DE2047453A1 - Keramischer Brenner für Winderhitzer - Google Patents

Description

Dr.W.P.Radt

Dipl.-Ing. E. E. Rnkener " · Dr. C. Otto &'Comp.

Dipl.-Ing. W. Ernesti 3 O G H U M

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Telegrammadresse: Radtpatent Bodium LU ι / ιΟΰ

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Eer ami scher Brenner für Winde rh.it zer

Die Erfindung betrifft einen keramischen Brenner- für die Beheizung eines Winderhitzers o.dgl.

In der Eisenhüttenindustrie ist man bestrebt, die Temperatur des Hochofenwindes auf 1200 bis 1300° G zu bringen. Um derartige Temperaturen zu erreichen, müssen die Kuppeln der Winderhitzer auf I5OO⁰ G und höher aufgeheizt werden. Zur Beheizung der Winderhitzer sind bisher metallische Brenner οonutzt worden. Die EaItbarkeit dieser Brenner geht aber bei den verlangten hohen Temperaturen stark zurück. Zum Schutz der bekannten metallischen Brenner müssen darüber hinaus besondere Haßnahmen ergriffen werden, wie z.B. der Einbau wassergekühlter Schieber oder ähnlicher Einrichtungen. Diese baulichen Veränderungen erhöhen nicht nur die Störanfälligkeit, sondern verursachen auch zusätzliche Kosten.

Hinzu kommt, daß bei dea höheren 'Temperaturen in den Kuppeln der Winderhitzer eine Beheizung mit reinem Hochofengas nicht mehr ausreicht. Der Wärmeinhalt des Hochofengases muß vielmehr durch Beimischung von Koksofengas oder Erdgas angereichert werden.

Die vorgenannten Gründe, d.h. die geringere Haltbarkeit eines metallischen Brenners bei höheren Temperaturen und die Verbrennung eines Mischgases aus Hochofengas und einem kaloriereicheren Gas, sind die HauptürSachen dafür, daß die her-

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kömmlichen Brenner für die Aufheizung eines Winderhitzers auf die genannten höheren Temperaturen nicht oder aber zumindest nicht wirtschaftlich verwendbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Brenner für Vinderhitser iu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Metallischen Brenner nicht auftreten, d.h. der Brenner muß so ausgebildet sein, daß er den infolge der erhöhten Temperaturen entstehenden schärferen Bedingungen gewachsen ist·

Zur Lösung der Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein keramischer Brenner vorgesehen, der im wesentlichen aus einer am unteren Ende in axialer Verlängerung des Brennschachtes des Winderhitzers angeordneten etwa zylindrischen Mischkammer aus feuerfestem Material und tangential in die Mischkammer mündende Kanäle ebenfalls aus feuerfestem Material für die Gas- und Luftzufuhr besteht«

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwei oder mehr in bezug auf die Achse der Mischkammer übereinanderliegende Kanäle vorgesehen, die abwechselnd als Gas- und Luftzufuhrkanäle benutzt werden.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht drei überein-* anderliegende Kanal· vor» von denen der mittler« für dl· Luftzufuhr und der ober· und unter· tür dl· Gaszufuhr dient· Die Kanäle haben gemäß der Erfindung an Ihrer Eintrittsstelle In dl· Mischkammer einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit untereinander gleioher Breit··

Ein· weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor» daß dl· Mischkammer am oberen End· konisch eingeschnürt let»

Dl· Ausbildung dos Brenners aus feuerfestem Material» insbesondere au« feuerfesten Steinen, ergibt ein Brennersystem,

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das gegen die Einwirkung der zu erwartenden höheren Temperaturen unempfindlich, ist. Die nach der Erfindung ferner vorgesehene tangentiale Einleitung des Gas» Loftstromee und die Aufteilung in Einxel ströme vor der Einleitung in die Mischkammer führt su einer innigen Durchaischung der brennbaren Bestandteile mit der Verbrennungsluft und damit zu einem vollständigen Auebrand des aus Hochofengas und Kokaofen- bzw. Erdgas bestehenden Gasgemisches«

Bei der bevorzugten Ausführungsform eines kerad.sch.en Brenners nach der Erfindung wird Gas und Luft in abwechselnd übereinanderliegenden einzelnen Strömen von der Seit· her tangential in die Mischkammer eingeblasen. Durch dl· Aufteilung der Gas- und Luftströme in mehrere EinzelstrSme wird hinter der Austrittsetelle bere'its eine intensive Tormischung erreicht, die noch gesteigert werden kann, wenn die Austrittsgeschwlndigkelten der Verbrennungsluft einerseits und des Gases andererseits unterscheldllch hoch sind· Die eigentliche Mischung der beiden Medien erfolgt in der Mischkammer, in der sie durch die tangentiale Einströmung eine Rotationsbewegung ausführen und dabei durcheinandergewirbelt werden· Die Vermischung ist so vollständig, daß kurz vor dem Verlassen der Mischkammer und weiter danach die Verbrennung so intensiv einsetzt, daß bei Volllast bereits in halber Höhe des Brennschachtee die Mischung vollständig ausgebrannt ist, und «war selbst bei nur geringfügigem Luftüberschuß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigent

