DE349070C

DE349070C - Hearth melting or heating furnace

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Publication number: DE349070C
Application number: DENDAT349070D
Authority: DE
Original assignee: FACONEISEN WALZWERK L MANNSTAEDT; HUGO BANSEN DIPL ING
Current assignee: FACONEISEN WALZWERK L MANNSTAEDT; HUGO BANSEN DIPL ING
Publication date: 1922-02-23

Description

Herdschmelz- oder Wärmofen. Bei den bekannten Flammöfen (Herdschmelz- oder Wärmöfen) werden Gas und Luft meist in geteilten, gegeneinander versetzten Strömen zur Mischung über die Feuerbrücke hinweg in der Längsrichtung des Ofenherdes dem zu wärmenden Material entgegengeführt. Die Entzündung und Verbrennung erfolgt in dem durch Gas- und Luftzufübrungskanäle, Feuerbrücke und Gewölbeteil gebildeten, als Brenner bezeichneten Ofenkopf. Mit Rücksicht auf. die Strahlungsverluste und aus baulichen Gründen erhält der Brenner in der Regel nicht die Länge, welche zur vollständigen Verbrennung des Gases erforderlich ist. Der kurze Brenner wirkt um so ungünstiger, je reicher das Gas an Kohlenoxyd und je ärmer es an Kohlenwasserstoff und Wasserstoff ist. Auch die Gas- und Lufteintrittstemperatur haben einen Einfluß auf die Zündgeschwindigkeit. Die günstigste Verbrennung wird erzielt, wenn mit hohen Gasund, Luftgeschwindigkeiten gearbeitet wird, vor allen Dingen, wenn durch scharf gegen den Gasstrom geführte Luftströme mit hoher Austrittsgeschwindigkeit eine stichflammenartige Wirkung hervorgerufen wird. Diese Wirkung hat aber wieder einen ungünstigen Einfluß auf das zu wärmende Material, teils auch auf den Verbrennungsvorgang. Trifft die Stichflamme das zu wärmende Eisen, so findet eine örtliche Überhitzung der Oberfläche statt, die zu Verbrennungen führt, wenn das Eisen nicht fortlaufend vom Durchweichungsherd abgezogen wird. Auch die bekannte Erscheinung, daß im Gasofen gewärmtes Eisen sich infolge seiner Härte schwer verarbeiten läßt und die Werkzeuge stark angreift, ist auf die Wirkung der Stichflamme zurückzuführen.Hearth melting or heating furnace. In the known flame furnaces (hearth melting or heating ovens), gas and air are usually divided and offset against each other To mix, pour over the fire bridge in the longitudinal direction of the hearth towards the material to be heated. Ignition and burning occurs in the one formed by gas and air supply ducts, fire bridge and vault part, furnace head called burner. With regard to. the radiation losses and For structural reasons, the burner is usually not as long as it is complete combustion of the gas is required. The short burner works around the more unfavorable, the richer the gas in carbon dioxide and the poorer it is in hydrocarbon and is hydrogen. The gas and air inlet temperatures also have an influence on the ignition rate. The most favorable combustion is achieved when using high Gas and air velocities are being worked, especially when through sharp Air currents directed against the gas flow with a high exit velocity have a flame-like pattern Effect is produced. However, this effect again has an unfavorable influence on the material to be heated, partly also on the combustion process. Hit the If the iron to be heated is pierced by a flame, the surface will overheat locally instead, which leads to burns if the iron is not continuously removed from the soaking focus is deducted. Also the well-known phenomenon that iron warmed up in a gas furnace is difficult to process due to its hardness and strongly attacks the tools attributed to the effect of the jet flame.

