DE2331938A1

DE2331938A1 - GAS OR OIL FURNITURE

Info

Publication number: DE2331938A1
Application number: DE19732331938
Authority: DE
Inventors: Lumir Dipl Ing Zadera
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1972-06-28
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1974-01-17
Also published as: CH539829A; FR2191713A5; IT990753B; DE7323356U; GB1440221A

Description

DIETRICH LEWINSKYDIETRICH LEWINSKY

PArFNTANWALT 2?. Juni »973PArFNTANWALT 2 ?. June »973

8 MünchenÄI- Gotthardstr. 818 MunichÄI- Gotthardstr. 81

Telefon 56 17 ό2Telephone 56 17 ό2

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 SchaffhausenGEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 Schaffhausen

Gas- oder ölgefeuerter Schachtofen Gas or oil-fired shaft furnace

Gegenstand der Erfindung ist ein gas- oder ölgefeuerter Schachtofen zum Schmelzen und Ueberhitzen von Metall, mit einem unterhalb des Schachtes angeordneten, als Schmelz- und Ueberhitzungskammer ausgebildeten Herd, der in der Wandung einen Auslaufkanal für das flüssige Schmelzgut und in den Herd mündende Brennerdüsen für die Zuführung des Luftheizmediumgemisches aufweist.The invention relates to a gas or oil-fired shaft furnace for melting and overheating of metal, with a stove arranged below the shaft, designed as a melting and overheating chamber, which is in the wall an outlet channel for the liquid melting material and burner nozzles opening into the hearth for the supply of the air heating medium mixture having.

Beim Betrieb von derartigen Schachtöfen,·insbesondere Kupolofen, wird bezweckt, den üblich zur Erzeugung der notwendigen Schmelzwärme für das Schmelzgut verwendeten Koks durch Einsatz von Gasen oder Heizöl zu ersetzen.When operating such shaft furnaces, especially cupola furnaces, The purpose is to use the coke that is customarily used to generate the necessary heat of fusion for the molten material To replace the use of gases or heating oil.

Als Lösung dieser Art ist ein gasbeheizter Kupolofen bekannt (DB-PS 1 558 Ο68), der im Mittelteil des Schachtes einen oberen Vorsprung zum Verhindern des Durchfallens der Beschickung in den als Ueberhitzungskammer ausgebildeten unteren Teil des Kupolofens auf v/eist. Ein an dem oberen Vorsprung anschliessender unterer Vorsprung trägt die Beschikkung. In der Zone der Vorsprünge ist der Schacht breiterA gas-heated cupola furnace is known as a solution of this type (DB-PS 1 558 Ο68), which is located in the middle part of the shaft an upper projection to prevent the charge from falling through into the overheating chamber lower part of the cupola on v / eist. A lower projection adjoining the upper projection carries the charge. The shaft is wider in the area of the protrusions

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und besitzt einen halbringförmigen Innenraum, womit die Schmelzzone gebildet wird. In der Schachtauskleidung in der Höhe des Herdes befinden sich die Brennerdüsen und ein Auslauf für das flüssige Schmelzgut.and has a semicircular interior, with which the melting zone is formed. In the manhole lining in The burner nozzles and an outlet for the molten material are located at the height of the hearth.

Eine solche Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass die Ausmauerung in der Schmelzzone kompliziert ist und die Distanz zwischen den Brennerdüsen und dem Schmelzgut relativ gross, wodurch die Brennergase nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Schmelzgut gelangen, was einen Temperaturabfall und Wärmeverlust in dieser Zone zur Folge hat.However, such a design has the disadvantage that the lining in the melting zone is complicated and the The distance between the burner nozzles and the melting material is relatively large, which means that the burner gases are not in the immediate vicinity Come into contact with the melting material, which results in a temperature drop and heat loss in this zone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen zu schaffen, mit welchem die vorerwähnten Nachteile vermieden werden und der es ermöglicht, die Brennergase in gewünschter und regulierbarer Zusammensetzung unmittelbar mit dem Schmelzgut in Kontakt zu bringen. Ferner soll ein kontinuierlicher Schmelzfluss erreicht werden, und bei zeitweiligem Unterbruch des Schmelzvorganges soll dieser ohne Schwierigkeiten wieder forgesetzt werden können.The invention is based on the object of creating a shaft furnace with which the aforementioned disadvantages can be avoided and which enables the burner gases in the desired and controllable composition directly to bring into contact with the melting material. Furthermore, a continuous melt flow should be achieved, and at If the melting process is temporarily interrupted, it should be possible to continue it again without difficulty.

