DE1908167A1 - Blasrohr fuer Stahl-Herdoefen,insbesondere Tandemoefen - Google Patents

Description

DR.-INQ. ULRICH KNOBLAUCH

PATENTANWALT β frankfurt/main ι, den 17. Febr. 1969

KHHOHOQ /

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Vitkovicke &elezarny Klementa Gottwalda, n. p., Ostrava,

Blasrohr für Stahl-Herdöfen, insbesondere Tandemöfen

Die Erfindimg betrifft ein Blasrohr für Stahl-Herdöfen, insbesondere Tandemöfen mit Rohren, die Kanäle für die Zu- und Abführung von Kühlwasser und für die Zuführung von gasförmigem Medium bilden,

Bekannte Blasrohre, die für die Zu- und Abführung des Kühlwassers und für die Zuführung eines gasförmigen Mediums aufweisen, führen dieses Medium in einen, am Ende des Blasrohres angeordneten Kopf. Durch eine Öffnung im Kopf der Düse bzw. durch ein System von Öffnungen, die zylindrisch oder in Form einer Lavaldüse bzw. als Schlitz ausgeführt sind, strömt das ^ Medium, welches durch ein Gas bzw_e Gasgemisch gebildet wird, in den Herdraum«, Es gibt verschiedene Typen von Blasrohren, die je einem bestimmten Verwendungszweck dienen und ein spezielles Medium zuführen, z„ B. zum Verblasen des Bades oder zum Verbrennen brennbarer Gase, die Kohlenoxyd enthalten, bzw. eines anderen Brennstoffes oder zum Hervorrufen einer Injektionswirkung, um die Zug- bzw. Druckverhältnisse im Herdraum zu beeinflussen,, Bekannte Blasrohrkonstruktionen können nur eine bestimmte Funktion erfüllen; daher kennt man z. B. Blasrohre für/Verblasen mittels Sauerstoff, Blasrohre, für die Verbrennung brennbarer Gase durch Sauerstoff oder Blasrohre mit Injektor,

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Bei dem neuen Stahl-Herstellungsverfahren in Tandemöfen, die auch als Doppelherdöfen bekannt sind, wird abwechselnd in einem der beiden Herde das Roheisen durch Sauerstoff mit Hilfe eines Blasrohres verblasen und im zweiten Herd der Schroteinsatz durch Verbrennen von, durch den Überführungskanal aus dem Verblasungsherd zugeführtem Kohlenoxyd erhitzt«

Die Verbrennung des Kohlenoxyds wird durch Sauerstoff durchgeführt, welcher in den Ofen mit Hilfe wassergekühlter Blasrohre eingeführt wird. Diese Verbrennungsblasrohre sind in dem Gewölbe oder in der Wand in der Nähe des·Uberführungskanals angeordnet und zwar meistenteils zwei Blasrohre in jedem Herd»

Für die Errichtung der gewünschten Zug- und Druckverhältnisse in beiden Herden des Tandemofens werden mit Rücksicht auf wärmetechnische, technologische und hygienische Forderungen wassergekühlte Injektionsblasrohre verwendet, die auch als Antriebsdüsen bezeichnet werden. Diese Injektionsblasrohre sind im Überführungskanal oder mit Vorteil vor dessen Mündung derart angeordnet, daß in jedem Herd ein Blasrohr untergebracht . ist.Durch die Injektionswirkung des Gasstromes, welcher aus der Blasrohrdüse strömt, wird die Überführung der Gase, welche Kohlenoxyd enthalten, aus dem Verblasungsherd in den Vorwärmeherd erleichtert.

Nachteilig bei der bisherigen Blasrohrkonstruktion zum Verbrennen des Kohlenoxyds und zum Injektieren der Gase ist es, daß sie nur als Einzweckeinrichtungen verwendbar sind, so daß deren große Anzahl die Installierung komplizierter Kühlwasser- und Gasverteilungssysteme zu den einzelnen Blasrohren unumgänglich macht; damit hängt ein großer Kühlwasserverbrauch zusammen und des weiteren die Notwendigkeit einer komplizierten Einrichtung für die Befestigung der Blasrohre, wobei auf unerwünschte Art das Gewölbe durch eine große Anzahl von Öffnungen für das Einschieben der Blasrohre in den Ofen geschwächt wird; dies