Bei Ofen mit satzweiser Beschickung kühlen sich beim Einsetzen eines neuen Satzes Blöcke der Brenner und der Herdraum stark ab, zumal der Hitzebelästigung wegen Gas und vor allem Luft fast ganz abgestellt werden müssen. Nach beendetem Einsetzen und Wiederaufstochen des Ofens trifft die sich entwickelnde Flamme, die schon infolge der durch die Abkühlung verminderten Strahlung des Brennergewölbes schwer zündet, den kalten Einsatz, wodurch eine weitere Verzögerung der Verbrennung eintritt. Die Folge ist, daß der Brenner schlecht anpackt und das Cas solange mit einer langen Flamme bei träger Verbrennung über das Eisen hinwegstreicht, bis das Eisen in dunkler Rotglut ist. Erst dann wird die Flamme kürzer und erreicht ihre normale Anfangstemperatur.In the case of furnaces with batch loading, one cools down when one is inserted new set of blocks of the burner and the stove space sharply, especially since the heat nuisance have to be turned off almost entirely because of gas and, above all, air. After finished Inserting and re-piercing the stove hits the developing flame, which due to the reduced radiation of the burner vault due to the cooling hard to ignite the cold insert, thus further delaying the combustion entry. The result is that the burner tackles badly and the Cas as long as it does a long flame with slow burning over the iron until the Iron is in a dark red heat. Only then does the flame get shorter and reach hers normal starting temperature.

Durch die Erfindung sollen die Vorteile der Beheizung des Ofens mittels Stichflammen im vollen Umfange ausgenutzt, die -Nachteile der Stichflammen dagegen beseitigt werden.The invention is intended to take advantage of the heating of the furnace by means of Jet flames exploited to the full, the disadvantages of jet flames on the other hand be eliminated.

Die Erfindung besteht im wesentlichen in der Anordnung eines über die Ofenbreite sich erstreckenden, mit dem Herdraum verbundenen Verbrennungsraumes, in welchen seitliche Brenner derart einmünden, daß die Flammen in der Breitenrichtung des Ofens in den Verbrennungsraum geworfen werden, aus welchem sie in der Längsrichtung des Ofens in den Herdraum abfließen. Die Ausströmungskanäle von je zwei gegenüberliegenden Brennern können dabei nach verschiedenen Richtungen, z. B. nach oben und unten geneigt sein. Dadurch wird die ganze Ofenbreite zur Flammenentfaltung nutzbar gemacht. Auf ihrem langen Wege quer durch den Verbrennungsraum verlieren die Flammen ihre Geschwindi-heit. Die beiden Flammen treffen in der Mitte des Verhrennungsraumes nicht aufeinander, sondern überstreichen sich und rollen ineinander, wodurch eine gute Durchinischung und eine gleichmäßige Flammenverteilung erzielt wird. Die so gebildete Flamme fließt ohne künstliche Beschleunigung in den Herdraum ab, und ein unmittelbares Auftreffen der Stichflammen und das zu wärmende Eisen ist vermieden.The invention consists essentially in the arrangement of an over the furnace width of the combustion chamber that extends and is connected to the hearth, in which side burners open in such a way that the flames in the width direction of the furnace are thrown into the combustion chamber, from which they are thrown in the longitudinal direction of the oven drain into the hearth. The outflow channels of two opposite each other Burners can move in different directions, for. B. inclined up and down be. This enables the entire width of the furnace to be used for the development of the flame. on The flames lose their speed on their long way across the combustion chamber. The two flames do not meet in the middle of the banishment room, but rather paint each other and roll into each other, creating a good mix and a uniform flame distribution is achieved. The flame thus formed flows without artificial acceleration into the hearth, and an immediate impact the jet of flames and the iron to be heated is avoided.

Die Brenner können am Kopfende des Ofens «der über der Herdmitte angeordnet sein. Letztere .Anordnung eignet sich vorzüglich für Schmelzöfen. Dadurch, daß hierbei die Abführung der Rauchgase durch an den vier Ofenecken vorgesehene Abzüge erfolgt, wird neben einer bleichbleibenden Flammrichtung eine gleichmäßige Badlxheizung erzielt. Es kiinnen aber auch an beiden Ofenenden je zwei Brenner vorgesehen sein, in welchem halle die Rauchgasabführung in rler Ofenmitte durch seitliche Abzüge oder durch in der Herdsohle vorgesehene Abzüge erfolgt. Dadurch wird eine noch gleichmäßigere Beheizung und Flammenführung erreicht. Ferner wird ein satzweises Arbeiten mit wechs:-lnder Beheizung beider Ofenseiten ermöglicht.The burners can be placed at the top of the stove or above the middle of the stove be. The latter arrangement is particularly suitable for melting furnaces. By doing this the flue gases are evacuated by means of extractors provided on the four corners of the furnace, becomes next to a direction of flame that remains pale an even Badlxheiz achieved. However, two burners can also be provided at each end of the furnace in which hall the smoke gas discharge in the middle of the furnace through side exhausts or by means of deductions provided in the hearth. This makes it even more even Heating and flame guidance achieved. Furthermore, a sentence-wise working with change: -lnder Enables heating of both sides of the furnace.

