DE2712989C2

DE2712989C2 - Zündofen zur Zündung von Sintermischungen

Info

Publication number: DE2712989C2
Application number: DE2712989A
Authority: DE
Inventors: Alois Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Kilian
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1985-04-25
Also published as: GB1595275A; BE865211A; US4251062A; FR2384852A1; FR2384852B1; DE2712989B1; CA1096166A

Description

Die Erfindung betrifft einen Zündofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Der Sauerstoffnutzungsgrad der gasförmigen oder flüssigen Brennstoffe im Zündbereich des OfeijsJiegt im Durchschnitt über 05.

Aus »Der Gasbrenner«, VE3 Verlag Technik, Berlin, 1957, Seiten 112/113 und »Gaswärme International«, Nr. 11/12,1976, Seiten 571/572, sind Drallbrenner für andere Verwendungszwecke bekannt, deren Übertragung auf einen Zündofen für Sintermaschinen schon alleine wegen der unterschiedlichen Arbeitsgebiete nicht naheliegend ist

Es ist bekannt, für Zündöfen für Sintermaschinen Brenner zu verwenden, die in den Seitenwänden des Ofens

horizontal angeordnet siad. Beijner Ausgestaltung sind in der feuerfest ausgebildeten Rückwand der Brennkammer zwei Reihen von radial ausgerichteten öffnungen für die Zufuhr von Luft um eine zentral angeordnete Brennstoffzuführung angeordnet. "Die öffnungen werden durch eine Scheibe in der Weise auf der Eintrittseite der Luft verändert, daß entweder der Eintrittsquerschnitt der einen Reihe zunehmend geöffnet und gleichzeitig der Eintrittsquerschnitt der anderen Reihe zunehmend verschlossen wird oder umgekehrt. Der Austrittsquer schnitt wird dabei nicht verändert Ein Verschließen ist jeweils nur in den Endstellungen möglich, wobei dann jeweils eine ganze Reihe der öffnungen verschlossen ist Bei einer anderen Ausgestaltung wird die Luft vor der Rückwandplatte durch Leitschaufeln in tangentialer Richtung verdrallt und tritt dann durch einen Ringspalt in Richtung auf die Zentralachse der Brennkammer in die Brennkammer ein. Ein Teil der Luft kann durch axiale Kanäle entlang dem Brennkammermantel zur Brennkammermündung geführt werden. Eine Veränderung des

Austrittsquerschnittes des Ringspaltes um die Brennstaffzuführung herum ist nicht vorgesehen.

Diese Brenner ermöglichen keine optimale Regelung im Hinblick auf optimale Verbrennung, gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffs im Rauchgas für eine gute Zündung des Brennstoffes im Sinterbett bei größeren Schwankungen im Sinerprozeß. Die Sinterleistung und Sinterqualität ist von der Art der Zündung des Brennstoffes in der Sintermischung im Zündofen stark abhängig. Dies gilt sowohl für Eisenerze als auch für NE-Metallerze. Bei oxydischen Eisenerzen, denen der zum Sintern notwendige Brennstoff in Form von Koksgrus zugegeben werden muß, ist auch der Koksverbrauch von der Zündung abhängig. Es ist bekannt, daß gute Zündergebnisse erzielt werden, wenn der Sauerstoffnutzungsgrad

₌ Sauerstoffgehalt bei gemessener Luftzahl

^*^{2 =} Maximal möglicher Sauerstoff bei adiabatischer Ofentemperatur

etwa 1 ist (»Stahl und Eisen« 94 [1974], S. 453-461).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr gute und gleichmäßige Zündung der Sintermischung zur

Einleitung des Sintervorgangs zu erzielen und damit gute Ausgangsbedingungen für das weitere Sintern der Mischung nach Verlassen des Ofens zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruch 1. Der Zündbereich des Ofens reicht bis zu der Stelle, an der die Temperatur der Oberfläche der Sintermischung etwa der Temperatur der in den Ofen geleiteten Verbrennungsgase entspricht. Wenn der Ofen als reiner Zündofen ausgebildet ist, endet er kurz nach dieser Stelle. Der Ofen kann jedoch auch als kombinierter Zünd- und Wärmebehandlungsofen ausgebildet sein. In diesem Falle ist der Ofen nach dem Zünclbcrcich um einen Wiirmebehandlungsbereich verlängert. Die Verbrennung in den vorgeschalteten und an den Ofen angeschlossenen Brennkammern geschieht in der Weise, daß ein Medium zentral eingeleitet und das andere Medium um dieses herum verdrallt eingeleitet wird. Durch die Verwendung von Brennkammern mit Drallcr/.cugung wird in ilen Brennkammern eine beträchtliche Vorverbrennung und gute Vermischung der gesamten Gase cr/icli. Als sauerstoffhaltige Gase können Luft, von der Sintermaschine zurückgeführte heiße Gase oder saucrstoffiingereicherte Gase verwendet werden.

