DE2825430A1

DE2825430A1 - Mit brennstoff beheizter ofen

Info

Publication number: DE2825430A1
Application number: DE19782825430
Authority: DE
Inventors: David Jones
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1978-06-09
Publication date: 1979-03-08
Also published as: FR2394050A2; GB1579772A; IT1159704B; JPS5416729A; SE7806708L; IT7868263A0; BE868008R

Description

Patentanwälte Dip!.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-lng. Günther Koch

L· ο 2 ; .'■■ 3 0 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 - Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 9« Juni 1978

Unser Zeichen: 16 252 - Κ/Αρ

Zusatz-Patentanmeldung
zu P 25 32 922.0

Anmelder: British Steel Corporation

Grosvenor Place
London, S₀Vi₀I₀,
England

Bezeichnung: Mit Brennstoff beheizter Ofen

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Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Brennstoff beheizten Ofen und befaßt sich mit einer Verbesserung bzw. Abwandlung des im Hauptpatent Nr. (Patentanmeldung P 25 32 922.O) beschriebenen Ofens.

Gemäß Hauptpatent ist ein brennstoffbeheizter Ofen allgemein rechteckigen Querschnitts vorgesehen, der in einem Ende einen Hauptbrennstoffbrenner über einer Abzugsöffnung aufweist, der nach dem anderen Ende des Ofens den Brennstrahl richtet, so daß die Wärmeströmung einen TJ-förmigen Verlauf annimmt, wobei ein Hilfsbrenner unter dem Hauptbrenner am gleichen Ende des Ofens vorgesehen ist, der die Wärmeströmung und die Wärmeübertragung von dort vervollkommnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein solcher Ofen dadurch vervollkommnet, daß Temperaturfühler an beiden Enden vorgesehen sind, die eine Steuervorrichtung speisen, um das Schubverhältnis zwischen Haupt- und Hilfsbrenner gemäß der Differenz der Temperaturen an beiden Enden derart zu steuern, daß diese Temperaturdifferenz auf Null oder einen vorbestimmten kleinen Wert geregelt wird.

Die Temperatur an dem einen und dem anderen Ende kann so eingestellt werden, daß sich der gleiche Wert ergibt oder auch ein vorbestimmter kleiner Differenzwert, und die Steuervorrichtung weist zweckmäßigerweise getrennte Steuerkreise auf, um den Hauptbrenner in Abhängigkeit von der "anderen" Endtemperatur bzw. den Hilfsbrenner in Abhängigkeit von der Temperatur an dem einen Ende zu steuern.

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Statt dessen jedoch weist die Steuervorrichtung vorzugsweise einen Komparator auf, der die Temperaturen vergleicht, die an den beiden Enden gemessen wurden, und der nur den Schub des Hilfsbrenners steuert, wobei die Steuerung auf die Brennstoffzuführung allein oder auf die Brennstoffzuführung und die Luftströmungsrate einwirkt. Wenn die Luftströmungsrate allein gesteuert wird, dann kann die BrennstoffStrömungsrate automatisch hierzu proportioniert werden. In all diesen Fällen wird natürlich der Hauptbrenner durch einen getrennten Temperaturfühler am anderen entfernt liegenden Ende gesteuert, wie dies bei herkömmlichen öfen mit TJ-förmiger Wärmeströmung üblich ist.

Die Temperaturfühler können als Thermoelemente ausgebildet sein.

Gemäß der Erfindung wird die Differenz der beiden Temperaturen an den Enden des Ofens, z. B. eines Tiefofens, automatisch so gesteuert, daß die Temperatur an beiden Enden des Ofens gleichzeitig auf den erforderlichen Wert angehoben und dort gehalten wird, wodurch sich eine noch größere Gleichförmigkeit in den Temperaturen der Blöcke ergibt, als dies bei bekannten öfen der Fall war.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Tiefofens,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung, durch welche die Temperaturdifferenz über-

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wacht wird.

