DE1608325A1 - Industrieofenbeheizung - Google Patents

Description

Essen, den 28. Februar 1968 N 4264/W Yo./Son.

Koppers-Wistra-Ofenbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung_f 4 Düaseldörf-Heerdt. Wlesenstrasse 134 ,

Industrieofenbeheizung

Die Erfindung betrifft öfen mit kontinuierlichem Transport des Wärmgutes und einer Beheizung durch Hochgeschwindigkeitsbrenner.

Im Gegensatz zu öfen, die chargenweise und mit stets wechselnden Wärmgutabmessüngen und -mengen beschickt werden, nimmt das Wärmgut bei Öfen mit kontinuierlichem Durchtransport im allgemeinen einen ganz bestimmten Raum innerhalb des Ofens ein. Damit bleibt auch die Größe und Gestalt des Raumes, in dem eich die Heizgase bewegen können, gleich.. Bei Walzwerköfen, wie Stoß-, Hubbalken-, Rollenherdoder Drehherdofen zum Erwärmen γοη Brammen, Blöcken, Knüppeln oder Platten, befinden sich oberhalb und gegebenenfalls auch unterhalb des Wärmgutes höhere Beheizungsräume, um die erforderliche Schichtdicke für einen hohen Wärmeübergang durch Strahlung der Rauchgase zu bewirken.

Es ist bekannt, diese Beheizungsräume durch Seitenbrenner oder durch Deckenbrenner zu beheizen, üblich ist weiter die Anordnung von etwa in Förderrichtung des Gutes wirkenden Brennern in sich quer über oder unter den Ofen erstreckenden Brennerbrücken. Der Nachteil der üblichen Seitenbrenner ist es, daß das Wärmgut, Über

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die Ofenbreite gesehen» nicht gleichmäßig erwärmt wird. Das rührt daher, daß die Durchmischungerate mit der Ofenatmosphäre bei den Üblichen Brennern mit relativ geringen Austrittegeschwindigkeiten klein ist, so daß auch die Wärmestrahlung auf das Gut ungleichmäßig ist. Weiter findet ein großer Teil der Verbrennung nach Austritt des Brennerstrahls aus dem Brennermund in den Ofenraum statt, wobei im allgemeinen eine erhebliche Flammenstrahlung auftritt, die die ungleichmäßige Wärmebeaufschlagung des Gutes verstärkt. Aus diesem Grunde hat man in den beiden letzten Jahrzehnten die Seltenbeheizung dieser öfen mehr und mehr verlassen.

Die Beheizung von quer zur Förderrichtung verlaufenden Brennerbrucken aus ermöglicht zwar eine gleichmäßige Beheizung über die Ofenbreite, erfordert aber eine mit steigender Ofenleistung größer werdende Zahl von Brennerbrücken. Diese Brennerbrüeken benötigen wegen der erforderlichen Zugänglichkeit und Ausbaumögliohkeit von Brennern und Zubehör einen erheblichen Raum. Der freie Durchgang unterhalb der Brennerbrücke, d.h. die Strahlungs_x schichtdicke an diesen Stellen, ist aus den gleichen baulionen Gründen sehr gering. Je klarer man die Konsequenzen aus den Erkenntnissen über den Wärmeübergang durch die Schaffung hoher Beheizungeräume zieht, desto mehr fällt der Nachteil der "niedrigen Schichtdicken unterhalb bzw. oberhalb der Brennerbrüeken ine Gewicht. Man erkennt, daß dieser Teil des Ofens nur wenig zum Ofen-

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zweck beiträgt. Die plötzlichen Querschnittsänderungen an den BrennerbrUcken können außerdem RauchgasgeschwlndigkeitBBpitzen hervorrufen, die die gerade an diesen Stellen vorspringenden Mauerwerkspartien durch den erhöhten Wärmeübergang durch Stoß gefährden.

Die Deckenbrenner schließlich sind nur an der Oberseite des Ofens anzuwenden« Der Einbau in die üblichen Deckenkonstruktionen verlangt besondere Vorkehrungen, und es ist stets eine große Zahl relativ kleiner Brenner erforderlich, wodurch die Eosten sehr steigen.

