DE1963430B2 - Durchlaufofen mit im Gegenstrom arbeitenden Brennern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen mit im Gegenstrom arbeitenden Brennern zum Schmelzen von Schrott und Aufkohlen des Bades mit einem Zulaufkanal, in dessen Einlauf der Schrott mittels einer Fördervorrichtung eingebracht wird und an dessen Ende der Schrott in einen Schmelzherd gelangt, dem ein Sammelherd nachgeordnet ist, und mit Wärmeaustauschern zur Kühlung des Einlaufes und zur Vorwärmung der Verbrennungsluft.

Ein derartiger Ofen ist aus der USA.-Patentschrift 287 006 bekannt. Bei diesem werden die Heißgase an der Einlaßöffnung des Zulaufkanals durch ein unter dem Ofen befindliches Kanalsystem über wärmetauschende Kammern geführt. Den wärmetauschenden Kammern wird Frischluft zugeführt, die nach entsprechender Erwärmung über Kanäle zu einem Brenner geleitet werden. Es sind zwei wärmetauschende Kammern vorgesehen, die abwechselnd von Frischluft oder von Heißgasen durchströmt werden. Auch die zu diesen Kammern führenden Kanäle werden abwechselnd von Frischluft oder Heißgasen durchströmt. Das gleiche gilt auch für die von diesen Kammern wegführenden Kanäle. Zur Steuerung der Heißgas- bzw. Frischluftzu- und -ableitung sind Schieber vorgesehen. Diese Art der Wärmeaustauschung hat eine Reihe von Nachteilen. Durch die Heißgase wird der Zulaufkanal stark erhitzt, weshalb er gekühlt werden muß. Die Anordnung der wärmetauschenden Kammern und der zugehörigen Kanäle und dem Ofen erfordert einen erheblichen baulichen Aufwand. Da ein großer Teil der Kanäle und die wärmetauschenden Kammern von den Heißgasen durchströmt werden, verschmutzt das gesamte Wärmeaustauschsystem. Die dem Brenner zugeführte Frischluft enthält Verbrennungsrückstände der Heißgase.

Aus der deutschen Patentschrift 746 892 ist ein Ofen mit einem Wärmeaustauscher bekannt, dem die heißen Abgase über eine Leitung zugeführt werden, die den Wärmeaustauscher in üblicher Weise in einer schlangenförmigen Leitung durchströmen. Dieser Ofen hat den Nachteil, daß der Wärmeaustauscher auf Grund der Verbrennungsrückstände der Abgase insbesondere bei Verwendung von Schwerölbrennern verschmutzt und der Wärmeaustauscher entweder unterhalb des oder seitlich von dem Ofen angeordnet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ofen der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die den Brennern zugeführte Frischluft von den Verbrennungsrückständen der Heißgase stets frei bleibt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Zulaufkanal aus mehreren Rohrschüssen zusammengesetzt ist, die je zwei in Umfangsrichtung umlaufende, radial übereinander angeordnete, nach außen mündende Kanäle aufweisen, die von Rohrschuß zu Rohrschuß durch einen Rohrkrümmer verbunden sind, und daß den radial äußeren Kanälen im Bereich der Auslaßöffnung des Zulaufkanals Frischluft zugeführt wird, die im Bereich der Einlaßöffnung in die radial inneren Kanäle geleitet und im Bereich der Auslaßöffnung abgeführt wird.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß für den

Zulaufkanal keine besonderen Kühlvorrichtungen benötigt werden. Günstig ist vor allem, daß die Frischluft zunächst die radial äußeren Kanäle durchströmt und sich nur relativ gering aufwärmt und dann beim Durchströmen der radial inneren Kanäle ausreichend erhitzt wird. Von Vorteil ist weiterhin, daß das Wärmeaustauschsystem und der Zulaufkanal eine bauliche Einheit bilden. Besondere bauliche Maßnahmen, insbesondere im Fundament des Ofens, sind nicht erforderlich. Auch werden keine der Verschmutzung unterworfenen Leitungen für die Heißgase benötigt, da diese unmittelbar durch den Zulaufkanal geführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand dei F i g. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Durchlaufofens gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht des teilweise geschnittenen Ofens der Fig. 1,
F i g. 3 eine Seitenansicht eines Rohrschusses des Zulaufkanals und

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV ir Fig.3.

