DE226121C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18 c. GRUPPE

FRIEDRICH SIEMENS in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. März 1909 ab.

Die bisherigen Anwendungsformen des Regenerativgasprinzips auf Stoßöfen für metallurgische Zwecke krankten stets an folgenden Übelständen:

. Eine hohe Erwärmung der Verbrennungsluft auf mindestens 900 °, bei welcher die bekannten Vorteile der Regenerativgasfeuerung erst in Erscheinung treten, konnte in den bisher bekannt gewordenen Konstruktionen nicht erreicht werden, einerseits, weil' die zur Vorwärmung der Verbrennungsluft zu benutzenden Abgase durch das Überstreichen über noch kalte Blöcke zu sehr abgekühlt wurden, und andererseits, weil die Verbrennungsprodukte am Ende des langen Stoßherdes entnommen werden mußten, wobei wegen der an dieser Stelle befindlichen und bei einem großen Ofen fast stets offen stehenden Beschickungstür kalte Luft in die Abzugskanäle der Verbrennungsgase gezogen wurde, was wiederum die Regenerierungsfähigkeit der Abgase wesentlich beeinträchtigte. Ferner wurde bei den bisher bekannten Stoßofenkonstruktionen, sei es nach dem Regenerativgas-, dem Rekuperativgas-, Halbgas- oder direkt gefeuerten System, der Abbrand der Blöcke dadurch verhältnismäßig erhöht, daß die gemäß dem Gegenstromprinzip auf die bereits am meisten angewärmten Blöcke schlagende Flamme einen Überschuß an Luft mit sich führen mußte, einerseits, um die gewünschte hohe Temperatur zu erreichen, und andererseits, um eine vollständige Verbrennung des Gasquantums über die gesamte Länge des Roll- und Stoßherdes zu ermöglichen. Aber gerade an dieser Stelle.ist es von größter Bedeutung, daß ein Überschuß an Verbrennungs-. luft vermieden wird, sowohl deshalb, weil die an dieser Stelle bereits hoch erhitzten Blöcke besonders leicht oxydieren, als auch aus denl Grunde, weil die Mischung von Luft und Gas direkt hinter den Brennerköpfen noch nicht stattgefunden hat und folglich Luftströme leicht auf die heißen Blöcke schlagen konnten.

Schließlich tritt . noch. bei den bekannten Stoßofenkonstruktionen — vor allem bei den mit Regeneration oder Rekuperation versehenen — hinzu, daß es überhaupt schwer ist, das genügende Luftquantum der Flamme zuzuführen, da die meist offen stehende Beschickungstür Außenluft in die Abgaskanäle treten und den Zug des Ofens vermindern läßt. Man war daher bis jetzt auf Zuführung von Druckluft angewiesen.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen, den Stoßofen in zwei Teile zu zerlegen, nämlich in den Rollherd und in den Stoßherd, von denen dann jeder mit einer besonderen Feuerung ausgestattet wurde. Es ist aber naturgemäß nicht möglich, den Stoßherd mit einer Regenerativfeuerung zu betreiben, weil hier ein Umkehren der Flammenrichtung nicht möglich ist; denn diese Umkehrung würde zur Folge haben, daß zeitweilig die eben in den Stoßherd gelangten Blöcke von der. heißesten Flamme getroffen werden, während die sich dem Rollherd nähernden Blöcke von den kälteren Teilen der Flamme ■ bestrichen werden müssen. Andererseits wird die Regenerativfeuerung des Rollherdes' nicht

genügend ausgenutzt. Da nämlich in den Rollherd die Blöcke bereits auf helle Rotglut vorgewärmt eintreten, so wird die Flamme in diesem Teil des Stoßofens verhältnißmäßig wenig Gelegenheit haben, Hitze an die Blöcke abzugeben. Sie wird daher noch mit dem größten Teil ihrer Hitze in den Regenerator eintreten. Andererseits wird der Rollherd dank der hohen Vorwärmung der Luft mit einem

ίο geringen Luft quantum arbeiten können, so daß demzufolge die Verbrennungsluft nur ein geringes Quantum der in den Regeneratorkammern aufgespeicherten Hitze entnehmen und deshalb die Abgase mit zu hoher Temperatur in den Schornstein abgehen würden. Hierzu kommt noch, daß bei ausschließlicher Vorwärmung der Verbrennungsluft und Verwendung des Gases mit seiner Entstehungstemperatur, wie dies heutzutage meistens gehandhabt wird, schon an und für sich das Hitze abgebende Gasquantum (Abgase) beträchtlicher ist als das Hitze aufnehmende Quantum (Verbrennungsluft). Es muß sich also bei der für den Rollherd bestimmten Regenerativfeuerung ein Hitzeüberschuß ergeben.

Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß dieser Hitzeüberschuß der Regenerativfeuerung des Rollherdes für den Stoßherd benutzt wird. Dieser Erfindungsgedanke läßt sich in verschiedenartiger Form ausführen; man kann durch ein gekühltes Umstellventil direkt vorgewärmte Luft aus den Regeneratoren für die Speisung der Flamme im Stoßherd benutzen und sie zu den Brennerköpfen im Stoßherd leiten. Man kann aber in die Regeneratoren des Rollherdes besondere Kanäle oder Rekuperatoren einbauen, durch welche die für die Stoßherdflamme erforderliche Verbrennungsluft hindurchstreicht und auf die erforderliche Temperatur erwärmt wird. Hierbei wird das Gas für die Flamme im Stoßherd den Generatoren des Rollherdes entnommen. Man kann aber die Erfindung auch in der Weise ausführen, daß man einen Teil der Flamme des Rollherdes in den Stoßherd abzieht und diesen also mit einem Teil der Rollherdflamme betreibt. In diesem Falle wird das Wärmegleichgewicht in dem Regenerativofen dadurch gewahrt, daß nur ein Teil der Flamme die Regeneratoren durchstreicht, während der andere Teil den Stoßherd befeuert. Diese letzte Ausführungsform der Erfindung empfiehlt sich in erster Linie für kleinere Ofenkonstruktionen, wo also eine besondere Heizung des Stoßherdes mit für diesen besonders vorgesehenen Brennerköpfen fortbleibt. Sie kann aber bei größeren Öfen gemeinsam mit den vorher erwähnten Ausführungsformen Verwendung finden, derart, daß bei stärkerer Beanspruchung des Ofens die besondere Heizung des Stoßherdes betrieben wird;· liegt dagegen wenig Arbeit vor, so wird diese besondere Heizung ausgeschaltet und ein Teil der Rollherdflamme durch den Stoßherd abgesaugt. Schließlich ist eine Vereinigung dieser verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung auch noch in der Weise möglich, daß man sich auf eine geringe Zuführung von Gas und hoch erhitzter Verbrennungsluft zum Stoßherd beschränkt und gleichzeitig einen kleinen Teil der Rollherdflamme durch den Stoßherd abzieht. In allen diesen Fällen bleibt das Wärmegleichge wicht iri- dem Regenerativofen in der vorhin angedeuteten Weise gewahrt.

Man hat bereits versucht, die Aufgabe, den Stoßherd schwächer zu erhitzen wie den Schweißherd, mit Hilfe des Rekuperativsystems in der Weise zu lösen, daß man aus dem Stoßherd einen Teil der Heizgase absaugte, die man dann durch Rekuperatoren hindurchgehen ließ. Diesem Vorschlage haftet der Übelstand an, daß man einen Teil des Stoßherdes auf annähernd die gleiche Hitze des Schweißherdes bringen muß, da man das Absaugen doch erst nach vollständiger Verbrennung ausführen kann, weil andernfalls die lebende Flamme die Rekuperatoren schnell zerstören würde.

Demgegenüber ermöglicht die vorliegende Erfindung die Anwendung des Regenerativprinzips in der Weise, daß in dem Schweißherd eine umstellbare hufeisenförmige Flamme die Blöcke auf Schweißhitze bringt, während eine gleichgerichtete gerade, aber schwächere Flamme den Stoßherd der Länge nach durchstreicht. Dadurch wird erreicht, daß die beiden Ofenteile jeder für sich mit derjenigen Feuerung versehen sind, welche für sie bzw. den betreffenden Teil die günstigste ist.

Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch einen Wärmofen.

Fig. 2 ist ein wagerechter Querschnitt hierzu.

Der Wärmofen ist hier durch die Zwischenwand A in bekannter Weise in zwei Teile, nämlich den Rollherd A¹ und den Stoßherd A ², geteilt. Diese Teilung läßt sich auch durch entsprechendes Herabziehen des Gewölbes erreichen; es kann aber auch eine solche Scheidung von Rollherd und Stoßherd unterbleiben, wenn die Möglichkeit vorliegt, die Druck- und 110. Zugverhältnisse im Ofen genau zu regeln.

