DE29500257U1

DE29500257U1 - Heißbranddüse mit Hitzeschutz

Info

Publication number: DE29500257U1
Application number: DE29500257U
Authority: DE
Original assignee: AGRICHEMA MATERIALFLUSSTECHNIK
Current assignee: Agrichema Materialflusstechnik & Co Kg De GmbH
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2005-01-10
Also published as: DE29517638U1

Description

Heißbranddüse mit Hitzeschutz

Die vorliegende Erfindung betrifft Heißbranddüsen für Luftstoßgeräte zur Ablösung von Materialanbackungen in verfahrenstechnischen Öfen und insbesondere solche Heißbranddüsen, deren Luftaustrittsrichtung nicht im rechten Winkel zur Behälterwand steht.

Ein bekanntes Problem von verfahrenstechnischen Öfen, in denen z.B. Zement hergestellt wird, ist das Anbacken von Material an den Ofenwänden während des Betriebes. Diese Anbackungen sind im Höchstmaße unvorteilhaft bezüglich des Betriebes des verfahrenstechnischen Ofens, da nicht nur eigentlich verwertbares Produktmaterial durch die Anbackungen verloren geht, sondern gleichzeitig der Reaktionsraum innerhalb des Ofens durch die Anbackungen an den Innenwänden des Ofens reduziert wird. Zur Lösung dieser Problematik ist es bekannt, Luftstoßgeräte einzusetzen, deren Luftstöße über Heißbranddüsen, die sich in der Ofenwand befinden und eine Mundöffnung im Inneren des Ofens haben, in den innenwandnahen Bereich des Ofens geleitet werden, wodurch Materialanbackungen an diesen Innenwänden des Ofens entfernt werden können.

Deutsche Sank, Herne (BLZ 430 700 <Jfl*Kbnft)h*urMfler*i«145*510 ••tayenAfe'reinsbenk München (BLZ 700 202 70) tontonummer: 40 505 999

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Die Materialanbackungen an den Innenwänden von verfahrenstechnischen Öfen lassen sich am effizientesten mit derartigen Heißbranddüsen entfernen, die den Luftstoß von dem Luftstoßgerät in einem definierten Winkel zur Ofeninnenwand austreten lassen, so daß dieser wie ein Keil zwischen die Ofeninnenwand und die Materialanbackung stoßen kann.

Da ein Luftstoßgerät zwangsläufig außerhalb des Ofens bzw. der Ofenwand angeordnet sein muß, ist es unumgänglich, die Heißbranddüse, welche den Luftstoß von dem Luftstoßgerät durch die Ofenwand in das Innere des Ofens leitet, so auszubilden, daß der unter Druck stehende Luftstrom umgelenkt wird, um schließlich in einem definierten Winkel zur Ofeninnenwand auszutreten.

Die Lebensdauer der den Luftstoß umlenkenden Heißbranddüsen wird beim Einsatz im Hochtemperaturbereich von verfahrenstechnischen Öfen durch vielfältige Belastungen eingeschränkt. Dem Abschuß der Druckluft mit einem Überdruck von mehreren bar folgt ein Unterdruck aufgrund des Strömungsabrisses beim Schließen einer Ventileinheit im Luftstoßgerät. Es entsteht also eine Wechselbelastung, die für eine schützende Zunderschicht an der den Luftstoß umlenkenden Innenwand der Heißbranddüse ausgesprochen kritisch sein kann. Bei Unterdruck werden Schüttgutpartikel aus dem Brennraum in die Heißbranddüse gesaugt, die dann beim nächsten Luftstoß entlang der Düseninnenwand "schmirgeln", was zu einer erheblichen Belastung des Heißbranddüsenmateriales führt,

Zusätzlich unterliegen Heißbranddüsen aufgrund der im Brennprozeß im Ofen befindlichen Rohstoffe und Zusatzstoffe einer erheblichen chemischen Beanspruchung, die ebenfalls einen deutlichen Einfluß auf die Standzeit einer solchen Heißbranddüse hat.

Mit der mechanischen und der chemischen Beanspruchung als solcher könnte man noch umgehen, wenn nicht sowohl die eine

als auch die andere durch die thermische Belastung, die je nach Einbauort zwischen 800⁰C und 1400⁰C liegen kann, potenziert würde. Tatsächlich hat sich herausgestellt, daß es die thermische Belastung ist, die den größten Einfluß auf die Lebensdauer einer Heißbranddüse hat.