Zur Vermeidung dieser Nachtelle wird ein Verfahrent zum Beheizen von Öfen mit kontinuierlichem' Transport des Wärmgutes, wie Stoß-, Hubbalken-, Rollenherd- oder Drehherdöfen, vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rauchgase weitgehend ausgebrannt und bei Vollast mit einerGeschwindigkeitvon über 50 m/sec in' den Behei&ungsraum treten und die Rauchgasstrahlen so gerichtet

sind, Saß, im Ofenquerschnitt gesehen, im oberen bzw. unteren Beheizungsraum 2 Rauchgaswalzen 5 (Abb. 1) entstehen»deren Bewegungsrichtung an der oberen bzw. unteren Ofenwand zur Ofenmitte hin gerichtet, in Wärmgutnähe zur Seitenwand hin gerichtet ist.

Hiermit werden folgende Vorteile erzielt ι

Beim Hochgeechwindigkeitsbrenner mit seinem relativ kleinen Aubtrittequerschnitt und seiner hohen Auetrittsgeschwindigkeit erfolgt

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die Durchmiöchung deB austretenden Strahles mit der Ofenatmosphäre schneller, d.h. auf kürzerem Wege als beim konventionellen Brenner. Dadurch wird die Teaiperaturgleichmäßigkeit in Ofenquerriehtung verbessert. Weiterhin kann der • Hochgeschwindigkeitsbx'enner so ausgeführt werden, daß bereits weitgehend auegebrannte Rauchgase in den Ofenraum treten, so daß die erwähnte schädliche Wirkung der direkten Flammenstrah- W lung wegfällt bzw. wesentlich vermindert wird. Vor allem aber entsteht, durch die erfindungsgemäße Anordnung der Brenner eine gerichtete Strömung, die die gesamten Rauchgase in einer Doppelspirale umwälzt, so daß die Bewegungsenergie des Brennerstrahles nicht restlos verwirbelt, sondern zu einem erheblichen Teil beibehalten wird und eine ständige Umwälzung der Ofenatmosphäre stattfindet, wobei tote Ecken mit stagnierendem Rauchgas weitgehend ausgeschlossen sind.

^j Abb. 1 zeigt einen erfindungsgemäß beheizten Ofen im Querschnitt. Die Seitenwände des Ofengefäßes 1 sind mit den Hoohgeschwindigkeitsbrennern 2 ausgerüstet, 5 bezeichnet das Wärmgut, 4 wassergekühlte Tragrohre. Die beiden entstehenden, sich gegeneinander abwälzenden Rauchgaswalzen sind durch die Linien 5 dargestellt, wobei die Pfeile die Strömungsrichtung angeben. Dadurch, daß die Rauchgase auch eine Bewegung in Ofenlängsrichtung zum Rauchgasabzug hin ausführen müssen, entsteht aus der dargestellten Doppelwalze eine Spiralenform der Rauchgasbewegung. Die nicht gezeichnete Längskomponente der Rauchgasgeschwindigkeit ist dabei

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dort am größten, wo die Querkomponente am kleinsten ist, d.h. im Kern der Walzen und im unteren Beheizungsraum-zwischen den Tragrohren für das Wärmgut.

Nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag wird das Wärmgut in öfen mit kontinuierlichem Transport, wie Stoß-, Hutbalken-,' Rollenherd- oder Drehherdofen, in mehreren Übereinander liegenden Lagen durch den Ofen transportiert, wobei zwischen den Lagfm "B^heizungs räume angeordnet sind und jede !«age auf ihrem eigenen Trag- und -Transportsystem .ruht. Diese Bauart bietet bei größerer Ofenleistung Vorteile hinsichtlich des Wärmeverbrauchs, der Erstellungskosten und des Grundflächenbedarfs. Pur derartige öfen wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Rauchgasstrahlen der Hochgeschwindigkeitsbrenner 6 (Abb. 2) von den Seitenwänden gegeneinander gerichtet und horizontal etwa in halber Höhe des freien Raumes zwischen den Warmgutlagen eintreten, so daß vier Rauchgaswalzen entstehen, deren Bewegungsrichtung in der Brenneraustrittsebene zur Ofenmitte hin, in Wärmgutnähe zur Seitenwand hin gerichtet ist. Die Vorteile dieses Verfahrens sind die gleichen,wie für den konventionellen einlagigen Ofen bereits beschrieben. Abb. 2. zeigt einen derartigen Ofen mit zwei Wärmgutlagen (Etagen), in denen die Strahlen der Hochge-Dchwindigkeitsbrenner 6 entsprechend dem vorgeschlagenen Verfahren eintreten.