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alles hat grosse Anschaffungs- und Instandhaltungskosten zur Folge. Ein weiterer Nachteil ist das komplizierte Regelungsund Sicherheitssystem.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die an Stahl-Herdöfen, insbesondere Tandemöfen, für die Blasrohre erforderlichen Einrichtungen wesentlich zu vereinfachen, ohne die Wirksamkeit der Blasrohre zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs beschriebenen Blasrohr, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in verschiedenen, normal zur Blasrohr-Längsachse stehenden Ebenen eine mit einem " ersten Gaskanal verbundene Injektionsdüse und mindestens eine mit einem zweiten Gaskanal verbundene Verbrennungsdüse angeordnet ist.

Durch das kombinierte Blasrohr wird die Einrichtung der Herdöfen, insbesondere der Tandemöfen, wesentlich vereinfacht, der Kühlwasserverbrauch herabgesetzt und das Regelungs- und Sicherheitssystem der Blasrohre vereinfacht. Ferner ist es möglich, die Effektivität der Schroterhitzung durch vollkommene Verbrennung des Kohlenoxyds infolge seiner wirksamen Durchmischung mit dem Sauerstoff zu steigern, welcher durch eine grössere Anzahl Öffnungen, die mit Vorteil fächerartig angeordnet sind, zugeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsge- * mäßen Blasrohres liegt darin, daß die Anschaffungs- und Instandhaltungskosten sowohl der eigentlichen Blasrohre, als auch der zugehörigen Hilfseinrichtung wesentlich kleiner sind.

Ein solche s kombiniertes Blasrohr kann zum Injektieren von Gasen und/oder zur Zuführung von der Verbrennung dienenden Gasen dienen und insbesondere bei Doppelherdöfen entweder als Injektions- oder als Verbrennungsblasrohr arbeiten, wobei beide Funktionen weitgehend voneinander unabhängig sind. Infolgedessen ist auch eine leichte Einstellbarkeit und Anpaßbarkeit mit Rücksicht einerseits auf die Verbrennung und andererseits auf das Injektieren

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der Gase möglich.

In der Zeichnung ist ein praktisches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Blasrohres im Längsschnitt dargestellt«

Das Blasrohr besteht aus einem äußeren Kühlmantel 1, einer Zwischenwand 2, einem Mittelrohr 3 und einem Innenrohr 4„ Der äußere Kühlmantel 1 ist am Ende mit einem Kopf 5 versehen. Die Zwischenwand 2 endet in eimern Strömungsrichtkörper 6. In das Innenrohr 4 münden Verbrennungsdüsen 7j 7a mit Öffnungen 9» An das Mittelrohr 3 schließt eine Injektionsdüse 8 an, die in den äußeren Kühlmantel 1 ausmündet. Vom oberen Teil des äußeren

ab
Kühlmantels 1 wird Kühlwasser /geführt, dem oberen Teil der Zwischenwand 2 wird äeaagee^ell* Kühlwasser zugeführt© Dem oberen Teil des Mittelrohres 3 wird das Injektionsmedium und dem oberen Teil des Innenrohres 4 das Verbrennungsmedium zugeleitet.

Demzufolge wird den Verbrennungsdüsen 7? 7a durch das Innenrohr 4 Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft zugeführt. Durch den Ring-spalt zwischen dem Innenrohr 4 und dem Mittelrohr 3 wird das Injektionsmedium der Injektionsdüse 8 zugeführt. Durch den Ringspalt zwischen dem Mittelrohr 3 und der Zwischenwand 2 strömt Kühlwasser dem Blasrohr zu und durch den Ringspalt zwischen der Zwischenwand 2 und dem äußeren Kühlmantel 1 ab. '

Bei einem Ausführungsbeispiel sind zwei derartige Blasrohre gegeneinander gerichtet beidseitig vor dem Überführungskanal in dem Gewölbe eines Tandemofens in einer Entfernung von 0,5 des lichten Durchmessers des Überführungskanals fest angeordnet. Die Mündung der Injektionsdüse 8 ist annähernd zum Schwerpunkt der Überführungskanalfläche gerichtet₀ Die Achsen der Verbrennungsdüsenöffnungen 7, 7a sind um einen Winkel gegenüber der Längsachse des Blasrohres geneigt« Die Achsen der einzelnen Öffnungen 9 der Verbrennungsdüsen 7, 7a sind gegeneinander um einen Winkel von 15 versetzt und die .einzelnen Öffnungen 9 in der Verbrennungsdüse 7₉ 7a sind gegen-