Die Vorverbrennung der gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffe in den Brennkammern wird auf niindc-

stens 30% eingestellt. Bei dieser Verbrennung ergeben sich besonders gute Betriebsbedingungen für das . Sinterverfahren.

Die Brennkammern werden zweckmäßigerweise an beiden Längswänden des Ofens angeordnet Sie können versetzt zueinander angeordnet werden. Die zentrale Zuführungsvorrichtung wird im allgemeinen für die Zufuhr von Brennstoff verwendet und ist in diesem Falle als Gasdüse oder Zerstäubungsdüse für flüssige Brennstoffe mit konischer Erweiterung ausgebildet. Die um die zentrale Zuführungsvorrichtung herum angeordneten Eintri?tsöffnungen werden im allgemeinen für die Zufuhr der sauerstoffhaltigen Gase verwendet Sie werden zweckmäßigerweise rund ausgebildet Die Zuleitung der Gase erfolgt vorzugsweise durch einen Doppelmantel der Brennkammer. Dabei dienen die Gase als Kühlmedium und werden gleichzeitig aufgeheizt

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß zwei Reihen von Eintrittsöffnungen um die zentrale Zuführungsvorrichtung herum angeordnet sind, wobei mindestens eine Reihe von Eintrittsöffhungen verdrallt angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Vermischung und Vorverbrennuhg. Die beiden Reihen können mit unterschiedlichem Drall zueinander angeordnet sein und verschiedene Durchmesser haben.

Durch die Anordnung der Reihen sind die Eintrittsöffnungen auf einem Kreis um die zentrale Zuführungsvorrichtung herum angeordnet Dadurch werden sehr gute Betriebsverhältnisse erzielt

Mindestens vor einer Reihe der auf einem Kreis angeordneten Eintrittsöffnungen ist eine verdrehbare Scheibe mit Verschlußvorrichtungen für einzelne Eintrittsöffnungen angeordnet Dadurch können einzelne Eintrittsöffnungen in einem oder in beiden Kreisen verschlossen werden und dadurch die Austritt.-^eschwindigkcii der Gase erhöht werden.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren nä'ier und beispielsweise erläutert Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Sintermaschine,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Ofen mit Brennkammer,

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Brennkammer mit einem Ölzerstäuber-Brenner,

F i g. 3a eine Gasdüse für eine Brennstoffkammer,

F i g. 4 schematische verschiedene Anordnungsmöglichkeiten für die Eintrittsöffnungen für die Sauerstoffhaitigen Gase inder Rückwandplatte einer Brennkammer.

In Fig. 1 sind unter dem Wanderrost 1 Windkästen 2 mit Abgasleitungen 3 angeordnet Der Mittelteil der Sintermaschine ist nicht dargestellt Aus dem Bunker 4 wird der Rostbelag und aus dem Bunker 4a die Sintermischung auf den Wanderrost 1 aufgegeben. Der Ofen 5 hat einen Zündbereich und einen Wärmebehandlungsbereich. Im Zündbereich wird der Brennstoff in der obersten Schicht der Sintermischung gezündet Im Wärmebehandlungsbereich werden nach der Zündung noch heiße Gase auf die Sintermischung geleitet Im Anschluß an den Ofen wird Umgebungsluft durch die Sintermischung gesaugt

In F i g. 2 befindet sich auf dem Wanderrost 1 die Sintermischung 6. Der Ofen 5 besteht aus der Hängedecke 7 und den Seitenwänden 8. In den Seitenwänden 8 sind horizontal Brennkammern 9 versetzt zueinander angeordnet. In der feuerfest ausgebildeten Rückwand 10 jeder Brennkammer ist eine Brennstoffdüse 11 zentral angeordnet, die ihren Brennstoff von der Brennstoffverteilerleitung 12 bezieht Um die Brennstoffdüse 11 herum sird sauerstoffhaltige Gase verdraüende Eintrittsöffnungen 13 angeordnet, die von den Luftverteilungsleitungen 14 über Verbincungsleitungen 15 gespeist werden.

