DE3321118A1

DE3321118A1 - Brenner fuer schmelzoefen

Info

Publication number: DE3321118A1
Application number: DE19833321118
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Kobe Hyogo Kai
Original assignee: Nikko Co Ltd; Nikko KK
Current assignee: Nikko Co Ltd; Nikko KK
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE3321118C2; GB8315227D0; GB2140900A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Brenner für Schmelzöfen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. 5

Derartige Brenner werden insbesondere als Hilfsbrenner für Elektroöfen eingesetzt. Im Zusammenhang mit Elektroöfen sind Hilfs- oder Zusatzbrenner bekannt/ die durch unmittelbare Verbrennung eines Gemisches aus Sauerstoff und Öl-Brennstoff, Kerosin oder dergleichen ein effektives und schnelles Einschmelzen der Charge und dadurch eine erhöhte Produktivität und Energieersparnis ermöglichen.

Bei derartigen Hilfsbrennern für Schmelzöfen, insbesondere für Elektroöfen, lassen sich bewegliche und feststehende Brenner unterscheiden.

Zur näheren Erläuterung des Standes der Technik soll bereits hier auf Figuren 1 und 2 der Zeichnung Bezug genommen werden.

Figuren 1(1) und (2) zeigen einen beweglichen Brenner. Eine Elektroden 1 umgebende Ofenwand ist mit einer Brenner-Öffnung 3 versehen. Der mit einer Brennstoff-Düse, Sauerstoff-Düse und dergleichen versehene Kopf 5 eines Brenner-Gehäuses 4 ist mit Hilfe einer Kolben-Zylinderanordnung 6 in die öffnung 3 einführbar und wieder aus der öffnung zurückziehbar.

Zum Betrieb des Brenners wird der Kolben der Kolben-Zylinder anordnung 6 ausgefahren, so daß der Kopf 5 in die öffnung 3 eintritt, wie in Figur 1 (1) gezeigt ist. Wenn der Brenner nicht benötigt wird, ist der Kolben der Kolben-Zylinderanordnung 6 zurückgezogen

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und hält den Kopf 5 in einer in Figur 1(2) dargestellten, von der öffnung 3 abgerückten Position. Mit Hilfe eines Kompressors oder Gebläses wird der Brenner-Öffnung 3 durch das Brenner-Gehäuse 4 Druckluft zugeführt, die verhindert, daß sich die Brenner-Öffnung mit aufspritzender Schlacke aus dem Inneren des Ofens zusetzt.

Bei dem herkömmlichen Brenner wird jedoch zum Spülen der Brenner-Öffnung mit Druckluft eine große Luftmenge und ein entsprechend hoher Energiebetrag benötigt. Die in den Ofen eingeblasene Druckluft führt darüber hinaus zu beträchtlichen Wärmeverlusten und beeinträchtigt die metallurgische Reaktion in dem Ofen.

Zur Beseitigung dieser Nachteile ist versucht worden, eine Spritzschutz-Platte 7 vor dem Kopf 5 anzuordnen, wie in Figur 1(2) dargestellt ist. Dies hat jedoch den Nachteil, das aufspritzende Schlacke oder Schmelze sich in der Brenner-Öffnung 3 sammelt.

Darüber hinaus erweist es sich als unmöglich, den Austritt der Schmelze und Schlacke aus dem Ofen vollständig zu verhindern. Die öffnung muß daher nach dem Ablassen der Schmelze manuell gereinigt werden. Hierzu werden hohe Temperaturen benötigt, und die Reinigungsarbeiten sind mühsam, zeitraubend und wenig effizient.

Wenn in dem Ofen explosionsartige Entgasungsvorgänge oder dergleichen auftreten, so daß die Schmelze und Schlacke heftig aufspritzt, so kann der Brenner leicht durch aus der Brenner-Öffnung 3 austretende Schmelze oder Schlacke beschädigt werden»

Zur Überwindung dieser Nachteile eines beweglichen Brenners ist ein feststehender Brenner vorgeschlagen

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worden, wie er in Figur 2 dargestellt ist. Das Brenner-Gehäuse 4 dieses Brenners weist einen Kopf 5 mit einer Brennstoff-Düse, einer Sauerstoff-Düse und einer Spülluft-Düse auf und ist fest in der Brenner-Öffnung 3 in der die Elektroden' 1 umgebenden Ofenwand 2 montiert.