Der Rollherd, in dem eine hohe Schweißtemperatur unter möglichster Vermeidung eines Überschusses an Verbrennungluft herrschen soll, wird durch eine Regenerativgasflamme beheizt. Das Gas wird in den Generatorschächten B in unmittelbarster Nähe des Herdes erzeugt und gelangt nach Durchstreichen eines einseitig wirkenden Gasventils C in einen der beiden Flammenfüchse D und E. Hier trifft das Gas mit hoch erhitzter Verbrennungsluft zusammen, welche durch ein übliches Luft-

ventil F eingetreten ist und einen der Regeneratoren G oder I durchströmt hat. Durch Umstellen der Ventile F und C tritt dann das bekannte Regenerativprinzip in Erscheinung. Durch Einstellung des Schornsteinzuges und Gasdruckes hat man es in der Hand, die Flamme zu regeln und auf den Rollherd zu beschränken. In dem Stoßherd sind unmittelbar hinter der Zwischenwand A die Brennerköpfe M angeordnet, und zwar entweder an beiden Seiten des Herdes oder aber gemeinsam in der Mitte des Gewölbes. Das Gas für die Flamme im Stoßherd wird durch eine Abzweigung L von den Generatoren zu den Brennerköpfen M bzw. den Füchsen gebracht. Die Verbrennungsluft für den Stoßherd wird bei der hier veranschaulichten Ausführungsform in Kanälen oder Rekuperatoren K vorgewärmt, welche in den Regeneratoren G und I eingebaut sind. Wie vorhin bemerkt, ist es auch möglich, einen Teil der in diesen Regeneratoren erhitzten Verbrennungsluft direkt den Brennerköpfen M zur Speisung der Flamme im Stoßherd zuzuführen.
Bei kleineren Öfen wird, wie vorhin ausgeführt, die besondere Heizung für den Stoßherd nicht erforderlich sein. Hier wird die Beheizung des Stoßherdes dadurch ermöglicht, daß, wie vorhin angedeutet, durch Regelung des Schornsteinzuges und Gasdruckes ein Teil der Rollherdflamme abgezogen wird, so daß dieser Teil der Flamme den Stoßherd durchstreicht.

Die Ausnutzung der Flamme im Stoßherd geschieht nunmehr durch die längere Ausdehnung des Herdes. Eine Rekuperierung der Abgase, welche bei N und O entweichen, ist unzweckmäßig, einerseits, weil die für den Stoßherd vorgewärmte Luft höher erhitzt werden muß als die Temperatur der Abgase beträgt, und andererseits deshalb, weil man ohne Rekuperierung der Abgase des Stoßherdes die Beschickungstür offenstehen lassen kann, ohne daß dadurch die Wiedergewinnung der Abgase erschwert würde. Die Regelung der Flamme im Stoßherde erfolgt durch Schieber, welche an den Brennerköpfen M angebracht sind. Die beiden Schornsteinkanäle P und Q sind mit getrennten Schornsteinschiebern versehen, münden jedoch zweckmäßigerweise in denselben Schornstein.

Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Einrichtung lassen sich, wie schon vorhin bemerkt, mehrere Ausführungsformen der Erfindung anwenden und miteinander vereinen. So ist es möglich, die Brennerköpfe M überhaupt zu schließen und den Stoßherd A ² durch einen Teil der Rollherdflamme, die in den Stoßherd abgezogen wird, zu betreiben. Man kann aber auch die Brennerköpfe M teilweise öffnen, so daß hier ein gewisses Gas- und Luftquantum einströmt, wobei dann gleichzeitig noch ein Teil der Rollherdflamme in den Stoßherd abgezogen wird. Je nach den jeweiligen Anforderungen läßt sich also der vorliegende Ofen in der verschiedenartigsten Weise betreiben.

Claims (4)

65 Patent-Ansprüche:

1. Regenerativ-Wärmofen für Blöcke, dessen Herdraum in einen Rollherd und einen Stoßherd eingeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerativfeuerung des Rollherdes zum Betrieb des Stoßherdes

- benutzt wird.

2. Regenerativ-Wärmofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung einer besonderen Stoßherdflamme notwendige Verbrennungsluft durch die Regeneratoren des Rollherdes entweder direkt oder mit Hilfe von in diese Regeneratoren in bekannter Weise eingebauten Kanälen oder Rekuperatoren vorgewärmt wird.

3. Regenerativ-Wärmofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Flamme des Rollherdes in den Stoßherd abgezogen wird unter Fortfall einer besonderen Heizung für den Stoßherd.

4. Verfahren zum Betriebe eines Regenerativ-Wärmofens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßherd je nach Bedarf allein durch die für ihn besonders vorgesehene Heizung oder unter Abschluß derselben allein durch einen Teil der aus dem Rollherd abgezogenen Flamme oder schließlich durch die besondere Stoßherdheizung und einen Teil der aus dem Rollherd abgezogenen Flamme gemeinsam betrieben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.