Insbesondere beim Einsatz von derartigen Heißbranddüsen, die einen Luftstoß von dem außerhalb des Ofens liegenden Luftstoßgerätes so umlenken, daß der Luftstoß in einem definierten Winkel zur Innenwand des Ofens austritt, ist die zum Ofeninneren gerichtete Mantelfläche der Heißbranddüse prinzipbedingt der vollen Betriebstemperatur des Ofens ungeschützt ausgesetzt. Die Mantelfläche der Heißbranddüse und damit auch das gesamte Heißbranddüsenmaterial heizt sich sehr stark auf, was den weiter oben bereits besprochenen Verschleiß der Innenleitflachen der Heißbranddüse fördert. Bei Heißbranddüsen mit freien Mantelflächen, die der Betriebstemperatur des Ofens ungeschützt ausgesetzt sind, liegen die Standzeiten daher offensichtlicherweise sehr niedrig, was ein häufiges Austauschen der Heißbranddüsen und damit einen hohen wirtschaftlichen Aufwand notwendig macht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heißbranddüse vorzusehen, die Luftstöße von einem Luftstoßgerät umlenken kann, so daß die Luftstöße in einem definierten Winkel zur Ofeninnenwand austreten, die jedoch gegen die Betriebstemperatur des Ofens in dem sie eingesetzt wird, abgeschirmt ist, die eine reduzierte durch die thermische Belastung potenzierte mechanische und chemische Beanspruchung hat und die verlängerte Standzeiten aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 gelöst, wobei zweckmäßige Ausführungsformen durch die abhängigen Unteransprüche gekennzeichnet sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Heißbranddüse vorgesehen, die einen gekrümmten Luftleitkanal aufweist, so daß

Luftstöße von einem außerhalb eines Ofens liegenden Luftstoßgerätes so umgelenkt werden können, daß sie schließlich im Inneren des Ofens in einem definierten Winkel zur Ofeninnenwand austreten. Die erfindungsgemäße Heißbranddüse kann direkt in das feuerfeste Mauerwerk des Ofens eingesetzt sein, sie ist zweckmäßigerweise aber in eine Wechselkasteneinrichtung eingesetzt, wobei der Wechselkasten in das Mauerwerk eingesetzt und mit Feuerfestmasse beigestellt ist. Die erfindungsgemäße Heißbranddüse ist entweder im Mauerwerk oder im Wechselkasten so positioniert, daß die Mundöffnung derselben direkt an der Ofeninnenwand liegt, so daß ein eingeleiteter Luftstoß in einem definierten Winkel entlang der Ofeninnenwand strömt. Im Bereich der Mundöffnung der Heißbranddüse ist an der Außenwand derselben ein Steg angeordnet, der vorzugsweise nur im zum Inneren des Ofens vorstehenden Bereich der Mundöffnung der Heißbranddüse vorgesehen ist, der zweckmäßigerweise aber um die Mundöffnung umlaufend angeordnet sein kann. Weiterhin ist auf der zum Inneren des Ofens weisenden freien Mantelfläche der Heißbranddüse oberhalb des im Bereich der Mundöffnung angeordneten Steges eine Armierung vorgesehen, die vorzugsweise aus mindestens einer Rippe an der freien Mantelfläche besteht, die zweckmäßigerweise aus Vierkant- oder Rundmaterial bestehende Streben trägt. Diese Rippen sind bevorzugt vertikal auf der freien Mantelfläche der Heißbranddüse angeordnet, wobei die zweckmäßigerweise vorhandenen Streben im rechten Winkel zu der oder den Rippen angeordnet sind. Ebenso ist aber auch eine andere Anordnung der Rippen und damit auch der Streben auf der Mantelfläche der Heißbranddüse zueinander möglich. Zweckmäßigerweise können auf der freien Mantelfläche der Heißbranddüse aber auch Stifte angeordnet sein, die von der freien Mantelfläche abstehen und die als Armierung dienen. Sowohl die aus Rippen, aus Rippen und Streben sowie die aus Stiften bestehende Armierung der freien Mantelfläche der Heißbranddüse kann mit der letztgenannten einstückig verbunden, angeschweißt, angeschraubt oder auf andere geeignete Art und Weise verbunden sein.