Ein Fundament 1 trägt eine Grundplatte 2, an dei ein oder mehrere Stützen 3 befestigt sind, die eine Schwenkwelle 4 tragen, um die eine Tragkonstruktion 5 schwenkbar gelagert ist. Mit Hilfe eines Arbeitszylinders 6 oder eines Arbeitszylinders 7 ist die Tragkonstruktion 5 um die Achse der Welle A

schwenkbar. Die Tragkonstruktion 5 trägt den 31 abgeschlossen. Der Deckel 31 besteht aus einem

Durchlaufofen, der einen Einlauftrichter 9, einen an feuerfesten Auskleidungswerkstoff, der mit einem

den Einlauftrichter 9 anschließenden Zulaufkanal 10, Metallmantel umgeben ist; der Metallmantel ist an

einen an den Zulaufkanal 10 anschließenden seinem Umfang etwas weiter nach unten gezogen als

Schmelzherd 11 und einen an den Schmelzherd 11 5 die Auskleidung, die auf dem Schacht 29 aufliegt,

anschließenden Sammelherd J 2 umfaßt. Schmelzherd Den äußeren Umfang des Schachtes 29 umgibt an

11 und Sammelherd 12 sind auf einer Reihe von Pro- seinem oberen Ende eine ringförmige, mit Sand ge-

filschienen 13 aufgebaut, die ihrerseits auf der Trag- füllte Rinne 32, in deren Sand der nach unten gezo-

konstruktion 5 befestigt sind. Der Zulaufkanal 10 ist gene Rand des Metallmantels des Deckels 31 ein-

mit Laufrollen 14 versehen, die auf einer Bahn 15 io taucht.

abrollen, die auf der Tragkonstruktion 5 befestigt ist. Der gesamte Herd ist mit einem Stahlmantel 33 Dadurch kann der Zulaufkanal 10 sich ungehindert umgeben, der innen mit einer feuerfesten Auskleiin Längsrichtung ausdehnen, ohne daß die Wärme- dung 34 versehen ist. Die Auskleidung 34 bildet im dehnungen, die beim Anheizen oder beim Betrieb unteren Bereich des Schmelzherdes 11 eine Stufe 45 des Ofens auftreten, sich störend auswirken. An die 15 als Übergang zwischen dem rohrförmigen Anschluß-Einlaufseite des Zulaufkanals 10 schließt sich der bereich des Zulaufkanals an den Schmelzherd 11 und Einlauftrichter 9 unmittelbar an, der zur Längsachse dem etwa senkrecht angeordneten Schacht 29. Im des Zulaufkanals 10 um etwa 60° nach oben geneigt Bodenbereich des Schachtes 29 ist ein Verbindungsangeordnet ist. An den Einlauftrichter 9 ist seitlich kanal 35 vorgesehen, der vom Schmelzherd 11 zum ein Absaugrohr 16 angeschlossen, durch das über ein so Sammelherd 12 führt. Der Sammelherd 12 weist nicht dagestelltes Gebläse der Staub abgesaugt wird. ebenfalls die Gestalt eines mit senkrechter Achse an-Zur Schrottzuführung ist ein Plattenförderer 17 vor- geordneten kurzen Schachtes 36 auf, der in gleicher gesehen, der den Schrott bis zur Höhe des Einlauf- Weise wie der Schacht 29 nach oben abgeschlossen trichters 9 fördert und ihn in den Einlauftrichter 9 ist. Der Verbindungskanal 35 mündet in den Schacht abwirft. An der Fläche, an der der Schrott im Ein- 25 36 etwas oberhalb von dessen Boden 37; es entsteht Iauftrichter9 aufliegt, sind in Längsrichtung an- dadurch eine kleine Stufe 58 zwischen dem Verbingeordnete Schlitze 18 vorgesehen, durch die Finger dungskanal 35 und dem Boden 37 des Schachtes 36. 19 von Kettengliedern 20 einer Kette 21 hindurch- Der Mündung des Verbindungskanals 35 in den greifen. Die Kette 21 ist um zwei zueinander achspar- Schacht 36 etwa diametral gegenüberliegend ist ein allel angeordnete Walzen 22 und 23 geführt. Die 30 Anstichloch 38 in Höhe des Bodens 37 vorgesehen, Walzen 22 und 23 führen so viele Ketten wie Schlitze das rormalerweise durch einen nicht dargestellten 18 im Einlauftrichter 9 vorgesehen sind. Die Finger Pfropf verschlossen ist. An das Anstichloch 38 19, die auf der Ebene der Schlitze 18 in den Einlauf- schließt nach außen hin eine kurze Auslaufrinne 39 trichter 9 hineinragen, üben auf den Schrott eine den an.