Der feststehende Brenner verhindert den Austritt von Schmelze und Schlacke aus der Brenner-Öffnung. Es ist jedoch erforderlich, den Brenner ständig mit Druckluft zu spülen, damit sich die Düsen nicht zusetzen. Da der als Hilfsbrenner eingesetzte Brenner lediglich in einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum eingesetzt wird, der nur 20 bis 40% der gesamten Betriebsperiode des Ofens beträgt, muß der Brenner während der restlichen 60 bis 80% der Betriebsdauer mit Luft gespült werden. Folglich wird das Innere des Ofens durch die Luft abgekühlt, und die Luft wirkt sich äußerst nachteilig auf die metallurgische Reaktion in dem Ofen aus und führt zu einer beträchtlich verringerten Effektivität des Heizvorgangs.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die oben genannten Nachteile herkömmlicher Brenner zu überwinden und einen Brenner zu schaffen, der nicht durch aufspritzende Schlacke oder Schmelze beschädigt wird und bei dem sich die Düsen und die Brenner-Öffnung in der Ofenwand nicht zusetzen, ohne daß eine Spülung mit Luft erforderlich wäre. Bei einem Einsatz als Hilfsbrenner in einem Elektroofen soll die Möglichkeit bestehen, den Brenner während der Phasen des Schmelzvorgangs, in denen kein Hilfsbrenner benötigt wird, zu warten, zu reinigen und zu reparieren.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Wei-

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terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben»

Erfindungsgemäß ist der Brenner zusätzlich zu dem eigentliehen Brenner-Gehäuse und dem in die Brenner-Öffnung der Ofenwand einführbaren Brenner-Kopf mit einem Verschlußstopfen versehen, der mit Hilfe eines Antriebs anstelle des Brenner-Kopfes in die Brenner-Öffnung der Ofenwand einführbar ist. Mit Hilfe eines Wechslers wird entweder der Brenner-Kopf oder der Verschlußstopfen in eine mit der öffnung der Ofenwand ausgerichtete Position überführt.

Während der Phasen des Schmelzvorgangs, in denen der Brenner nicht benötigt wird, kann somit der Brenner-Kopf aus der Brenner-Öffnung der Ofenwand zurückgezogen und mit Hilfe des Wechslers gegen den Verschluß-Stopfen ausgetauscht werden, der sodann in die öffnung der Ofenwand eingeführt wird. Der Verschlußstopfen verhindert, daß sich die Brenner-öffnung mit aufspritzender Schlacke oder Schmelze zusetzt und verhindert zugleich insbesondere bei explosionsartigen Entgasungsvorgängen in dem Schmelzofen - das Austreten von Schlacke oder Schmelze aus der Brenner-Öffnung. Während der Brenner außer Betrieb ist, ist somit der Brenner-Kopf gegen die Einwirkung der Schlacke oder Schmelze und gegen Hitzeeinwirkung geschützt. Eine Spülung mit Druckluft ist während keiner Betreibsphase erforderlich.

Während die Brenner-Öffnung durch den Verschlußstopfen verschlossen ist, ist der eigentliche Brenner außerhalb des Ofens für Wartungs- Reparatur- und Reinigungsarbeiten zugänglich«.

Der Verschlußstopfen dämpft zugleich den Schallaustritt

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aus dem Inneren des Ofens.

Bevorzugt ist die Brenner-Öffnung in der Ofenwand mit einer Kühlbox und einer hitzebeständigen Hülse ausgekleidet, und der Verschlußstopfen ist ebenfalls durch hitzebeständiges Material geschützt. Es werden bevorzugt Materialien verwendet, die die Ablagerung von
Schlacke in der Brenner-Öffnung bzw. an dem Verschlußstopfen unterdrücken, so daß der Brenner störungsfrei betrieben werden kann.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1(1) ist ein Schnitt durch einen herkömmlichen beweglichen Brenner
während des Betriebs als Hilfsbrenner;

Fig. 1(2) ist ein Schnitt durch den Brenner

aus Figur 1(1) in einer zurückgezogenen Ruhestellung;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen feststehenden herkömmlichen Brenner;

Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Brenner

gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem in eine Brenner-Öffnung der Ofenwand

eingefügten Verschlußstopfen;

Fig. 4 zeigt den Brenner aus Figur 3 in

einer Stellung, in der der eigent-

■ liehe Brenner in die öffnung der

Ofenwand eingeführt ist;