Bei einem Schachtofen der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgernäss dadurch gelöst, dass'die Schmelzkammer als Ringraum vorgesehen ist und als innere Begrenzung des Ringraumes einen zentrisch in der Ofensohle, das Schmelzgut abstützend, eingesetzten feuerfesten Einsatz aufweist, dessen Formgebung der Umlenkung und Verteilung der Brennergase in das Schmelzgut dient und die äussere Begrenzung des Ringraumes von der Wandung des Herdes gebildet ist, wobei die Schmelzkammer in einen ringförmigen Brennraum übergeht, welcher von einem mit den Brennerdüsen besetzten, erweiterten Wandabschnitt des Herdes und der Ofensohle begrenzt ist, und wobei der Brennraum mit mindestens einer Ausflussöffnung versehen ist.In a shaft furnace of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the melting chamber is provided as an annular space and, as the inner delimitation of the annular space, has a refractory insert inserted centrally in the furnace base, supporting the melting material, the shape of which is used to deflect and distribute the burner gases in the melting material and the outer limitation of the Annular space is formed by the wall of the hearth, the melting chamber merging into an annular combustion chamber, which is delimited by an enlarged wall section of the hearth and the furnace base which is occupied by the burner nozzles, and wherein the combustion chamber is provided with at least one outflow opening.

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Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt entlang der Symmetrieachse eines Schachtofens1 shows a vertical section along the axis of symmetry of a shaft furnace

Fig. 2 eine Draufsicht des EinsatzesFigure 2 is a plan view of the insert

Fig. 3 einen Ausschnitt von Fig. 1 in grösserem Massstab3 shows a detail of FIG. 1 on a larger scale

Fig. 4 eine Variante des Einsatzes4 shows a variant of the insert

Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 4FIG. 5 is a top view of FIG. 4

Fig. 6 eine weitere Variante des Einsatzes6 shows a further variant of the insert

Fig. 7 eine Draufsicht von Fig. 6FIG. 7 is a top view of FIG. 6

In Fig. 1 ist der untere Teil eines gas- oder Ölgefeuerten Schachtofens mit einem Schachtteil 12 und einem mit diesem verbundenen Herd 5 dargestellt. Zentrisch, in der Ofensohle 8 des Herdes 5 ist ein als kegelförmiger Körper ausgebildeter, aus schlag- und feuerfestem Material bestehender, einteiliger Einsatz 2 eingesetzt. Entlang der Mantellinie 10 des Einsatzes 2 sind Rillen 11 (Fig. 2) zur Umlenkung und Verteilung der aus den Brennerdüsen 7 ausströmenden Brennergase 3 vorgesehen. Der von der Mantelfläche des Einsatzes 2 und der Wandung des Herdes 5 begrenzte Teil bildet einen Ringraum, der _als Schmelzkammer 1 bezeichnet wird. Die Schmelzkammer 1 steht in unmittelbarer Verbindung mit einer Ueberhitzungskammer 20 und einem Brenne*»raum 6. Den üeber-In Fig. 1, the lower part of a gas or oil-fired shaft furnace with a shaft part 12 and a stove 5 connected to this is shown. A one-piece insert 2, designed as a conical body and made of impact-resistant and fire-resistant material, is inserted centrally in the furnace base 8 of the hearth 5. Grooves 11 (FIG. 2) for deflecting and distributing the burner gases 3 flowing out of the burner nozzles 7 are provided along the surface line 10 of the insert 2. The 5 limited part of the lateral surface of the insert 2 and the wall of the oven forms an annular space, is referred to the _a ls melting chamber. 1 The melting chamber 1 is in direct connection with an overheating chamber 20 and a combustion chamber 6.