Zur Verstärkung oder Abschwächung der Flammentemperatur oder der Wärmemengen können in den Flammraum mündende Zuführungsleitungen für Zusatzstoffe vorgesehen sein. Uni den Herd allseitig zugänglich zu machen, können auch an der die Brenner ent-11altenden Stirnenden des Ofens Arbeitstüren angeordnet sein.To increase or decrease the flame temperature or the amount of heat feed lines for additives which open into the combustion chamber can be provided be. Uni to make the stove accessible from all sides can also be done on the burner be arranged ent-11altenden front ends of the furnace working doors.

An sich sind Flammöfen mit seitlichen und gegenüberliegenden Brennern im Ofenkopf bekannt. Bei diesen bekannten Öfen erstreckt sich jedoch der Verbrennungsraum nicht über die ganze Ofenbreite, und die Brenner sind im Ofenkopf so angeordnet. daß die Flammen auf einen bestimmten Punkt des Herdes gerichtet sind, also eine stichflammenartige Wirkung erzielt wird. Demgegenüber hat die neue Einrichtung den Zweck, eine innige Mischung der Flammen im Verbrennungsraum herbeizuführen, bevor sie in den Herdraum gelangen, und auf diese Weise den Flammen eine größere Entfaltungsmöglichkeit zu gehen.As such, flame furnaces are with side and opposite burners known in the furnace head. In these known ovens, however, the combustion chamber extends not across the entire width of the furnace, and the burners are arranged in this way in the furnace head. that the flames are directed at a certain point of the hearth, so one A flame-like effect is achieved. In contrast, the new facility has the Purpose to bring about an intimate mixture of the flames in the combustion chamber before they get into the hearth, and in this way the flames have a greater opportunity to develop to go.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.Various exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown schematically.

Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Stoß- oder Wärmofen.Fig. I is a vertical longitudinal section through a push or heating furnace.

Abb. ? ist ein senkrechter Querschnitt, Abb.3 ein wagrechter Längsschnitt durch das Kopfende desselben.Fig. is a vertical cross-section, Figure 3 is a horizontal longitudinal section through the head of the same.

Die Abb.:I und 5 zeigen im senkrechten und wagerechten Längsschnitt eine andere Ausführungsform eines Wärmofens.Figures I and 5 show vertical and horizontal longitudinal sections another embodiment of a heating furnace.

-Abb. 6 ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Herdschmelzofen.- Fig. 6 is a vertical longitudinal section through a hearth furnace.

Die Abb. ; und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wärmofens im senkrechten. und wagrechten Längsschnitt.The fig; 8 and 8 show another embodiment of a heating furnace in the vertical. and horizontal longitudinal section.