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Fig. 5 ist eine Frontansicht des Brenners;

Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Figur 3;
·

Fig» 7 ist eine Explosionsdarstellung eines Beispiels eines Brenners;

Fig» 8 ist eine Explosionsdarstellung eines Brenners gemäß einem anderen Aus

führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 ist ein Schnitt durch ein Beispiel

eines Verschlußstopfens; 15

Fig. 10 und zeigen einen Brenner gemäß einem an™ 11 deren Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht bzw. im Schnitt;

Fig« 12 und sind eine Draufsicht bzw. ein Schnitt

13 eines Brenners gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Mit Bezug auf Figuren 3 bis 6 soll ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Ein Elektroofen weist eine Ofenwand 10 aus Ziegeln 11 und einem Eisen-Mantel 12 auf ο Die Ofenwand 10 weist eine Brenneröffnung 15 auf, die durch einen wassergekühlten Kupfer-Mantel 13 und eine hitzebeständige Hülse 14 begrenzt wird. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der wassergekühlte Mantel 13 als Kupfer-Ring mit einem ring-« förmigen Flansch 13A an seinem inneren Umfang ausgebildet und in einen Durchbruch 16 der Ofenwand 10 eingesetzt. Die hitzebeständige Hülse 14 ist fest in den Mantel 13 eingefügt und bildet die innere Begrenzung der Brenner-

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öffnung 15. Die Achse der öffnung 15 ist in Bezug auf die Ofenwand geneigt und auf die Mitte des Bodens des Ofens gerichtet.

Die Ofenwand 10 ist mit mehreren derartiger Brenner-Öffnungen 15 versehen, an denen jeweils außerhalb der Ofenwand 10 ein als Hilfsbrenner dienender Brenner 17 vorgesehen ist.

Der Brenner 17 umfaßt ein Brenner-Gehäuse oder einen Brenner-Kopf an seinem vorderen Ende, einen Antrieb

20 zum Einführen des Kopfes 18 in die öffnung 15 und zum Zurückziehen des Kopfes, einen Verschlußstopfen

21 zum Verschließen der öffnung 15, einen Antrieb 22 für den Verschlußstopfen 21 und einen Wechsler 23, durch den entweder der Brenner-Kopf 18 oder der Verschlußstopfen 21 in eine mit der Achse der öffnung 15 ausgerichtete Position überführbar ist. Die Antriebe 20/22 des Brenner-Kopfes bzw. des Verschlußstopfens sind im gezeigten Beispiel als hydraulisch betätigte Kolben-Zylindereinheiten ausgebildet.

Ein Gestell 25 ist mit Hilfe von Armen 24 an dem Ofen-Mantel 13 befestigt. Zwei in einer senkrechten Ebene angeordnete Führungsstäbe 26 sind an dem Gestell 25 befestigt. Ein Schlitten 28 ist über Gleitstücke 27 an den Führungsstäben 26 montiert und in Bezug auf den Ofen aufwärts und abwärts beweglich. Ein im gezeigten Beispiel als hydraulische Kolben-Zylindereinheit ausgebildeter Antrieb 31 ist zwischen Halterungen 29 angeordnet, die einerseits mit dem Schlitten 28 und andererseits mit dem Gestell 25 verbunden sind. Das Gestell 25, der Schlitten 28 und der Antrieb 31 bilden zusammen den Wechsler 23.

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An einer im wesentlichen senkrecht verlaufenden Seitenfläche des Schlitzes 28 sind jeweils an den Ecken zwei Paare oberer Lager 32 und zwei Paare unterer Lager 33 angeordnet. Die Lager eines jeden Paares sind einander gegenüberliegend angeordnet und stützen einen Führungsstab 34 bzw. 35 ab» Die Führungsstäbe 34 und 35 sind parallel zueinander und zu der Achse der Brenner-öffnung 15 übereinander angeordnet.

Ein Brenner-Montagegestell 37 ist über Gleistücke 36 an den beiden oberen Führungsstäben 34 abgestützt/ während ein Stopfen-Montagegestell 39 über Gleitstücke 38 an den beiden unteren Führungsstäben 35 abgestützt ist= Die Montagegestelle 37 und 39 sind entlang den Führungsstäben verschiebbar.