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gang der Schmelzkammer 1 in die Ueberhitzungskammer 20 wird durch den Schmelzzustand des Schmelzgutes 4 bestimmt und der Uebergang in den Brennraum 6 vom nachfliessenden Schmelzgut gebildet. Die Schmelzkammer 1, die Ueberhitzungskammer 20 und der Brennraum 6 bilden zusammen, ohne das Vorhandensein von Schrnelzgut, einen zum Ofenschacht 12 hin offenen, im übrigen vom Einsatz 2 der Ofensohle 8 und der Wandung 30 sowie des erweiterten Wandabschnittes 34 des Herdes 5 begrenzten ringförmigen Raum. In dem erweiterten Wandabschnitt J4 des Herdes 5 sind mehrere, in den Brennraum 6 in vorbestimmter Richtung mündende Brennerdüsen 7 für die Zuführung der Brennergase 3 des Luftheizmediumgemisches eingesetzt sowie mindestens eine Ausflussöffnung 9 für das flüssige Schmelzgut 13. Die Ausflussöffnung 9 ist mit Abstand zu der zum Schacht gerichteten Oberfläche der Ofensohle 8 angeordnet, damit ein ringförmiger Schmelzsumpf 31 gebildet werden kann, der den Einfluss der Ofenatmosphäre an die Schmelze bewirkt und eine Ueberhitzung der Schmelze ermöglicht. In dem erweiterten Wandabschnitt J4 des Herdes 5 ist eine Resteisenabstichöffnung vorgesehen.passage of the melting chamber 1 into the overheating chamber 20 determined by the melting state of the melt material 4 and the transition into the combustion chamber 6 from the melt material flowing in educated. The melting chamber 1, the overheating chamber 20 and the combustion chamber 6 together form without the presence of Schrnelzgut, one open to the furnace shaft 12, otherwise from the insert 2 of the furnace base 8 and the wall 30 and the enlarged wall portion 34 of the hearth 5 limited annular Space. In the extended wall section J4 of the cooker 5 are several burner nozzles 7 opening into the combustion chamber 6 in a predetermined direction for the supply of the burner gases 3 of the air heating medium mixture is used and at least one outflow opening 9 for the liquid melt material 13. The outflow opening 9 is at a distance from that directed towards the shaft Surface of the furnace sole 8 arranged so that an annular melt sump 31 can be formed, which the Influence of the furnace atmosphere on the melt and allows overheating of the melt. In the extended wall section J4 of the hearth 5 is a scrap iron tapping opening intended.

Zur Beschleunigung des Schmelzvorganges beim Anfahren des Ofens oder bei längeren Unterbrüchen des Schmelzvorganges sind in dem Wandabschnitt 3^ ^des Herdes 5 im Bereich der Brennerdüsen 7 Zusatzdüsen 21 für ein mit hoher Temperatur arbeitendes Heizmedium vorgesehen. Anstelle von festeingesetzten Zusatzdüsen 21 können auch Oeffnungen für das Einführen von Brennerlanzen angewandt werden.To speed up the melting process during start-up of the furnace or at longer interruptions in the melting process 7 Additional nozzles 21 are provided for operating with high temperature heating medium in the wall portion 3 ^ s ^de oven 5 in the region of the burner nozzles. Instead of permanently inserted additional nozzles 21, openings for the introduction of burner lances can also be used.

Fig. 3 zeigt in grösserem Massstab einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einem in der Ofensohle 8 eingesetzten, in schlag- und feuerfestem Material ausgeführten kegelförmigen mehrteiligen Einsatz 14, in welchem zentrisch ein die segmentartigen TeileFig. 3 shows on a larger scale a detail from Fig. 1 with a multi-part, conical, multi-part, inserted in the furnace base 8, made of impact-resistant and refractory material Insert 14, in which the segment-like parts are centered

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des Einsatzes l4 führenden und das Schmelzgut 4 abstützender Mittelteil 16, aus schlag- und feuerfestem Material bestehend, eingesetzt ist. Die aus den einzelnen Segmenten gebildete Mantelfläche des Einsatzes 14 weist Rillen 33 auf.of the insert l4 leading and the melting material 4 supporting middle part 16, consisting of impact and fire-resistant material, is used. The outer surface of the insert 14 formed from the individual segments has grooves 33.

