DE268379C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT..

PATENTSCHRIFT

— J& 268379 KLASSE 18 c. GRUPPE

FRIEDRICH SIEMENS in BERLIN.

Tiefofen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Januar 1913 ab.

Zum Aufwärmen großer Stahlblöcke gebraucht die Technik mit Vorliebe Tief öfen, und zwar für kühle Blöcke geheizte Tieföfen und für Blöcke, welche unmittelbar- vom Stahlwerk kommen, ungeheizte Gruben, sogenannte Ausgleichgruben. Das Anwendungsgebiet der letzteren ist aber beschränkt auf solche Stahlwerke, wo die Blöcke in regelmäßigen Abständen vom Stahlwerk kommen. Die vorteilhafteste Tiefofenkonstruktion ist diejenige, bei der die Blöcke in einem gemeinsamen freien Raum stehen. Das Gewölbe über diesem freien Ofenraum erhält für jeden Block eine Einsatzöffnung, und falls zwischen diesen Einsatzöffnungen unmittelbar am Gewölbe Gurtbögen angebracht sind, so reichen diese nur so weit nach unten, als es nötig ist, um ein Umfallen der Blöcke und eine Ablenkung der Flamme vom Boden des Ofens zu verhindern. Im übrigen versucht man, der Flamme im Ofen eine möglichst freie Entwicklung zu gestatten.

Die Arbeit in den ungeheizten Gruben ist angenehmer als in geheizten Tieföfen. Es liegt - daher nahe, die Wände der Ausgleichgruben vorzuwärmen und dann die kalten Blöcke einzusetzen und die in den Wänden aufgespeicherte -Wärme auf den Block überstrahlen zu lassen. Man wird jedoch im all- gemeinen nicht in der Lage sein, die Flamme veranlassen zu können, genügend Hitze an die Wandungen abzugeben. Dies würde, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen sind, viel zu lange dauern und würde auch einen zu großen Brennst off auf wand erfordern. Mit einem solchen Ofen bekäme man einen durch lange Zwischenpausen unterbrochenen Betrieb, hohen Kohlenverbrauch und mangelhafte Aufwärmung der Blöcke; die bekannten Vorzüge der Ausgleichgruben würden hierbei nicht erreicht.

Zweck der Erfindung ist nun, die Vorteile der ungeheizten Gruben auf den Tiefofen zu übertragen. Zu diesem Zweck werden die Einsatzöffnungen in dem Gewölbe des Tiefofens in größerem Abstand voneinander angebracht, so daß im Ofen selber zwischen den einzelnen Stahlblöcken genügend starke Pfeiler oder Querwände Platz finden, welche nach Art der bekannten Regeneratoren große Hitzemengen in sich aufspeichern bzw. die aufgespeicherten Hitzemengen in möglichst kurzer Zeit wieder abgeben können.

Die Wirkungsweise des Ofens wäre demnach die, daß das gesamte feuerfeste Material in möglichst kurzer Zeit auf hohe Temperatur gebracht wird, daß dann die Flamme abgestellt wird und die Blöcke in den Ofen eingesetzt werden. Die Hitze, welche in den die Stahlblöcke umgebenden Wärmespeichern ent- 6p halten ist, wird nunmehr auf die Stahlblöcke überfließen und diese erwärmen. Es ist Sache vorheriger Berechnung, die Masse der als Wärmespeicher wirkenden Pfeiler so zu wählen, daß die Blöcke in wirtschaftlich annehmbarer Zeit auf Walztemperatur gebracht werden.

Auch in diesem Falle sind die Blöcke der oxydierenden Wirkung der Flamme nicht ausgesetzt ; der Abbrand wird also nicht größer sein als in ungeheizten Gruben, und Schlackenbildung wird nicht eintreten.

Es ist selbstverständlich, daß man, um auch die letzte Oxydation noch zu verhindern, einen geringen Gasstrom während des Überganges der Hitze aus den Wärmespeichern in die

ίο Blöcke durch den Ofen ziehen läßt. Man braucht schließlich auch die Flamme nicht völlig abzustellen; sondern man erzielt dieselbe Wirkung, wenn man während des Aufheizens der Blöcke dauernd eine reduzierende Flamme, d. h. also eine solche mit Gasüberschuß, den Ofen durchziehen läßt.

Voraussichtlich werden die bekannten Eigenschaften des Generatorgases eine Feuerungsweise wie beschrieben kaum zulassen. Dieses Gas erfordert die Möglichkeit einer freien Flammenentfaltung, da es beim Aufprallen auf festes, womöglich kühles Mauerwerk durch Kohlenstoffausscheidung dieses schnell zerstört und zu einer hohen Temperaturentwicklung nicht gelangt. Völlig anders ist dagegen die Wirkungsweise des Hochofengases. Dieses enthält keine leuchtenden Bestandteile und keine Kohlenwasserstoffe, aus denen sich Kohlenstoffteilchen ausscheiden könnten. Dagegen hat das Hochofengas eine geringe Entzündungsgeschwindigkeit. Diese Eigenschaften erklären es, daß das Hochofengas, um vollständig zu verbrennen, Widerstände erfordert, durch welche eine mechanische Durcheinandermischung mit der Luft, eine starke Wirbelbildung und eine wiederholt wechselnde Strömungsgeschwindigkeit herbeigeführt wird. Das geschilderte Verfahren wird also besonders geeignet sein für die Beheizung mit nicht leuchtenden Gasen oder mit einem Gemisch nicht leuchtender Gase und leuchtender Gase. Durch die intensive Verbrennung, welche durch die Oberflächenvermehrung erreicht wird, ermöglicht es sich wiederum, mit dem geringst mögliehen Luftüberschuß auszukommen bzw. trotz reduzierender Flamme eine hohe Temperatur zu erzielen, was wiederum im Sinne des Erfindungsgedankens liegt.