Das Brenner-Gehäuse 19 ist mit Hilfe einer in Figuren 5 und 6 gezeigten Halterung an dem Montagegestell 37 befestigt und umfaßt einen Verteiler-Abschnitt 19A und einen den Brenner-Kopf 18 tragenden zylindrischen Abschnitt 19B« Der Kopf 18 nimmt eine Brennstoff-Düse und eine Sauerstoff-Düse auf. Der zylindrische Abschnitt 19B ist von einer Schraubenfeder 41 umgeben, die eine auf dem zylindrischen Abschnitt gleitend verschiebbare Dämpfer-Haube 42 vorspannt,.

Das Brenner-Montagegestell 37 ist über den Antrieb 20 mit dem Schlitten 28 verbunden. Durch die Expansion des Antriebs 20 wird das Brenner-Montagegestell 37 entlang den Führungsstäben 34 verschoben, und der Brenner-Kopf 18 wird in die Brenner-Öffnung 15 eingeführt, wie in Figur 4 gezeigt ist. Dabei wird die öffnung durch die Dämpfer-Haube 42 verschlossen. Wenn der Antrieb zurückgezogen wird, wird der Kopf 18 wieder aus der öffnung

35 15 herausgezogen.

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Der Brenner-Kopf 18 besteht aus Edelstahl, Gußeisen oder dergleichen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des aus Gehäuse und Kopf gebildeten eigentlichen Brenners sind in Figuren 7 und 8 dargestellt.
5

Bei dem in Figur 7 gezeigten Brenner weist der Verteiler-Abschnitt 19A Brennstoff-Zuleitungen und Rückleitungen 43 und Sauerstoff-Zuleitungen und -Rückleitungen 44 sowie ein einziges, von der Mitte des Verteiler-Abschnitts vorspringendes Brennstoff-Düsenrohr 45 und mehrere radial außerhalb des Brennstoff-Düsenrohres von dem Verteiler-Abschnitt vorspringende Sauerstoff-Düsenrohre 46 auf. Die Düsenrohre 45 und 46 werden durch eine mit Kanälen 47,48 für die Düsenrohre versehene hitzebeständige Hülse 49 abgedeckt. Die Hülse 49 ist durch Aufschrauben oder auf andere Weise lösbar an dem Verteiler-Abschnitt 19A befestigt. Als feuerfestes Material für die Hülse 49 wird beispielsweise Graphit oder Kohlenstoff-Magnesiumoxyd verwendet, das die Ablagerung von Schmelze- oder Schlacke-Spritzern unterdrückt und die Hülse gegen Wärmeeinwirkung schützt. Darüber hinaus sind mit Vorteil die in den Kanälen 47,48 um die Düsenrohre 45,46 gebildeten Zwischenräume mit einer Karbonpaste ausgefüllt, und die Hülse 49 ist außen mit einer derartigen Paste, Keramikmaterial oder einem ähnlichen oxydationsfesten Material umgeben. Dieses Material verringert die Oxydation durch Flammenrückschlag und durch die heiße Atmosphäre im Inneren des Ofens.

Der in Figur 8 gezeigte Brenner umfaßt ein einziges Rohr 19C, das fest durch die hitzebeständige Hülse 49 ummantelt ist. Für die Hülse 49 wird das gleiche oxydationsfeste Material wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 verwendet.

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Wenn die in der Ofenwand 10 angebrachte hitzebeständige Hülse 14 aus feuerfestem Material wie Graphit oder Kohlenstoff-Magnesiumoxyd besteht, brauchen die Brenner-Düsen nicht in jedem Fall durch hitzebeständiges Füllmaterial oder Ummantelungen geschützt zu werden.

Wie in Figur 5 gezeigt ist, ist der als starrer oder massiver Zylinder ausgebildete Verschlußstopfen 21 mit Hilfe einer Halterung 50 an dem Montagegestell 39 montiert. Eine gleitend verschiebbar auf dem Verschlußstopfen 21 angebrachte Dämpfungs-Haube 52 wird durch eine Schraubenfeder 51 vorgespannt.

Der Antrieb 22 für den Verschlußstopfen ist zwischen dem Montagegestell 39 und dem Schlitten 28 angeordnet, so daß durch Expansion dieses Antriebs das Montagegestell 39 entlang den Führungsstäben 35 verschoben und der Verschlußstopfen in die Brenner-Öffnung 15 eingeführt wird, die dabei durch die Dämpfungs-Haube 52 vollständig verschlossen wird, wie in Figur 3 zu erkennen ist. Bei der Kontraktion des Antriebs 22 wird der Verschlußstopfen 21 wieder aus der öffnung 15 zurückgezogen.