Schrott in Richtung auf den Schmelzherd 11 hin wir- 35 In den Schacht 29 des Schmelzherdes 11 münden

kende Kraft aus. Angetrieben wird die Walze 22 von Gasauslaßöffnungen 40 und 41 von Brennern 26 und

einem Hydraulikmotor 24, der drehzahlunabhängig 27. Die Gasauslaßöffnungen 40 und 41 liegen einan-

ein konstantes Moment zu erzeugen in der Lage ist. der etwa diametral gegenüber; ihre Mittelachse be-

Der Einlauftrichter 9 ist in seinem unteren Bereich findet sich etwa in der Mitte zwischen der oberen

umgelenkt und schließt unmittelbar an den Zulaufka- 40 Kante der Stufe 45 und der Mittelachse des Zulauf-

nal 10 an. kanals 10. An die Gasauslaßöffnungen 40 und 41

Der Zulaufkanal 10 hat einen kreisförmigen Quer- schließen Gaszuleitungen 42 bzw. 43 mit kreisförmi-

schnitt, der sich vom Einlauftrichter in Richtung auf gern Querschnitt an. Die Längsachse dieser Gaszulei-

den Schmelzherd 11 hin konisch erweitert. Der Zu- tungen 42 und 43 ist um etwa 10° zur Horizontalen

laufkanal 10 ist aus mehreren Rohrschüssen 25 zu- 45 und unter etwa 60° zur Längsachse des Zulaufka-

satnmengesetzt, die an ihren Stoßstellen miteinander nals 10 geneigt. Der aus den Gasauslaßöffnungen 40

verbunden sind; an den Stoßstellen sind auch die und 41 austretende Heißgasstiahl strömt also unter

Laufrollen 14 vorgesehen. Die innere Oberfläche der einer Neigung von etwa 10° nach unten und weist

Rohrschüsse 25 ist mit in Achsrichtung verlaufenden eine in Richtung auf den Einlauftrichter 9 hin gericn-

Rippen versehen. Durch diese Rippen wird der 5° tete Komponente auf. Die Schachtauskleidung des

Kraftbedarf für das Vorschieben des Schrottes im Schachtes 29 ist in dem Bereich zwischen den beiden

Zulaufkanal 10 vermindert. Die Wandung der Ab- Gaszuleitungen 42 und 43 in dem dem Sammelherd

schnitte 25 ist mit profilierten Kanälen 63, 64 verse- 12 zugewandten Bereich bis zu einem kleineren In-

hen, von denen in radialer Richtung jeweils zwei nendurchmesser des Schachtes 29 ausgeführt als im

übereinander vorgesehen sind. Durch diese Kanäle 55 übrigen Bereich des Schachtes in Höhe der Gaszulei-

wird die Verbrennungsluft für Heißgaserzeuger 26, tungen 42 und 43.