Bei dem Stoß- oder Wärmofen nach Abb. i bis 3 sind am Kopfende des Ofens zwei seit-'liche Brenner I und II angeordnet, deren Achse rechtwinklig zur Längsachse des Herdes liegt. Das Gas wird durch einen liegenden Kanal a zugeführt und gelangt durch senkrechte Kanäle b in den Zündraum f. Die Luft wird durch das Doppelgewölbe c zugeführt und strömt durch die liegenden Kanäle e, von welchen der eine nach oben, der andere nach unten geneigt ist. in den Zündraum f. Die Luft stößt finit hoher Austrittsgeschwindigkeit unter einem scharfen Winkel gegen den Gasstrahl und wirft durch den Zündraum f eine Stichllanirne quer in den eigentlichen Verbreninin@r-raum ;. Dadurch wird die ganze Ofenbreite zur Flammenentfaltung nutzbar geniacfit. Auf ihrem langen Wege quer durch Alen Verbrennungsraum verliert die Flamme durch fächerförmige Ausbreitung ihre Geschwinrligkeit, da der Druck durch die Wirhel«-iderstände verbraucht wird. Die Wirkung «-ird dadurch erhöht, daß infolge der verschiedenen Neigung der Kanäle e die Richtung der beiden Flammen verschieden ist. Die Flammen stoßen nicht in der Ofenmitte aufeinander, sondern sie überstreichen sich. Sie können sich also ungehindert bis zum anderen Brenner entwickeln und rollen ineinander. Dadurch wird eine gute Durchrnischung und eine gleichmäßige Flammenverteilung erzielt. Die so gebildete Flamme fließt ohne künstliche Beschleunigung, lediglich den Kräften des Antriebs folgend, über die Feuerbrücke h in den Herdraum ab. Die bei der üblichen Brenneranordnung an der Stirnwand des Ofens bestehenden Schwierigkeiten der gleichmäßigen Luft- und Gasverteilung in der ganzen Ofenbreite ist durch die Anordung der beiden seitlichen Brenner I und II vermieden. Infolge der Durchwirbelung beider Flammen findet eine gleichmäßige Verteilung auch dann statt. wenn die Einzelbrenner nicht gleich eingestellt sind. Durch den Einbau von zwei Luftregulierschiebern ist außerdem eine Regulierung möglich, wenn eine Seite zuviel Gas oder Luft hat. Die dargestellte Brenneranordnung gestattet je nach Einbau eine vielseitige Verwendung für alle Öfen, bei denen eine gleichmäßige Temperatur und Wärmeabgabe auf dem ganzen Herdraum erforderlich ist.In the case of the push or heating furnace according to Fig. I to 3, at the head end of the Furnace two lateral burners I and II arranged, the axis of which at right angles to Longitudinal axis of the hearth lies. The gas is supplied through a horizontal channel a and passes through vertical ducts b into ignition chamber f. The air is drawn through the Double vault c supplied and flows through the lying channels e, of which the one sloping up, the other sloping down. into the ignition chamber f. The air blows finite high exit velocity at a sharp angle to the gas jet and throws a needle through the ignition chamber f across into the actual combustion chamber ;. This means that the entire width of the furnace can be used geniacfit for flame development. on their long way across alen combustion chamber loses the flame by fan-shaped Its speed spreads, as the pressure from the electrical resistances is consumed will. The effect is increased by the fact that, as a result of the different inclinations of the Channels e the direction of the two flames is different. The flames don't burst in the middle of the oven, but they paint over each other. So you can Unhindered to the other burner develop and roll into each other. This will a good mixing and an even flame distribution is achieved. The so formed flame flows without artificial acceleration, only the forces of the Following the drive, over the fire bridge h into the hearth. The one with the usual Burner arrangement on the front wall of the furnace existing difficulties of uniform Air and gas distribution across the entire width of the furnace is due to the arrangement of the two lateral burners I and II avoided. As a result of the swirling of both flames an even distribution then also takes place. if the single burner does not are set the same. The installation of two air control slides is also possible regulation possible if one side has too much gas or air. The one shown Depending on the installation, the burner arrangement allows versatile use for all furnaces, where an even temperature and heat dissipation over the entire oven space are required is.

In den Verbrennungsraum f des Ofens können mit Hilfe von in die Stirnwand k mündenrlen Zuleitungsrohren y Zusatzstoffe zur Verstärkung oder Abschwächung der Flammentemperatur oder der Wärmemenge eingeführt werden, die in dem Flammenwirbel zur gleichmäßigen Verteilung gelangen. In die Stirnwand k kann ferner eine Arbeitstür eingebaut sein.In the combustion chamber f of the furnace can with the help of in the front wall k opening feed pipes y additives to reinforce or weaken the Flame temperature or the amount of heat introduced into the flame vortex get evenly distributed. A work door can also be installed in the end wall k be built in.

Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb.4 und ; sind die seitlichen Brenner I und Il nicht am Kopfende, sondern über der Herdmitte angeordnet. Ihre Einrichtung ist im wesentlichen dieselbe wie bei der Ausführung nach Abb. i bis 3. Die Flammen der beiden Brenner I und II steigen nach ihrer Durchmischung im Verbrenmingsraum g über beide Seiten des Herdes zu den an den vier Herdecken vorgesehenen Abzüge i, so daß der Herd von vier Flammenstrahlen gleichmäßig bespült wird. Durch Einsetztüren in kann der F3erd allseitig gleichmäßig beschickt werden.In your embodiment according to Fig.4 and; the side burners I and II are not arranged at the head end, but above the middle of the stove. Their equipment is essentially the same as in the embodiment according to Fig. I to 3. The flames of the two burners I and II rise after their mixing in the combustion chamber g over both sides of the hearth to the hoods i provided on the four hearths, so that the The stove is evenly flushed by four jets of flame. By Einsetztüren in F3erd can be charged uniformly in all directions.

Die Anordnung nach Abb..T und 3 eignet sich auch besonders für Herdschmelzöfen. Wird die Herdsohle, wie die punktierte Linie in Abb. zeigt, muldenförmig ausgebildet, so erhält man einen Herdschmelzofen mit gleichbleibender Flammrichtung und gleichmäßiger Badbeheizung. Durch eine Trennungswand o (s. untere Hälfte der Abb. 5) können auch der Herd und die Brenner geteilt werden, so daß zwei unabhängige Herde entstehen. Die 2#bzugsgase der beiden Herdenden können in einem gemeinsamen Rekuperator oder Regenerator fließen oder getrennt zur weiteren Verwertung abgezogen werden. In Abb. q. ist ein gemeinsamer Rekuperator für beide Herdenden dargestellt. Die Abgase der linken Herdseite durchstreichen, von den Zügen i kommend, die Kanäle p, treffen an deren Ende die Abgase der rechten Herdseite und ziehen mit dieser gemeinsam durch die weiteren Kanäle q. Die Schaltung ist also derart, daß bei Abstellung der einen Ofenseite, z. B. der linken, für die Abgase der rechten Seite noch die halbe Heizfläche in den Zügen q zur Verfügung steht, so daß jede Seite selbständig für sich betrieben werden kann. Die Abzüge i körnen nach Bedarf durch Schieber y geschlossen werden.The arrangement according to Fig..T and 3 is also particularly suitable for hearth melting furnaces. If the base of the hearth, as the dotted line in Fig. Shows, is trough-shaped, this gives a hearth furnace with a constant flame direction and more uniformity Bath heating. A partition wall o (see lower half of Fig. 5) can also the stove and the burners are divided so that two independent stoves are formed. The 2 # draft gases of the two stove ends can be in a common recuperator or Regenerator flow or can be withdrawn separately for further use. In fig. q. a common recuperator for both stove ends is shown. The exhaust of the Cross out the left side of the hearth, coming from the trains i, meet the channels p at the end of this, the exhaust gases from the right side of the stove and pull through together with it the other channels q. The circuit is such that when the one is turned off Furnace side, e.g. B. the left, for the exhaust gases on the right side still half the heating surface in the trains q is available, so that each side operated independently can be. The triggers i can be closed by slide y as required.

Bei dem Schmelzofen nach Abb. 6 und dem Wärmofen nach Abb. 7 und 8 sind vier Brenner vorgesehen, und zwar befinden sich an den beiden Ofenenden je zwei seitliche Brenner Ia, IIa und lb, IIb. Die Rauchgasabführung erfolgt in der Mitte des Ofens durch seitliche Abzüge i. Es sind also gleichsam zwei Öfen nach Abb. i bis 3 mit den Abzugsenden aneiriandergebaut, während gemäß Abb. q. und 5 zwei Öfen mit den Kopfenden verbunden sind. Die Anordnung nach Abb.6 bis 8 gestattet eine noch gleichmäßigere Beheizung und Flammenführung. Auch bei diesen Ausführungsformen ist der Herdraum von allen Seiten zugänglich, indem neben den seitlichen Arbeitstüren m auch in den Stirnwänden Türen s vorgesehen sind. Die Abführung der Rauchgase kann ganz oder teilweise auch durch in der Herdmitte vorgesehene Kanäle t erfolgen (Abb.7). Die Überbrückung der Kanäle erfolgt dabei zweckmäßig durch wassergekühlte Gleitrohre ia bekannter Art, deren Wasserzu- und -abführung durch unter dem Herd vorgesehene Sammelrohre geschieht.In the melting furnace according to Fig. 6 and the heating furnace according to Figs. 7 and 8 four burners are provided, and are located at each of the two furnace ends two side burners Ia, IIa and lb, IIb. The smoke evacuation takes place in the In the middle of the furnace through side vents i. So there are, as it were, two ovens behind Fig. I to 3 with the trigger ends built together, while according to Fig. Q. and 5 two ovens are connected to the headboards. The arrangement according to Figures 6 to 8 is permitted an even more even heating and flame guidance. Also in these embodiments the stove room is accessible from all sides by next to the side work doors m doors are also provided in the end walls. The discharge of the smoke gases can completely or partially through channels t provided in the center of the hearth (Fig.7). The channels are expediently bridged by water-cooled sliding tubes ia known type, the water supply and drainage through provided under the stove Headers happens.