Fig. 1 eine Seitenansicht eines keramischen Brenners in einem Schnitt entlang der Linie I-I der Tig« 2,

Fig* 2 einen Querschnitt des keramischen Brenners in der Ebene der Linie H-II der Fig. 1,

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Fig. 3 eine Schnittansicht der Eintrittskanäle in der Ebene der Linie .HI-III der Fip-. 1 und

Fig. 4 eine Frontansicht der Eintrittskanäle von der Innenseite -der Mischkammer. '

Die zylindrische Mischkammer 1 des Brenners ist aus feuerfesten Steten aufgebaut, wobei am oberen Ende die einzelnen Schichten jeweils nach innen eingerückt sind, so daß ein konischer Abschluß 2 entsteht. Am unteren Ende ist die Mischkammer durch einen Boden 5 abgeschlossen^ In der Kähe des Bodens sind drei übereinanderliegeride Kanäle vorgesehen, von denen, der untere Kanal 4 und der obere Kanal 5 für die Zufuhr von Gas und der mittlere Kanal 6.für die Zufuhr von Luft dienen. Die Mündungsquerschnitte dieser drei Kanäle sind, wie es aus Fig. 4 hervorgeht, im wesentlichen rechteckig, wobei die Breite der drei Kanäle 4, 5» gleich ist. In Richtung auf die Eingangsseite geht der Kanal 6 von dem rechteckigen Querschnitt in einen kreisrunden Querschnitt über, der etwa dem Querschnitt eines; Stutzens 7 für den Anschluß eines Brennluftschieberventils entspricht. Der Stutzen 7 ist von einer .Logel stumpf artigen Haube 8 umgeben, die in Verbindung mit der Wandung des Stutzens 7 einen Ringraum begrenzt, über den das Gas den beiden Kanälen 4 und 5 zugeführt wird. Der Anschluß der Zufuhrleitungen kann auch in anderer Weise erfolgen.

Die Lage des Brenners in bezug auf den Brennschacht 9 des Winderhitzers 10 ist einerseits aus der Schnittansicht in Fig. 1 und andererseits aus der Querschnittsansicht in Fig. 2 ersichtlich.

•In der Mischkammer 1 bildet sich eine Geschwindigkeitsverteilung in Form eines Rotationsprofiles aus, da an den Wandungen und in den Randzonen die Strömungsgeschwindigkeit größer ist als in der Mitte der Mischkammer. Je nach den

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vorliegenden Verhältnissen kann in der Hitte die Geschwindigkeit auf Hull absinken oder sogar eine fiückströmung entstehen. Um die Strömung von der Wand abzulösen, ist die Mischkammer an der Kündung konisch eingeschnürt. Diese Einschnürung bewirkt eine Umlenkung des wirbelnden Gras- Luf tgemi-sches zur Mitte hin und damit zum Höhepunkt der Verbrennung.

Bei-Versuchen wurde festgestellt, daß der Brenner im Bereich 1 : 5 zuverlässig regelbar ist. Die Temperaturen in der Hitte der Mischkammer betrugen bei diesen Versuchen 600° 0 bei der kleinsten durchgesetzten Menge und etwa 150 G bei der größten durchgesetzten Menge.

Patentansprüche

8AO ORiGiNAt

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Claims (6)

1. . Keramischer Brenner für Winderhitzer, g e k e n'n,-zeichnet durch eine am unteren -Sn de in axial or Verlängerung des Brennschachtes (9)" des Winderhitzers (10) angeordnete etwa zylindrische Mischkammer (1) aus feuerfestem I'iateiLal und einen oder mehrere tangential in die Mischkammer (1) mündende Kanäle aus feuerfestem Material für die Gas- und Luftzufuhr.

P 2. Keramischer Brenner nach Anspruch 1, ,dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr.getrennt in die Mischkammer (1) mündende Kanäle vorgesehen sind.

3· Keramischer Brenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Kanäle in bezug'auf die Achse der Mischkammer (1) übereinander angeordnet sind.

^LV. Keramischer Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle abwechselnd als Gas- und Luftzufuhrkanäle dienen.

% 5· Keramischer Brenner nach Anspruch 3j. dadurch gekennzeichnet, daß drei übereinanderliegende Kanäle vorhanden sind, von denen der mittlere (6) für die Luftzufuhr und der obere 05) und untere (4-) für die Gaszufuhr dient.

6. Keramischer' Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4, 5 u. 6) an ihrer Eintrittsstelle in die Mischkammer (1) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit untereinander gleicher Breite haben.

7· Keramischer Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (1) am oberen Ende (2) konisch eingeschnürt ist.

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