27 und 28 auf etwa 350° C vorgewärmt. Die innere Der Sammelherd 12, dessen Schachtboden 37 tie-

Oberfläche des Zulauf kanals 10 ist mit Längsrippen fer liegt als der Schachtboden des Schmelzherdes 11,

67 versehen. weist eine Gasauslaßöffnung 44 auf, die etwa die

An den Zulaufkanal 10 schließt der Schmelzherd 60 gleiche Höhenlage aufweist wie die Gasauslaßöffnun-

11 an, der in dem an den Zulaufkanal 10 angrenzen- gen 40 und 41, also einen größeren Abstand zum

den Bereich die Gestalt einer rohrförmigen Fortset- Schachtboden 37 aufweist als die Gasauslaßöffnun-

zung des Zulaufkanals 10 aufweist. An diesen Be- gen 40 und 41 zum Boden des Schachtes 29. An die

reich schließt sich ein etwa senkrechter Schacht 29 Gasauslaßöffnung 44 schließt sich eine Gaszuleitung

mit kreisförmigem Querschnitt an, dessen Höhe nur 65 46 mit kreisförmigem Querschnitt an, deren Achse

wenig über den Außendurchmesser des Zulaufkanals zur Horizontalen etwa um 10° und zur Längsachse

10 hinausreicht. Der Schacht 29 ist nach oben hin des Zulaufkanals 10 um etwa 60° geneigt ist, so daß

durch eine Platte 30 und einen aufgesetzten Deckel der durch die Gasauslaßöffnung 44 in den Schacht

36 eintretende Gasstrahl etwa tangential in Richtung des Zulaufkanals 10 weist Flansche 61 auf, an denen

auf die Auslaufrinne 39 hin strömt. Etwa diametral die einzelnen Rohrschüsse 25 miteinander ver-

gegenüber der Gasauslaßöffnung 44 mündet in Nähe schraubt werden. Die Rohrschüsse weisen eine rela-

des Bodens 37 eine um 45° zur Horizontalen ge- tiv starke Wand 62 auf, in der radial übereinander

neigte Zuführvorrichtung 47, die vom Sammelherd 5 die beiden Kanäle 63, 64 vorgesehen sind, die einen

12 radial nach außen ansteigend angeordnet ist. stark profilierten Querschnitt aufweisen, wodurch

Diese Zuführvorrichtung enthält eine Förder- der Wärmeübergang auf die die Kanäle 63 und 64

schnecke 48, die von einem Hydraulikmotor 49 an- durchströmende Luft verbessert wird. Die Kanäle

getrieben ist. Mit Hilfe der Zuführvorrichtung 47 bilden einen aufgeschnittenen Kreisring, dessen En-

wird Kohlenstoff in Form von Koksabrieb und wer- io den nach außen geführt sind, wo die Luft durch Öff-

den granulierte Zuschlagstoffe der dem Boden 37 des nungen 65 zu- und abgeführt wird.

Schachtes 36 bedeckenden Schmelze zugeführt. Da- Die Aus- und Eintrittsöffnungen 65 für die Luft

bei befindet sich die Mündungsöffnung der Zuführ- sind durch Rohrkrümmer 66 von Rohrschuß 25 zu

Öffnung 47 unterhalb der Oberfläche der Schmelze. Rohrschuß 25 miteinander verbunden. Die Luftfüh-