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einander um einen Winkel von 7° verdreht. Die Entfernung zwischen der Verbrennungsdüse 7a und der Injektionsdüse 8 wird derart gewählt, dass, wenn die Mündung der Injektionsdüse 8 zum Schwerpunkt der Überführungskanalfläche weist, die Öffnungen 9 der Verbrennungsdüsen 7_f 7a in der Höhe der Oberkante des Überführungskanals liegen, wodurch ein Bespritzen der Düsenöffnungen durch Tropfen geschmolzenen Stahles und Schlacke verhindert wird.

Gemäss einer anderen Ausführungsform werden zwei kombinierte Blasrohre gemäss Erfindung gegeneinander gerichtet beidseitig g vor dem Überführungskanal herausschiebbar im Gewölbe des Tandemofens angeordnet. Beim Injektieren des Gases aus dem Ofen mündet das Ende der Injektionsdüse in den Schwerpunkt der Überführungskanalfläche. Bei der Verbrennung wird das Blasrohr derart gehoben, dass die Mündung der Injektionsdüse über der oberen Kante des Überführungskanals liegt und dadurch vor dem Bespritzen durch das geschmolzene Metall bzw. Schlacke geschützt wird, wobei die Öffnungen der Verbrennungsdüse mit Vorteil in der Ebene der Oberkante des Überführungskanals liegen. Bei dieser Ausführungsart kann die Verbrennungsdüse im Kopf des Blasrohres angeordnet werden.

Bei einer anderen Ausführungsart des erfindungsgemässen Blas- ( rohres, werden zwei kombinierte Blasrohre beidseitig vor dem Überführungskanal drehbar im Gewölbe des Tandemofens angeordnet. Beim Injektieren des Gases mündet die Injektionsdüse in den Schwerpunkt der Überführungskanalfläche. Beim Brennvorgang wird das Blasrohr um 180° derart verdreht, dass die Öffnungen der Verbrennungsdüsen in den Vorwärmherd, wo die eigentliche Verbrennung vor sich geht, münden. Die Öffnungen der Verbrennungsdüsen sind mit Vorteil in der Höhe der Oberkante des Überführungskanals angeordnet, damit sie durch das geschmolzene Metall bzw. Schlacke nicht bespritzt werden. Bei dieser Ausführungsart kann vorzugsweise die Verbrennungsdüse und auch die Injektionsdüse in der gleichen Richtung im Blasrohr ausmünden, oder die Verbrennungsdüse und die Injektionsdüse sind gegeneinander um

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einen Winkel von 90° verdreht.

Die Entfernung der Verbrennungsdüsen 7» 7a von der Injektionsdüse 8, die mit einer oder mehreren Öffnungen ausführbar ist, kann bis zum Dreifachen der Entfernung des Schwerpunkts der dem Ofenraum zugewandten Mündungsfläche des Überführungskanals von der Oberkante der Mündung dieses Kanals, mit Vorteil das 0,9- bis 1,5-fache dieser Entfernung, betragen.

Die Achsen der einzelnen Öffnungen 9 der Verbrennungsdüsen 7, 7a können gegeneinander um einen Winkel von bis zu 45°, mit Vorteil 15°, und die einzelnen Öffnungen 9 in der Verbrennungsdüse 7, 7a um einen Winkel bis zu 15°, mit Vorteil 7°, verdreht sein.

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Claims (2)

- 7 Patentansprüche;

1. Blasrohr für Stahl-Herdöfen, insbesondere Tandemöfen, mit Rohren, die Kanäle für die Zu- und Abführung von Kühlwasser und für die Zuführung von gasförmigem Medium bilden, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen, normal zur Blasrohr-Längsachse stehenden Ebenem eine mit einem ersten Gaskanal verbundene Injektionsdüse (8) und mindestens eine mit einem zweiten Gaskanal verbundene Verbrennungsdüse (7, 7a) angeordnet ist.

2. Kombiniertes Blasrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionsdüse (8) und die Verbrennungsdüse (7, 7a) einen Winkel bis zu 180° einschliessen.

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