In Fig. 4 und 5 ist ein Einsatz 15 als Variante des Einsatzes l4 von Fig. 3 dargestellt, wobei die einen Segmente I9' dieses Einsatzes 15 gegenüber den Segmenten l8 Überhöhte Mantellinien 10 aufweisen, wodurch die Mantelfläche des Einsatzes I5 mit Rillen 22 gebildet ist. Ein im Zentrum des Einsatzes 15 eingesetzter Mittelteil 17 aus schlag- und feuerfestem Material dient der Führung der Segmente l8 und I9 und der Abstützung des Schmelzgutes 4.In Fig. 4 and 5, an insert 15 is a variant of the insert 14 of Fig. 3, the one segments I9 'this Insert 15 opposite the segments l8 have superelevated surface lines 10, whereby the outer surface of the insert I5 with Grooves 22 is formed. One inserted in the center of the insert 15 Middle part 17 made of impact-resistant and fire-resistant material is used to guide the segments l8 and I9 and support of the melting material 4.

Fig. 6 und 7 zeigen einen Einsatz 23 als weitere Variante des Einsatzes 14 von Fig. 3» bei welchem ein in der Ofensohle 8 eingesetzter Bodenteil 25 vorgesehen ist, der in eine Bohrung und in eine in der Verlängerung dieser Bohrung gebildete ringförmige Ausnehmung des Einsatzes 23 eingreift. Der Bodenteil 25 ist mittels eines Bolzens 26 mit einem schlag- und feuerfesten Mittelteil 24 verbunden, wodurch die Segmente 27 und 28 des Einsatzes 23 führend zusammengehalten sind. Die Segmente 27 und 28 weisen hierbei eine ähnliche Gestaltung der Mantellinien 10 des Einsatzes 14 von Fig. 3 auf.6 and 7 show an insert 23 as a further variant of the Insert 14 of FIG inserted bottom part 25 is provided, which is in a bore and in an annular formed in the extension of this bore Recess of the insert 23 engages. The bottom part 25 is by means of a bolt 26 with an impact and fireproof Central part 24 connected, whereby the segments 27 and 28 of the insert 23 are held together leading. The segments 27 and 28 here have a similar design of the surface lines 10 of the insert 14 of FIG. 3.

Die Mantellinien 10 und/oder die Grundlinien der Rillen 11, 22, 29, 33 können geradlinig oder bogenförmig ausgebildet sein.The surface lines 10 and / or the base lines of the grooves 11, 22, 29, 33 can be straight or curved be.

Die Wirkungsweise vorliegender Erfindung besteht darin, dass das dem Ofenschacht zugeführte Schmelzgut sich bis zur Höhe des Einsatzes im Ofenschacht absetzt, und in dieser Zone, als Schmelzkammer des Ofens bezeichnet, in unmittelbaren KontaktThe mode of operation of the present invention is that the melt material fed to the furnace shaft extends up to the height of the insert settles in the furnace shaft, and in this zone, referred to as the furnace's melting chamber, in direct contact