Der Tiefofen gemäß Fig. 1 entspricht im wesentlichen dem Tiefofen gemäß Hauptpatent und gleiche Bezugszeichen identifizieren die gleichen Teile, wie bei dem Ofen nach dem Hauptpatent. Ein Hauptbrenner 3 und ein Hilfsbrenner 4 sind in einer Stirnwand 13 angeordnet und ihre Flammenstrahlen werden nach der gegenüberliegenden Stirnwand 14 gerichtet. Sie können mit gasförmigem oder flüssigem Brennstoff betrieben werden und die beiden Brenner können sogar mit unterschiedlichen Brennstoffen beschickt werden. Der Ofen weist eine Grube 1 und ein Dach 2 auf, die beide mit feuerfestem Material ausgekleidet sind. Der Haupt brenner 3 befindet sich in einer Höhe von 2/3 und der Hilfsbrenner 4 in einer Höhe von 1/3· Die Grube ist mit zwölf Stahlblöcken 7 in zwei Reihen beschickt und die Blöcke liegen in einer regulären Neigung der Seitenwand an. Es wird Luft in den Raum des aus feuerfestem Material bestehenden Venturirohres 8 konzentrisch zu der Brennstoffgaszufuhr geblasen und das Gas wird durch ein Zentralrohr 9 zugeführt. Die Luft wird durch die axialen Schaufeln 10 in einen inneren Hingkanal und durch Yerwirbelungsablenkschaufeln 11 in einen äußeren Kanal geschickt. Dem Hilfsbrenner 4 wird eine vorvermischte, brennbare Gas/Luft-Mischung durch ein am Ende offenes Rohr 12 aus feuerfestem Material zugeführt.

In den Stirnwänden 13 und 14 sind Pyrometer 15 und 16 eingebaut und jedes Pyrometer weist ein Thermoelement innerhalb einer feuerfesten Auskleidung 17, 18 auf.

Im Betrieb wird der Schub von Haupt- und Hilfsbrenner so

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eingestellt, daß der Strahl, der aus dem Hilfsbrenner austritt, die Stirnwand erreicht, aber mit einem so geringen Homentenfluß, daß der Strahl vom Hauptbrenner nach oben zum Dach 2 abgelenkt wird. Bisher war das normale Steuerthermoelement (nicht dargestellt) in der Wand 14 in der Weise wirksam, daß der Brennstoffeingang nach den Brennern gesteuert wurde, um die Temperatur des Ofens zu regeln, und das Schubverhältnis und das thermische Leistungsverhältnis zwischen den beiden Brennern wurde manuell so eingestellt, daß sich die angestrebte Temperaturverteilung ergab. Ein Ansteigen im Schub vom Hilfsbrenner ergab eine Änderung von einer heißen Bedingung am fernen Ende zu einer heißen Bedingung am Brenner am nahen Ende. Dieses Merkmal wurde nämlich hier benutzt, um automatisch den Hilfsbrennerschub so einzustellen, daß die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Enden auf Null eingestellt werden konnte bzw. auf einen sehr kleinen vorbestimmten Wert.

Gemäß Fig. 2 werden die Ausgänge der Thermoelemente 15» 16, die gewöhnlich in der Größenordnung von Millivolt liegen, durch Verstärker 19, 20 verstärkt und einem Komparator 21 zugeführt. Das Differenzsignal, d. h. der Fehlersignalausgang dieser Stufe wird einem Steuergerät zugeführt, welches diesen elektrischen Ausgang in einen mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Ausgang umformt, um die Brennstoffzufuhr nach dem Hilfsbrenner über die Leitung 23 zu steuern. Die Steuerung erfolgt in der Weise, daß der Schub so eingestellt v/ird, daß die Temperaturdifferenz auf Hull bzw. einen vorbestimmten kleinen Wert erniedrigt wird, und dieser letztere Wert kann, erwünscht sein, um eine Kompensation im Hinblick auf

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die Vorgänge zu bewirken, wenn die Blöcke aus dem Ofen entfernt werden.