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Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Ofen mit kontinuierlichem Transport des Wärmgutes, wie Stoß-, Hubbalken-, Rollenherd- oder Drehherdofen, vorgeschlagen, bei dem die Beheizung durch Hochgesehwindigkeitsbrenner mit einer Vollast-Rauchgas-Auptrittßgeschwindigkeit von mehr ale 50 m/sec erfolgt, die bereits weitgehend ausgebrannte Rauchgase in den Ofenraum entlassen, und die quer zur Förderrichtung des Wärmgutes von beiden Seiten gegeneinander gerichtet, im oberen Beheizungsraum im oberen Drittel der Wandpartie oberhalb des Wärmgutes, im unteren Beheizungsraum im unteren Drittel der V/andpartie unterhalb des Wärmgutes, angeordnet sind. Der Querschnitt dieses Ofens 1st in Abb. 1 dargestellt.

Entsprechend wird für den Ofen, der nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag das Wärmgut in mehreren übereinander liegenden lagen durch den Ofen transportiert, vorgeschlagen, daß die auf beiden Ofenseiten angeordneten Hochgeschwindigkeitsbrenner auf halber Höhe des sich zwischen den lagen ergebenden Beheizungsraumes so angeordnet .sind.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß eine sich in Förderrichtung des Gutes erstreckende Trennwand 7 (Abb. 3) den oberen Beheizungsraum in dessen obere Hälfte, den unteren Beheizungsraum in dessen untere Hälfte abteilt. Diese Trennwand kann bei öfen mit relativ kleinem Abstand zwischen den Seitenwänden die Umlenkung der Brennerstrahlen im Sinne der Rauchgaswalzen fördern.

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Claims (4)

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1.) Verfahren zur Beheizung von öfen mit fcontinuierlichem Transport des Wärmgutes, wie Stoß-, Hubbalken-, Rollenherd- oder Drehherdofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauchgase weitgehend ausgebrannt und bei VoIIaBt mit ,,-

einer Geschwindigkeit von mehr als 50 m/sec in den Be- ~

heizungsraum treten und die Rauchgasstrahlen so gerichtet sind, daß - im Ofenquerschnitt gesehen - im oberen bzw. unteren Beheizungsraum zwei Rauchgas walz en (.5) (Abb. 1} entstehen, deren Bewegungsrichtung an der oberen bzw. unteren Ofenwand zur Ofenmitte hin gerichtet, in Wärmgutnähe zur Seitenwand hin gerichtet ist.

2.) Verfahren nach Anspruch 1 zur Beheizung von Öfen mit

kontinuierlichem transport des Wärmgutes, wie Stoß-, j|j

Hubbalken-, Rollenherd- oder Drehherdofen» die das Wärmgut in mehreren übereinander liegenden Lagen durch den Ofen transportieren, wobei zwischen den Lagen Beheizungsräume angeordnet sind und jede Lage auf ihrem eigenen Trag- und gegebenenfalls Transportsystem ruht, dadurch gekennzeichnet, daß im Beheizungsraum zwischen den Wärmgutlagen die Rauehgasstrahlen der Hochgesehwindigkeitsbrenner (6) (Abb. 2), von d^n Seitenwänden gegeneinander gerichtet und horizontal etwa in halber Höhe des freien

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Raumes zwischen den Wärmgutlagen eintreten und vier Ravichgaswal zen entstehen, deren Bewegungsrichtung in der Brenneraustrittsebene zur Ofenmitte hin, in Wärmgutnähe zur Seitenwand hin gerichtet ist.

3.) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerstrahlen quer ζχιτ Förderrichtung des Wärmgutes von "beiden Seiten gegeneinander gerichtet, im oberen Raum im oberen Drittel der Wandpartie oberhalb des Wärmgutes, im unteren Raum im unteren Drittel der Wandpartie unterhalb des Wärmgutes in den Wärmraum eintreten. ■

4.) Ofen, zur Durchführung des Verfahrens' nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in beiden Ofenseiten angeordneten Hocligesehwindigkeitsbrenner auf halber Höhe des sich zwischen den Wärmgutlagen ergebenden freien BeheizungsrauniP3 angeordnet sind,

5;) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich in Fb'rdearrichtung des Gutes erstreckende Trennwand (7) (Abb. 3) den oberen Heizraum .in dnofirn obere Hälfte, den unteren Heisraum in dessen untnre Hälfte abteilt.

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