Die Brenner 26, 27 und 28 sind Schwerölbrenner, 15 rung ist dabei so gewählt, daß die Kaltluft in dem denen auf etwa 95° C erwärmtes Schweröl zugeführt dem Schmelzherd 11 benachbarten Rohrschuß 25 wird, das mittels ebenfalls zugeführter kalter Preßluft den äußeren Kanal 64 durchströmt, anschließend zerstäubt wird. Die Brenner 26, 27 und 28 weisen an durch einen Rohrkrümmer 66 zum Außenkanal 64 ihrem dem Gasaustritt abgewandten Ende je eine des benachbarten Rohrschusses des Zulaufkanals 10 zentrale Öffnung 50, 51 und 52 auf. Durch diese Öff- so und dann bis zu dem dem Einlauftrichter 9 benachnung ist ein auswechselbarer Zerstäuber eingeführt, barten Rohrschuß 25 geführt wird. Dort wird die inder an einer Lanze befestigt is*. Nach jeder Schicht zwischen bereits etwa aufgewärmte Verbrennungsluft oder bei Bedarf wird der Zerstäuber durch Heraus- vom äußeren Kanal 64 zu dem inneren Kanal 63 geziehen der Lanze und Einschieben eines neuen, eben- leitet und durchströmt nun nacheinander alle inneren falls an einer Lanze befestigten Zerstäubers ausge- 25 Kanäle der Rohrschüsse 25 des Zulaufkanals 10 in wechselt. Der Zerstäuber ist über flexible Drucklei- Richtung auf den Schmelzherd 11 hin. Der Wärmetungen, die nicht dargestellt sind, mit einer Ringlei- Übergang erfolgt von den die Rohrschüsse 25 axial tung 53, die Preßluft führt und mit einer Ringleitung durchströmenden Heißgasen durch die Wand 62 hin-54, die vorgewärmtes Schweröl führt, verbunden. durch.

In den Bereich zwischen der Zuführvorrichtung 47 30 Der dem Zula.ufkanal 10 z. B. in Form von losem und der Auslaufrinne 39 ist etwa in halber Höhe des Stahlschrott oder Spänen oder auch als in Pakete geSchachtes 36 ein Fenster 55 vorgesehen, das durch preßter Stahlschrott zugeführte Schrott ist gasdurcheine feuerfeste Platte 56 verschlossen ist, die pneu- lässig, da er niemals völlig kompakt ist und auch den matisch gegen einen Fensterrahmen gepreßt ist. Zum Querschnitt des Zulaufkanals 10 nie völlig ausfüllt. Entnehmen von Proben wird die Platte nach dem Ab- 35 Der Schrott sinkt mit zunehmender Erwärmung zuschalten des pneumatischen Druckes abgehoben, wo- sammen, und es besteht niemals die Gefahr, daß dei durch das Innere des Schachtes 36 erreichbar ist. Zulaufkanal verstopft und kein Heißgas mehr durch-

Der in den F i g. 3 und 4 dargestellte Rohrschuß läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Durchlaufofen mit im Gegenstrom arbeitenden Brennern zum Schmelzen von Schrott und Aufkohlen des Bades mit einem Zulaufkanal, in dessen Einlauf der Schrott mittels einer Fördervorrichtung eingebracht wird und an dessen Ende der Schrott in einen Schmelzherd gelangt, dem ein Sammelherd nachgeordnet ist, und mit Wärmeaustauschern zur Kühlung des EiDiaufes und zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (10) aus mehreren Rohrschüssen (25) zusammengesetzt ist, die je zwei in Umfangsrichtung umlaufende, radial übereinander angeordnete, nach außen mündende Kanäle (63, 64) aufweisen, die von Rohrschuß (25) zu Rohrschuß (25) durch einen Rohrkrümmer (66) verbunden sind, und daß den radial äußeren Kanälen (64) im Bereich der Auslaßöffnung des Zulaufkanals (10) Frischluft zugeführt wird, die im Inneren der Einlaßöffnungen in die radial inneren Kanäle (63) geleitet und im Bereich der Auslaßöffnung abgeführt wird.

2. Durchlaufofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Zulaufkanals (10) mit Längsrippen (67) versehen ist.

3. Durchlaufofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad im Sammelherd (12) mit einer Zuführvorrichtung (47) für kohlenstoffhaltiges Material und/oder für Zuschläge versehen ist, die unterhalb der Oberfläche des Bades im Sammelherd (12) mündet, die im Zuleitungsrohr eine Förderschnecke (48) aufweist und deren Achse um 45° gegen den Sammelherd (12) geneigt ist.