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mit den Brennergasen gelangt, worauf der Schmelzprozess eingeleitet wird, bei welchem die Brennergase durch die Formgebung des Einsatzes gleichmässig in das Schmelzgut geführt werden und dieses aufsteigend erhitzen. Während des Schmelzprozesses verändert sich die Zustandsform des Schmelzgutes bis zu dessem flüssigen Zustand, in welchem das Schmelzgut in die mit der Schmelzkammer unmittelbar verbundene, mit einem Schmelzsumpf versehene Ueberhitzungskammer übergeht und durch einen Auslaufkanal, beispielsweise in einen Syphon oder einen Schmelzbehälter usw., ausfHessen kann. Der zwischen dem nachfliessenden Schmelzgut und der Herdwandung im Bereich der Brennerdüsen gebildete, das Schmelzgut ringförmit umschliessende Brennraum gewährleistet, dass das Schmelzgut von den Brennergasen in gewünschter Temperatur und Zusammensetzung gleichmässig bestrichen wiz^d.arrives with the burner gases, whereupon the melting process is initiated in which the burner gases are evenly guided into the melting material due to the shape of the insert and heat it upwards. During the melting process, the state of the material to be melted changes up to the liquid state in which the melting material is directly connected to the melting chamber with an overheating chamber provided with a melt sump passes over and through an outlet channel, for example into a siphon or a melting container, etc., can run out. The between the melting material flowing in and the hearth wall in the area of the burner nozzles, the melting material ringförmit The surrounding combustion chamber ensures that the molten material from the burner gases is at the desired temperature and composition evenly coated wiz ^ d.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch den unmittelbaren Kontakt der Brennergase mit dem Schmelzgut ein Temperaturabfall und demzufolge ein Wänneverlust vermieden werden kann, und ein kontinuierlicher Schmelzbetrieb mit grossem Durchsatz ermöglicht wird. Ebenso ist die Möglichkeit geboten, bei zwischenzeitlichen Unterbrüchen des Schmelzbetriebes, zum Beispiel Betriebsstörungen, ohne Aufbrechen des Herdes den Schmelzbetrieb fortsetzen zu können. Ein weiterer Vorteil liegt in der einfachen Gestaltung des mit einer Schmelzkammer und einer Ueberhitzungskammer und einem Brennraum ausgebildeten Herdes, dessen Ausmauerung ein Minimum an Zeit und folglich an Kosten erfordert.The advantages that can be achieved with the invention are in particular that through the direct contact of the burner gases a temperature drop with the melt and consequently a heat loss can be avoided, and a continuous melting operation with high throughput is made possible. There is also the possibility of intermittent interruptions in the melting operation, for example operational disruptions, to be able to continue the melting operation without breaking open the hearth. Another advantage is the ease of use Design of the hearth formed with a melting chamber and an overheating chamber and a combustion chamber, its lining requires a minimum of time and hence cost.

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Claims

~ ⁷ ' 2331338

P a te n claims

1. Gas or oil-fired shaft furnace for melting and overheating of metal, with a hearth arranged below the shaft, designed as a melting and overheating chamber, with an outlet channel in the wall for the molten material and burner nozzles opening into the hearth for the supply of the air heating medium mixture has, characterized in that the melting chamber (1) is provided as an annular space and, as the inner boundary of the annular space, has a refractory insert (2, 14, 15, 23) inserted centrally in the furnace base (8) to support the melting material (4) Shaping of the deflection and distribution of the burner gases (3) in the melting material (4) is used and the outer boundary of the annular space is formed by the wall (30) of the hearth (5), the melting chamber (1) in an annular combustion chamber ^{(6) passes over, which is delimited by an enlarged wall section (3 2} O of the hearth (5) and the furnace base (8)) occupied by the burner nozzles (7), and wob The combustion chamber (6) is provided with at least one outflow opening (9).

2. Gas or oil-fired shaft furnace according to claim 1, characterized in that the insert (2, 14, 15, 2J) conical, one-part or multi-part formed in the furnace base (8) is used.

3 · Gas or oil-fired shaft furnace according to claim 1, characterized in that characterized in that along the surface line (10) of the insert (2, 14, 15, 23) grooves (11, 22, 29, 33) are provided for deflecting and distributing the burner gases (3).

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4. Gas or oil-fired shaft furnace according to claims 1 and 3i, characterized in that the surface line (10) and / or the baseline of the grooves (11, 22, 29, 33) of the insert (2, 14, 15> 23) curved or straight are provided.

5. Gas or oil-fired shaft furnace according to claim 1, characterized in that the furnace shaft (12) directed Part of the insert (2, 14, 15, 23) for supporting the melting material (4) when the furnace is being charged, is designed to be impact-resistant and fireproof.

6. Gas or oil-fired shaft furnace according to claim 1, characterized characterized in that the outflow opening (9) is arranged at a distance above the furnace base (8).

May 14, 1973
356O-Id

309883/108

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