Im Einsatz ist sowohl die Heißbranddüse die in das feuerfeste Mauerwerk eingesetzt ist, als auch die Heißbranddiise die im Wechselkasten eingesetzt ist, auf der freien Mantelfläche, die mit der oben beschriebenen Armierung versehen ist, zweckmäßigerweise mit der gleichen Feuerfestmasse hinterfüttert, die auch die Innenwände des verfahrenstechnischen Ofens bedeckt. Durch diese Hinterfütterung ist bei der erfindungsgemäßen Heißbranddüse lediglich die Stirnfläche der Mundöffnung und der erfindungsgemäße Steg im Bereich der Mundöffnung der vollen Betriebstemperatur des Ofens ausgesetzt. Durch die Armierung auf der freien Mantelfläche, die mit der Feuerfestmasse hinterfüttert ist, ist gewährleistet, daß der durch die Feuerfestmasse gebildete Hitzeschild auf der freien Mantelfläche der Heißbranddüse beständig ist und nicht während des Einsatzes von der freien Mantelfläche der Heißbranddüse abplatzt, abfällt oder auf sonstige Art und Weise zerstört wird.

Durch die erheblich reduzierte Aufheizung der freien Mantelfläche der erfindungsgemäßen Heißbranddüse und damit des gesamten Düsenmaterials liegt die durch die thermische Belastung potenzierte mechanische als auch chemische Beanspruchung der Innenleitflächen erheblich unter derjenigen einer nicht gegen Hitze geschützten Heißbranddüse mit freier Mantelfläche. Durch die reduzierte Beanspruchung der Heißbranddüse liegt aber auch die Standzeit der erfindungs gemäßen Heißbranddüse deutlich über derjenigen einer Heißbranddüse mit ungeschützter freier Mantelfläche, wodurch der Einsatz der erfindungsgemäßen Heißbranddüse wirtschaftlich günstiger ist. Die erfindungsgemäße Armierung der freien Mantelfläche garantiert schließlich Wartungsarmut des Hitzeschutzes aus Feuerfestmasse auf der Mantelfläche der erfindungsgemäßen Heißbranddüse.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, darin zeigen

Fig.l eine Schnittansicht einer in feuerfestes Mauerwerk eingesetzte Heißbranddüse;

Fig. 2 eine Draufsicht der Heißbranddüse nach Fig.l;

Fig.3 eine Schnittansicht einer in einen Wechselkasten eingesetzten Heißbranddüse;

Fig. 4 eine von oben gesehene Schnittansicht der Heißbranddüse nach Fig.3.

In der Fig.l ist eine erfindungsgemäße gekrümmte Heißbranddüse 1 mit freier Mantelfläche zu sehen, die direkt in das feuerfeste Mauerwerk 3 eines verfahrenstechnischen Ofens eingesetzt ist. Die Heißbranddüse 1 ist mit einem Luftstoßgerät 2 verbunden, welches als solches bekannt ist und keinen Teil der Erfindung darstellt. Im gekrümmten Bereich der Heißbranddüse ist ein um die Heißbranddüse umlaufender Steg 8 dargestellt, der die Heißbranddüse im Mauerwerk hält und eine Rückstoßsicherung darstellt. Weiterhin ist in Fig.l eine Mundöffnung 4 gezeigt, aus der die Luftstöße in einem definierten Winkel zur Ofeninnenwand austreten. Wie gezeigt ist auf der zum Ofen gerichteten Seite der Mantelfläche im Bereich der Mundöffnung der Heißbranddüse ein Steg 5 angeordnet. Zwischen dem Steg 5 und dem Steg 8 erstreckt sich mindestens eine Rippe 7, die aus Vierkant- oder Rundmaterial bestehende Streben trägt. Die dargestellte Anzahl der Rippen und Streben ist rein beispielhaft und kann je nach Einsatzort und Einsatzbedingungen variieren. Der gezeigte Bereich der Wandung 11 der Heißbranddüse liegt nicht im Mauerwerk 3 sondern steht in den Ofeninnenraum vor, so daß dieser Bereich 11 im unverkleideten Zustand der Betriebshitze des Ofens ungeschützt ausgesetzt ist. Wie gezeigt, ist die feuerfeste Aus-

kleidung 12 des Ofens über den Bereich 11 der Heißbranddüse gezogen, wobei das feuerfeste Material, welches sich direkt auf der Heißbranddüse befindet, durch die aus den Rippen 7 und Streben 6 gebildete Armierung gehalten ist.