Der Verschlußstopfen 21 ist beispielsweise als massiver Zylinder aus Graphit, feuerfestem Karbon-Magnesiumoxyd oder Gußstahl hergestellt.

Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Verschluß-Stopfens 21 ist in Figur 9 dargestellt. Der dort gezeigte Verschlußstopfen umfaßt ein vorderes Ende 21A aus Graphit, Gußstahl oder dergleichen, ein wassergekühltes Rohr 21C mit einem verjüngten, in das vordere Ende 21A eingeschraubten Gewindeabschnitt 21B und eine Kühlwasserleitung 21D, die sich entlang der Achse des

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Rohres 21C zu dem Gewindeabschnitt 21B erstreckt. Durch Leitungen 21E wird Kühlwasser in das Rohr 21C eingeleitet und abgelassen, so daß eine bessere Hitzebeständigkeit des Verschlußstopfens erreicht wird. 5

Die Zufuhr- und Rückleitungen 43,44 und 21E sind flexibel und gestatten so die oben beschriebenen Bewegungen des Brenner-Gehäuses und des Verschlußstopfens.

Figuren 10 und 11 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in seinem grundsätzlichen Aufbau dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, bei dem jedoch der Brenner-Kopf und der Verschlußstopfen mit Hilfe eines Wechslers 123 in seitlicher Richtung in einer zu der Achse der Brenner-Öffnung parallelen Ebene beweglich sind.

Gemäß Figuren 10 und 11 ist eine Elektroden T umgebende Ofenwand 110 mit einer Brenner-Öffnung 115 versehen, die durch eine hitzebeständige Hülse 114 gebildet wird. Die Hülse 114 ist von einem wassergekühlten Mantel 113 umgeben.

Ein Schlitten 128 ist auf Führungsstäben 126 an einem seitlich von der Ofenwand 110 vorspringenden Gestell 125 beweglich. Der Schlitten 128 ist in seitlicher Richtung in einer Ebene beweglich, die sich parallel zu einer durch die Achse der öffnung 115 verlaufenden Ebene erstreckt.
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Der Schlitten 128 ist mit dem Gestell 125 über einen durch eine hydraulische Kolben-Zylindereinheit gebildeten Antrieb 131 verbunden. Das Gestell 125, der Schlitten 128 und der Antrieb 131 bilden einen Wechsler 123. Auf den Schlitten 128 sind ein durch Ausfahren und Zu-

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rückziehen eines Antriebs 120 hin-und hergehend bewegliches Brenner-Gehäuse 119 und ein Verschlußstopfen 121 montiert, der ebenfalls durch Ausfahren und Zurückziehen eines Antriebs 122 hin-und hergehend beweglich ist. Somit sind entweder ein am vorderen Ende des Brenner-Gehäuses ausgebildeter Brenner-Kopf 118 oder der Verschlußstopfen 121 in die Brenner-Öffnung 115 einführbar O

Figuren 12 und 13 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Wechsler 223 als Dreh-Wechsler ausgebildet ist. Eine Elektroden T umgebende Ofenwand 210 ist mit einer Brenner-Öffnung 215 versehen, die durch die Bohrung einer hitzebeständigen Hülse 214 gebildet wird. Die Hülse 214 ist von einem wassergekühlten Mantel 213 umgeben.

An der Ofenwand 210 ist ein seitlich vorspringendes Gestell 225 befestigt. Zwei auf dem Gestell 225 angebrachte Führungsschxenen 226 sind unterhalb einer durch die Achse der öffnung 215 verlaufenden Ebene parallel zu dieser Ebene angeordnet. Ein mit Rädern 228A versehener Schlitten 228 ist entlang den Führungsschienen 226 beweglich. Der Schlitten 228 trägt einen durch einen Drehantrieb 237A angetriebenen Drehtisch 237, dessen Drehachse senkrecht zu der die Achse der Brenner-öffnung enthaltenden Ebene verläuft.

Ein Verschlußstopfen 221 und ein Brenner-Gehuäse 219 mit einem Brenner-Kopf 218 und einer durch eine Feder 241 vorgespannten Dämpfer-Haube 242 springen rechtwinklig zueinander von dem äußeren Umfang des Drehtisches 237 vor. Der Schlitten 228 ist mit Hilfe eines Antriebs 220 auf die Ofenwand zu und von dieser weg beweglich. 35

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Nachfolgend soll die Wirkungsweise der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.