Außerdem kann die Luftzufuhr nach dem Hilfsbrenner über die Leitung 24 durch den Ausgang des Steuergerätes eingestellt werden.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit der speziellen Ausführungsform beschrieben, die die Zeichnung zeigt. Es können jedoch zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu -verlassen. Z. B. stellen die Thermoelemente nur eine Form eines Pyrometers dar, welches für diesen Zweck geeignet ist, und es könnten andere Temperaturfühler Anwendung finden. Die Anordnung dieser Thermoelemente ist nicht kritisch und die Thermoelemente 16 können in der gleichen Umhüllung angebracht werden wie das nicht dargestellte Thermoelement zur Ofensteuerung, welches den Hauptbrenner in herkömmlicher Weise einstellt. Der Hilfsbrenner wurde beim Ausführungsbeispiel als Tunnelbrenner dargestellt, jedoch ist jede andere Form von Brennern möglich, und das Haupterfordernis besteht darin, daß ein hohes Schub/Massen-Verhältnis erzeugt wird.

Außerdem könnte ein einfacheres abgewandeltes System, welches vorbestimmte Temperatureinstellungen für Haupt- und Hilfsbrenner vorsieht, nur mit Thermoelementen arbeiten, von denen eines den Hauptbrenner in herkömmlicher Weise steuert und das andere den Hilfsbrenner einstellt. Mit dieser direkten und diskreten Steuerung wird ein Komparator natürlich entbehrlich, aber der Nachteil eines solchen Systems im Vergleich mit dem beschriebenen Aus-

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führungsbeispiel bestellt darin, daß die Temperaturdifferenz nicht notwendigerweise vermindert wird, wenn der Ofen auf seine Betriebstemperatur hochgefahren wird, obgleich natürlich die beiden Temperatureinstellungen schließlich realisiert und aufrechterhalten werden können.

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Claims

Patentanwälte Dipi.-lng.Curt Wal lach Dipl.-Ing. Günther Koch 282b 4 3 0 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 9. Juni Unser Zeichen: 16 252 K/Nu P at ent anspräche

1. Mit Brennstoff beheizter Ofen mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der an einem Ende einen Hauptbrenner über einer Abzugsöffnung aufweist und nach dem anderen Ende des Ofens den Brennetrahl richtet, so daß die Wärmeströmung einen U-förmigen Verlauf annimmt, und mit einem Hilfsbrenner unter dem Hauptbrenner am gleichen Ende des Ofens, der die Wärmeströmung und die Wärmeübertragung von dort vervollkommnet, nach Patent Nr (Patentanmeldung

P 25 32 922.0),

dadurch gekennzeichnet , daß Temperaturfühler (15» 16) an beiden Stirnenden des Ofens angeordnet sind und daß eine Steuervorrichtung (21) das Leistungsverhältnis zwischen Haupt- und Hilfsbrenner in Abhängigkeit von der Differenz der Temperaturen an beiden Enden des Ofens in der Weise steuert, daß die Differenz auf UuIl oder einen vorgewählten kleinen Wert vermindert wird.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Komparator (21) aufweist, der die an den beiden Stirnenden des Ofens abgefühlten

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Temperaturen zugeführt erhält und nur den Hilfsbrenner steuert.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schub bzw. die Leistung des Hilfsbrenners gesteuert wird.

4-. Ofen nach den Ansprüchen 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, daß nur die Brennstoffzufuhr oder sowohl die Brennstoffzufuhr als auch die Luftzufuhr nach dem Hilfsbrenner gesteuert werden.

5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die iDemperaturen an den beiden Enden so eingestellt werden, daß sich der gleiche Wert ergibt oder daß sich ein kleiner Differenzwert ergibt, und daß die Steuereinrichtung zwei Steuerzweige aufweist, die getrennt die Schübe von Haupt- und Hilfsbrenner steuern.

6. Ofen nach, einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler als Thermoelemente ausgebildet sind.

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