Während die Masse der als Wärmespeicher wirkenden Pfeiler von der Größe und der Temperatur der eingesetzten Blöcke abhängt, wird die Ausführungsart dieser Pfeiler von der Art des Brennstoffes abhängig sein. Bei Verwendung von gereinigtem Hochofengas oder entleuchtetem Generatorgas (Mondgas) wird man eine große Anzahl möglichst zueinander versetzter öffnungen anbringen. Je reicher die verwendeten Gase an Kohlenwasserstoffen sind, desto größer müssen die Räume sein, welche die Flammen zum Durchzug durch den Wärmespeicher benutzen. Gleichzeitig wird die Konstruktion der wärmespeichernden Pfeiler so sein, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung erreicht wird, d. h. die Wärmespeicher werden in ihren oberen Teilen, wo die heißesten Gase ziehen werden, dichter ausgesetzt sein als in den unteren Teilen.

Da die Betriebsweise des Ofens eine diskontinuierliche sein kann, indem Unterbrechungen in der Produktion durch das Auftempern des Wärmespeichermaterials vorkommen, so empfiehlt es sich, derartige öfen als einzelne geheizte, voneinander unabhängige öfen zu bauen, damit das Walzwerk dauernd mit heißem Material versorgt werden kann. Ein derartiger Doppelofen ist der Darstellung des Ofens zu Grunde gelegt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt,

Fig. 2 ein wagerechter Querschnitt.

Bei diesem Ofen liegen die Umstellventile unterhalb der Gruben. Das Gas tritt bei a in die Gaswechselklappe ein und wird durch das Umstellventil b in die Gaskammer c des Regenerators eingeleitet. Die Luft für diesen Ofen tritt bei d ein und wird durch das Luftventil in die Luftkammern e eingeführt. Aus diesen Kammern treten nun die hocherhitzten Gase bei f aus und bilden eine Flamme, welche den Ofen durchzieht. Der eigentliche Tiefofen besteht hier aus einer Reihe von go Kammern, die durch Querwände oder Pfeiler m voneinander getrennt werden. Diese Querwände sind, wie Fig. 1 zeigt, nach Art der Einsätze der Regeneratorkammern ausgebildet, d. h. sie weisen eine Anzahl Kanäle auf, durch welche die Flamme hindurchstreichen kann, so daß also die Flamme diese Zwischenwände stark erhitzt und gleichzeitig auch so verteilt wird, daß sie die entsprechend stark gewählten Seitenwände des Tiefofens ebenfalls so weit erhitzt, daß hier eine erhebliche Wärmeaufspeicherung stattfindet. Die Abhitze der Flamme wird an die gegenüberliegenden Regeneratorkammern g und h abgegeben. Aus der Kammer g ziehen die Gase durch das Gasventil α und aus der Kammer h durch das Luftventil d in den Abgaskanal. Sind die Kammern g und h nicht mehr wärmeaufnahmefähig, so werden nur die Ventile α und d umgestellt, wonach die Flamme den umgekehrten Weg beschreiben wird.

Ist diese Ofenhälfte aufgewärmt, so schließt man die Ventile α und d, so daß die Flamme in dem Ofen aufhört und die Blöcke eingeführt werden können, auf welche dann die Hitze von den Wandungen bzw. aus den als Wärmespeicher wirkenden Querwänden einwirken kann. Inzwischen wird dann die andere Ofenhälfte auf die eben beschriebene Weise aufgewärmt, indem außer dem Ventil a

Claims (1)

1. noch das Ventil i geöffnet wird. Gleichzeitig müssen die Gasrichtungsumstellungsventile b

   . und k umgestellt werden. Der Erwärmungsvorgang bleibt dann genau derselbe, wie vor- hin beschrieben.

   Soll die Flamme in demjenigen Ofenraum, dessen Mauerwerk die Hitze auf die Blöcke überträgt, nicht völlig abgestellt werden, so ist es nur nötig, die Umstell ventile b und k ίο nicht völlig zu schließen, so daß also ein Teil des Gases auch in die andere Ofenhälfte ziehen kann. Gleichzeitig kann natürlich auch das betreffende Luftventil etwas geöffnet bleiben.

   Aus diesem Grunde ist es vorteilhafter, um eine möglichst genaue Regelung zu erzielen, die in der Zeichnung veranschaulichten Umstellventile b und k durch je zwei Spindelabschlußventile zu ersetzen.

   Paten τ-Anspruch:

   Tiefofen, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofenraum zwischen den einzelnen einzusetzenden Blöcken als Wärmespeicher wirkende Querwände oder Pfeiler (nt) aus feuerfestem Gitterwerk angebracht sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.