In Figuren 4 und 10 bis 13 ist jeweils der Brenner-Kopf 18(118,218) in die Brenner-Öffnung 15(115,215) der Ofenwand eingeführt, so daß der Brenner mit aus den Düsen des Brenner-Kopfes austretendem Brennstoff und Sauerstoff als Hilfsbrenner für in dem Ofen enthaltenen Schrott und dergleichen betrieben werden kann. 10

Während der Betriebsdauer als Hilfsbrenner, die etwa 20 bis 40% der gesamten Betriebszeit des Ofens beträgt, wird die Brenner-Öffnung 15 (115,215) durch die durch die Feder 41(141,241) vorgespannte Dämpfer-Haube 42 (142,242) geschlossen gehalten, so daß die Geräuschbildung unterdrückt und der Austritt von geschmolzenen Metall infolge schockartiger Entgasungsvorgänge oder dergleichen vermieden wird.

Wenn der Hilfsbrenner-Betrieb abgeschlossen ist, wird der Brenner-Kopf 18 (118,218) durch Zurückziehen des Antriebs 20 (120,220) aus der Brenner-Öffnung zurückgezogen. Der Brenner-Kopf wird sodann in eine Bereitschafts-Position überführt, während zugleich der Verschlußstopfen 21 (121,221) in eine mit der Achse der Brenner-Öffnung ausgerichtete Position überführt wird. Die Bewegung des Verschlußstopfens 120 erfolgt bei dem ersten Ausführungsbeispiel durch Ausfahren des ersten Antriebs 31, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel durch Zurückziehen des Antriebs 131 und bei dem dritten Ausführungsbeispiel durch Betätigung des Drehantriebs 237A. Der Verschlußstopfen 21 (121,221) wird sodann durch Ausfahren des Antriebs 22 (122 bzw. 220) in die Brenneröffnung 15 (115,215) eingeführt, so daß er diese ver- schließt-.

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Somit kann die Charge mit Hilfe der Elektroden eingeschmolzen werden, während der in die Brenner-öffnung eingeführte Verschlußstopfen 21 den Schalläustritt und den Austritt von Schmelze verhindert. Nach dem Abschluß des Schmelzvorgangs wird die Schmelze durch einen nicht gezeigten Auslaß abgelassen.

Während die Brenner-Öffnung 15 (115,215) durch den Verschlußstopfen 21 (121,222) geschlossen gehalten wird, können der Brenner-Kopf 18, (118,218) und die Düsen gereinigt und von Ablagerungen befreit werden. Sofern der Brenner-Kopf mit hitzebeständigem Material ummantelt ist, läßt er sich leicht reinigen.

Während die Brenner-Öffnung durch den Verschlußstopfen geschlossen gehalten wird, braucht keine Luft zum Freihalten der öffnung eingeblasen zu werden. Somit ist gewährleistet, daß die metallurgische Reaktion nicht beeinträchtigt wird und daß der Schmelzvorgang mit hoher Effizienz durchgeführt werden kann.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Brenner-Öffnung durch den Verschlußstopfen während des Betriebs des Schmelzofens außer in der Zeit, in der der Hilfsbrenner eingeschaltet ist, verschlossen wird, wird verhindert, daß die Brenner-Öffnung und die Düsen des Brenners sich zusetzen, und es wird die Möglichkeit geschaffen, die Brenner-Düsen bequem und sicher zu warten und zu reparieren.

Da keine Druckluft zum Freihalten der Brenner-Öffnungen eingeblasen wird, kann die metallurgische Reaktion ungestört ablaufen. Darüber hinaus trägt der Verschlußstopfen zur Geräuschdämpfung bei und verhindert eine Beschädigung des Brenners bei explosionsartigen Ent-

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- 18 gasungsvorgängen und dergleichen.

Da eine Luftspülung der Brenner-Öffnungen nicht erforderlich ist, ergibt sich darüber hinaus eine Kosteneinsparung.

Üblicherweise ist der Elektroofen mit drei Brennern zwischen drei Elektroden ausgerüstet. Der Luftverbrauch eines derartigen Brenners beträgt 50 m³/h.

