diese Weise wird bei vereinfachter Konstruktion des gasbeheizten Kupolofens die Temperatur des geschmolzenes Metalls erhöht und die Oxydation vermindert.
  • Bei einer anderen Ausführungsform liegt der Überlaufkana119 so hoch über den Austrittsöffnungen der Brennermuffel 11, daß die erforderliche Tiefe des metallhaltigen Beckens 10 gewährleistet wird.
  • Der Betrieb des gasbeheizten Kupolofens ist in diesem Falle analog dem oben beschriebenen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß das verbrennende Gasgemisch durch das Metall durchgeblasen und auf diese Weise dessen Überhitzung begünstigt wird. Die Verwendung einer großen Düsenzahl gewährleistet gleichmäßiges Durchblasen der ganzen Metallmasse. Verhältnismäßig geringe Düsendurchmesser sorgen für eine kurze Flamme und hohe Temperatur des verbrennenden Gasgemisches beim Austritt aus den Brennermuffeln. Die Brennermuffellänge soll größer als die Hauptlänge der Flamme, aber nicht kürzer als die Länge sein, die der etwaigen Muffelfüllung durch Metall beim Aufhören der Gemischzuleitung entspricht.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Gasbeheizter Kupolofen zum Schmelzen und Überhitzen von Metall mit einem Schmelzschacht, einer unterhalb dieses Schachtes angeordneten, einen Herd und einen überlaufkanal aufweisenden Überhitzungskammer für das aus dem Schmelzschacht kommende Metall und an der Ofenwand der Überhitzungskammer befestigten Düsen für das Gas-Luft-Gemisch, die von Brennermuffeln umgeben sind, welche in der Ofenwand angeordnet sind und oberhalb des Herdes in die Überhitzungskammer münden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Düsen (12), wie an sich bekannt, in einer oder mehreren Reihen angeordnet und starr an der Ofenwand (8) befestigt sind und daß die Brennermuffeln (11) in Blöcken aus feuerfestem Material zusammengefaßt und auf die Düsen (12) aufgesetzt sind.
  2. 2. Gasbeheizter Kupolofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der Brennermuffeln (11) im Herd (10) niedriger als der überlaufkanal (19) angeordnet sind.
  3. 3. Gasbeheizter Kupolofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei in einer Reihe befindlichen Nachbardüsen (12) größer als der doppelte Düsendurchmesser am Düsenaustritt ist. 4.. Gasbeheizter Kupolofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Brennermuffeln größer als die Hauptlänge der Flamme bei verhältnismäßig geringem Durchmesser der Düsen (12) und nicht kürzer als die Länge der Füllung der Brennermuffeln (11) mit Metall bei Abbruch der Brenngasgemischzufuhr ist.
DE19671558068 1966-04-11 1967-04-11 Gasbeheizter Kupolofen Withdrawn DE1558068B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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SU1068446A SU260103A1 (ru) 1966-04-11 Газовая вагранка
SU1081545A SU257700A1 (ru) 1966-06-07 Газовая вагранка
SU1086615A SU256930A1 (ru) 1966-06-07 Газовая многосопловая горелка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1558068B1 true DE1558068B1 (de) 1970-10-29

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Family Applications (1)

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DE19671558068 Withdrawn DE1558068B1 (de) 1966-04-11 1967-04-11 Gasbeheizter Kupolofen

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DE (1) DE1558068B1 (de)
NL (1) NL6705102A (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU167613A1 (de) *
FR1166807A (fr) * 1956-12-12 1958-11-17 Tech D Expl De Chauffage Soc Perfectionnements au chauffage des fours

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU167613A1 (de) *
FR1166807A (fr) * 1956-12-12 1958-11-17 Tech D Expl De Chauffage Soc Perfectionnements au chauffage des fours
FR74432E (fr) * 1956-12-12 1960-12-19 Tech D Expl De Chauffage Soc Perfectionnements au chauffage des fours

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Publication number Publication date
BE696877A (de) 1967-10-11
NL6705102A (de) 1967-10-12

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