Der Wärmofen nach Abb. 7 und 8 gestattet ein satzweises Arbeiten mit wechselnder Beheizung. Enthält die rechte Ofenseite vorgewärmtes Material und die linke Seite ist leer gezogen, so werden die Brenner Ib und IP Mark betrieben, die Brenner Ia und IIa dagegen beim Frischbesetzen der linken Ofenseite klein gestellt. Der rechte Satz wird also stark auf Arbeitshitze gestockt, während der linke frische Satz durch die abziehende Flamme der rechten Seite und die kleinen Flammen der Brenner Ja und TIa vorgewärmt wird. Mit zunehmender Entleerung der rechten Seite wird die Beheizung durch Verstärkung der Flammen von IR und II2 und Abschwächung der Flammen von Il" und IP gewechselt, worauf die rechte Seite neu beschickt und die linke Seite gezogen wird.The heating furnace according to Fig. 7 and 8 allows you to work in sets with alternating heating. Contains the right side of the oven preheated material and the left side is drawn blank, so the burners Ib and IP Mark are operated, the Burners Ia and IIa, on the other hand, are set small when the left side of the oven is freshly filled. The sentence on the right is therefore greatly increased to the heat of work, while the sentence on the left is fresh Set by the withdrawing flame on the right side and the small flames of the burners Yes and TIa is preheated. With increasing emptying of the right side, the Heating by intensifying the flames of IR and II2 and weakening the flames from Il "and IP changed, whereupon the right side reloads and the left side is pulled.

Die Abgase fließen, wie Abb.6 zeigt, in einen gemeinsamen Rekuperator. Sie treten auf der .Mitte der Rekuperatorkanäle ein. Ein Teil wird nach links abgeführt, wobei durch Stauwände x eine gleichmäßige Verteilung entsprechend den Zugwiderständen erzielt wird, der andere Teil geht nach rechts, bei mehreren Zügen vereinigen die Teilströme sich wieder- und gehen weiter einen gemeinsamen Weg. Durch Einbau einer Zwischenwand o (s. untere Hälfte der Abb. 8) kann auch bei der Ausführungsform nach Abb.7 und 8 der Ofenraum geteilt werden, so daß zwei getrennte Herde entstehen.As Figure 6 shows, the exhaust gases flow into a shared recuperator. You enter the middle of the recuperator channels. A part is led away to the left, where by baffles x an even distribution according to the tensile resistances is achieved, the other part goes to the right, with several moves the unite Partial flows come together again and continue on a common path. By installing a Partition o (see lower half of Fig. 8) can also be used in the embodiment according to Fig.7 and 8 the furnace chamber can be divided so that two separate stoves are created.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hearth melting or heating furnace with gas heating, in particular by means of jet flames, characterized by a Combustion room connected to the hearth, in which side burners open out that the flames in the width direction of the furnace in the combustion chamber are thrown from which they are in the longitudinal direction of the furnace into the hearth flow away.

2. Oven according to claim i, characterized in that the outflow channels of two opposing burners in different directions, e.g. B. after up and down, are inclined so that the flames in the combustion chamber face each other paint over and roll into each other.

3. Oven according to claim i and: 2 with a device for supplying additional fuels, characterized in that the supply lines for the additives perpendicular to the direction of the developing main flames open into the combustion chamber.