Die Kosten für die Luftspülung der drei Brenner-Öffnungen betragen daher 3 χ 50 m³/h χ 6 ¥ = 900¥/h. Da die Dauer der Druckluft-Spülung 70% der Dauer der bekannten Schmelzperiode beträgt, betragen die monatlichen Kosten für die Luftspülung 25 Tage χ 24 h χ 0,7 χ 900 ¥/h = 370.000 ¥. Durch die Erfindung wird somit eine Verringerung der Kosten um wenigstens diesen Betrag erreicht.

Die durch Einblasen von Druckluft verursachten Wärme-Verluste in dem Ofen lassen sich wie folgt berechnen.

3 χ 50 m³/h χ 0,7 χ (1100⁰C - 30⁰C χ 0,33 Kcal/m³ χ 25 Tage χ 24 h/860 Kcal/kwh = 25800 kwh/Monat.

Die entsprechenden Energiekosten betragen 25800 kwh χ :15 ¥/kwh = 387.000 Y/Konat. Die gesamte Kostenersparnis beträgt somit wenigstens 765.000 ¥/Monat (entspricht ca. 8.180 DM/Monat).

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Claims

TER MEE R-MÜLLER-STEI NMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

Dipl.-Ing. F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51

Triftstrasse -4,

D-BOOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

St/Wi/sc

NIKKO CO., LTD. 4-10, Nunobiki-cho, 2-chome, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo, Japan

BRENNER FÜR SCHMELZÖFEN

PATENTANSPRÜCHE

1J Brenner für Schmelzöfen, der ein Brenner-Gehäuse mit einem in eine Brenner-Öffnung der Ofenwand einführbaren Brenner-Kopf und einen Antrieb zum Einführen und Zurückziehen des Brennerkopfes in die bzw. aus der Öffnung der Ofenwand umfaßt, gekennzeichnet durch einen Verschlußstopfen (21?121;221) zum Verschließen der Brenner-Öffnung (15,1-15;215) , einen Antrieb (22,°122?220) zum Einführen und Zurückziehen des VerschlußStopfens in die bzw. aus der Brenner-Öffnung und einen Wechsler (23; 123;223), durch den entweder der Brenner-Kopf (18;118;

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218) oder der Verschlußstopfen (21;121;221) in eine mit der Achse der Brenner-Öffnung (15,115;215) ausgerichtete Position überführbar ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß der Wechsler (23) ein feststehendes Gestell (25) , einen an diesem abgestützten und in Richtung der Höhe des Ofens beweglichen Schlitten (28) und einen Antrieb (31) für den Schlitten umfaßt, der seinerseits die Antriebe (20,22) für den Brenner-Kopf (18) und den Verschlußstopfen (21) trägt, und daß das Brenner-Gehäuse (19) und der Verschlußstopfen (21) in Richtung der Höhe des Ofens übereinander auf dem Schlitten (28) angeordnet sind.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsler (123) ein feststehendes Gestell (125), einen auf dem Gestell (125) in seitlicher Richtung in einer zu der Achse der Brenneröffnung (115) parallelen Ebene beweglichen Schlitten (28) und einen Antrieb (131) für den Schlitten (128) umfaßt, der seinerseits die Antriebe (120,122) für den Brenner-Kopf (118) und den Verschlußstopfen (121) trägt, und daß das Brenner-Gehäuse (19) und der Verschlußstopfen (21) nebeneinander auf der Oberseite des Schlittens (128) angeordnet sind.

4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsler (223) einen durch einen Antriebsmechanismus (237A,220) antreibbaren, den Brenner-Kopf (218) und den Verschlußstopfen (221) tragenden Drehtisch (237) umfaßt und daß der Antriebsmechanismus einen Antrieb (220) umfaßt, durch den der Drehtisch (237) in der die Achse der Brenner-Öffnung

(215) enthaltenden Ebene auf die Brenner-Öffnung zu

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- 3 und von dieser weg verschiebbar ist.

5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß die Brenner-Öffnung (15; 115; 215) in der Ofenwand (10 ; 110 ,-210) mit einem wassergekühlten Mantel (13;113;213) ausgekleidet
ist und daß der Brenner-Kopf (18;118;218) und der Verschlußstopfen (21;121;222) jeweils am vorderen Ende
durch ein wärmeisolxerendes Element abgedeckt sind.

6ο Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner-Öffnung (15 _p 115; 215) durch eine in der Ofenwand (1OyIIO;-210) festgelegte hitzebeständige Hülse (14;114;214) begrenzt wird und daß der Verschlußstopfen (21) in seinem Inneren mit einem wassergekühlten Mantel (21C) versehen ist.

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