Die Fig.2 zeigt dieselbe Ausführungsform einer Heißbranddüse wie die Fig.l jedoch in der Draufsicht, wobei zusätzlich zu den in Fig.l dargestellten Elementen ein Rückschlagventil 9 angedeutet ist, daß sich bei einem Luftstoß schlagartig öffnet.

Die Fig.3 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Heißbranddüse 1, die jedoch im Gegensatz zu der in den Fig.l und 2 gezeigten Heißbranddüse nicht direkt in das Mauerwerk 3 des Ofens eingesetzt ist, sondern in einem Wechselkasten 10 angeordnet ist, so daß sie ohne Beeinträchtigung des Mauerwerkes 3 des Ofens einsetzbar und herausnehmbar ist. Abgesehen von dem in der Fig.l dargestellten Steg 8 entspricht die in der Fig.3 dargestellte Heißbranddüse von ihrem prinzipiellen Aufbau her jedoch vollständig der in den Fig.l und 2 dargestellten Heißbranddüse. Auch in der in Fig.3 dargestellten Heißbranddüse ist die in das Ofeninnere ragende Wandung 11 der Heißbranddüse durch eine im Bereich der aus den Rippen 7 und die Streben 6 gebildeten Armierung aufgetragenen feuerfesten Masse vor einer Überhitzung durch die Betriebstemperatur des Ofens geschützt. Zweckmäßigerweise ist die Schicht aus feuerfester Masse im eingesetzten Zustand der Heißbranddüse aufgetragen. Ebenso kann die feuerfeste Masse jedoch auch vor dem Einsetzen der Heißbranddüse in den Wechselkasten im Bereich der Armierung auf der Wandung 11 der Heißbranddüse 11 aufgetragen sein.

Die Fig.4 zeigt die gleiche erfindungsgemäße Heißbranddüse wie die Fig.3, jedoch in einer geschnittenen Draufsicht. Deutlich erkennbar ist hierbei die Verbreiterung der Heißbranddüse im Bereich der Mundöffnung 4.

Claims

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1. Heißbranddüse (1) mit einem insbesondere gekrümmten Luftleitkanal, die die von einem Luftstoßgerät erzeugten Luftstöße in einem definierten Winkel zu einer Ofeninnenwand zur Entfernung von Materialanbackungen einleiten kann, wobei mindestens ein Bereich (11) der Wandung der Heißbranddüse über das Mauerwerk (3) des Ofens in den Ofen vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mundöffnung (4) der Heißbranddüse (1) ein Steg (5) angeordnet ist, daß auf der zum Inneren des Ofens gerichteten und über das Mauerwerk (3) des Ofens in den Ofen vorstehenden Mantelfläche (13) der Wandung (11) vorzugsweise eine Armierung vorgesehen ist, und daß die Mantelfläche (13) der Wandung (11) mit einer feuerfesten Masse beschichtet ist, die auf dem Steg (5) abgestützt ist und die vorzugsweise von der Armierung auf der Mantelfläche (13) gesichert ist.

2. Heißbranddüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mundöffnung (4) der Heißbranddüse (1) im rechten Winkel bezüglich der Ofenmauer (3) angeordnet ist.

3. Heißbranddüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich der Mundöffnung (4) auf der Mantelfläche (13) vorgesehene Steg (5) umlaufend ist und daß der Steg (5) bündig mit der Mundöffnung abschließt .

4. Heißbranddüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung auf der Mantelfläche (13) der Heißbranddüse (1) aus mindestens einer Rippe besteht, die vorzugsweise vertikal auf der Mantelfläche (13) angeordnet ist.

5. Heißbranddüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (7) £5treben (6) tragen, die vorzugsweise im rechten Winkel zu den Rippen (7) angeordnet sind.

6. Heißbranddüse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung auf der Mantelfläche (13) aus senkrecht von dieser abstehenden Stiften besteht.

7. Heißbranddüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung auf der Mantelfläche (13) einstückig mit dieser verbunden, an diese angeschweißt oder angeschraubt ist.

8. Heißbranddüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der feuerfesten Masse (12) zur Beschichtung der Mantelfläche (13) um dieselbe feuerfeste Masse handelt, mit der auch die Innenwand des Ofens ausgekleidet ist.