In Fig.3 ist eine Brennkammer 9 vergrößert und ausführlicher dargestellt. Die Brennstoffdüse 11 ist als ölbrenner ausgebildet Die Luft strömt aus der Verbindungsleitung 15 in den Ringraum 16 und den Verteilerraum 17, kühlt dabei die Außenwand der Brennkammer 9 und wird aufgeheizt. Die Luft tritt aus dem Verteilerraum 17 als Primärluft durch die Eintrittsöffnungen 13a und als Sekundärluft durch die Eintrittsöffnungen 136 in den Brennraum 18. Die Achsen 19a und 196 der Eintrittsöffnungenn 13a und 136 bilden infolge ihrer Anordnung keinen Schnittpunkt mit der Zentralachse 20 der Brennkammer 9. Kühlluft strömt durch den Ringraum 21 der Brennstoffdüse 11 und die Dralleinrichtung 23 sowie durch den konischen Raum 24 in den Brennraum 18. Mit dem Handrad 25 kann die verdrehbare Scheibe 26 bewegt werden. Dadurch kann die Luftzufuhr zu einzelnen oder allen Eirstrittsöffnungen 13a und \3b verschlossen werden. Dabei ändert sich auch die Luftzufuhr zu 21 und 24. Das Öl wird über Leitung 27 in die Brennstoffdüse 11 geleitet. Durch die mit Schaugläsern versehene Anbauöffnung 28 kann die Zündung und Flamme überwacht und eventuell ein Zündbrenner eingeführt werden.

In F i g. 3a ist die Brennstoffdüse 11a als Gasdüse ausgebildet

In F i g. 4 sind in den Kreissektoren a bis dverschiedene Anordn^iiRsmöglichkeiten der Eintrittsöffnungen 13a und \3b inder Rückwand 10 dargestellt Die Einlaßöffnungen 28a und 286 — die zur Seite des Verteilerraumes 17 liegen — sind ausgezogen dargestellt, und die Auslaßöffnungen 29a und TSb — db zur Seite des Brennerrzumes 18 liegen — sind gestrichelt dargestellt

Die hauptsächlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Gase mit einer relativ hohen Vorverbrennung und sehr guter und gleichmäßiger Durchmischung des überschüssigen Sauerstoffgehalts aus den Brennkammern in den Ofen eintreten, die Länge der eigentlichen Verbrennungsflamme sehr kurz ist und nicht mit der Oberfläche der Sintermischung in Berührung kommt Dadurch wird eine gute und gleichmäßige Zündung infolge gleichmäßiger Gastemperatur und gleichmäßiger Verteilung des für die Verbrennung des festen Brennstoffs in der Sintermischung erforderlichen Sauerstoffs erzielt und sehr gute Ausgangsbedingungen für den weiteren Sintervorgang nach Verlassen des Ofens erreicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündofen zur Zündung von festen Brennstoff enthaltenden Sintermischungen auf Sintermaschinen mittels durch Verbrennung von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen erzeugten heißen Verbrennungs gasen, die im Ofen durch die Sintermischung gesaugt werden, bestehend aus an den Seitenwänden des Ofens mindestens über die Länge des Zündbereiches verteilten horizontal angeordneten Brennkammern, mit in der feuerfest ausgebildeten Rückwandplatte jeder Brennkammer angeordneter zentraler Zuführungsvorrichtung für den Brennstoff oder sauerstoffhaltigen Gase und um die zentrale Zuführungsvorrichtung herum angeordneten Eintrittsöffnungen für die sauerstoffhaltigen Gase oder den Brennstoff, dadurch ge kennzeichnet, daß die Achsen (19a, 196) der in Reihen auf einem Kreis um die zentrale Zuführungsvor richtung (It) herum in der Rückwandplatte (10) angeordneten Eintrittsöffnungen (13a, t3b) so ausgerichtet sind, daß die Strahlen des sauerstoffhaltigen Gases bzw. des Brennstoffes verdrallt und ohne die Zentralachse (20) der Brennkammer (9) zu schneiden in die Brennkammer (8) eintreten, und daß vor den Eintrittsöffnungen (13a, 13b) eine verdrehbare Scheibe (26) mit Verschlußvorrichtungen für die einzelnen Eintrittsöffnungen

(13a, 136) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von Eintrittsöffnungen (13a, 136/ um die zentrale Zuführungsvorrichtung (11) herum angeordnet sind, wobei mindestens eine Reihe von Eintritts&fäungen (13a, 136Jden Gasstrom verdrallend angeordnet ist