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Verfahren zur Erhöhung der Temperatur der die Regeneratoren verlassenden
Abgase Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Abgastemperatur bei
regenerativ betriebenen metallurgischen Schmelzöfen, wie Sieinens-Martin-Üfen.
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Die lrhöhung der Abgastemperatur wird dadurch erreicht, (laß die in
die Regeneratoren eintretende Verbrennungsluft in Kaininerii, die die Ofenkanäle
zwischen Herdrauen und Regeneratoren umschließen, durch rekuperativ Strahlungswiirme
vorerwä rmt wird.
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Durch dieses Verfahren werden die Abgase auf ein sehr hochwertiges
Wärmeniveau gebracht, (las eine höhere als sonst mögliche wärmewirtschaftliche Abwiirnieverwertung
gewährleistet. Dieses Verfahren stellt ferner einen einfachen Weg zur Erhöhung der
Abgastemperatur und zur gleichzeitigen Wiedergewinnung der Strahlungswärme dar.
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Es sind beim Betrieb von Regenerativkoksöfen bereits Verfahren zur
Kühlung der Fundanientgewölbe bekannt geworden, bei (legen die nach unten ausgestrahlte
Verlustwärme an die Verbrennungsluft abgeführt und über diese der Ofenanlage nutzbar
gemacht ist, Diese Verfahren sind aber entsprechend (ler 1?igenart eines Regenerativkoksofenbetriebes
verschieden von der vorliegenden .ynordnung der Wärmeriickgewinnungskarnniern bei
:Sieniens-Martin-Ofen.
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Der Erfinduii,#sgedanl,e ist in der Zeichnung an einem als Beispiel
angenommenen metallurgischen Schmelzofen, z. B. an einem Siemens-Martin-Ofen, dargestellt.
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Es bedeutet i den Verbrennungsraum des Schmelzofens mit
1 lerd und Bad 41 und feuerfestem Aulienwerk 8: 24, 25 und 26, 27
die zugehörigen Re-eneratorkaminern; 7 , 42 Zwischenräume mit Wä rrneleitern
4; 11, 15 und 31 gebräuchliche Wechselventile für wechselseitigen Betrieb der Regeneratorkarnniern
und der zugehörigen Luft- und Gasleitungen.
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Zur Heizung des Ofens werden Luft und Gas nach dem bekannten Regenerativverf
ahren in den wechselseitig beschickten Regeneratorkaminern erhitzt und das Gemisch
ini NTerbrennungsraum i zur Verbrennung gebracht.
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Die Erhöhung der Temperatur der Abgase wird wie folgt erreicht.
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Die ini Ofen i verbrannten Gase werden über die Leitungen 2 und 3
abgeführt, indem die Wechselventile 11, 15 und 31 in bekannter Weise für einen Abzug
der Abgase nach dieser Seite hin eingestellt sind. Hierbei erhitzt die hohe Abwärme
der Abgase (las Außenwerk 8 des Ofens und der Leitungskanäle 2 und 3 erheblich.
Dadurch entstehen, vorwiegend durch Ausstrahlung, bedeutende Wärmeverluste.
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Durch (leg Einbau von Wärmeleitern d., die an oller in der Nähe der
ausstrahlenden I'l;ichen des Außenwerkes 8 und der Leitungen 2
und
3 angebracht sind, ist es jedoch möglich, diese sonst verlorengehenden Wärmemengen
aufzufangen und an die Verbrennungsluft abzugeben, die über Leitung 5, Wechselventil
3r und Leitung C zuströmt.
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Diese vorerwärmte Luft (Frischluft) geht über Leitung 9, Wechselventil
i i und Leitung io in den Wärmespeicher 26, wird dort weiter erhitzt, gelangt über
Leitung 1a nach dem Verbrennungsraum i und bringt dort das über die Leitungen 19,
2o; 2 i und den Wärmespeicher 27 zuströmende Gas (Frischgas) zur Verbrennung.
Die über die Kammer .42 führenden Leitungen 22 und- 223 sind -während dieser
Zeit durch Wechselventil 31 gedrosselt oder von der Frischluftzuführung ganz
abgeschlossen.
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Nach Verbrauch der in den Kammern-,6, 27 aufgespeicherten Wärmemengen
werden in bekannter Weise die Wechselventile i i, 15, 3 i umgestellt; wodurch
Luft, Gas und Abgas den Ofen in umgekehrter Richtung durchziehen.
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Die Wärmeleiter d: sind, wie bereits erwähnt, in der Nähe der ausstrahlenden
Flächen des Ofenwerkes 8 und der Leitungkanäle 2 und 3 angeordnet. Sie können in
bekannter Weise aus metallenen oder eisernen Körpern; Hohlkörpern usw. bestehen;
die die ausstrahlende Wärme aufnehmen und an die sie bestreichende Verbrennungsluft
abgeben, oder durch von der Luft bestrichene Aussparungen im Außenwerk selbst gebildet
sein.
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Die Wärmeleiter q. an den Leitungen 12 und 21 sind parallel zu diesen
angeordnet, sie können aber auch senkrecht dazu gestellt sein, wie bei den Kanälen
2 und 3 angedeutet. Im letzteren Falle wirken sie vorzugsweise durch Wärmeleitung,
ähnlich wie die Kühlrippen von Verbrennungsmotoren.
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Die günstigste Anordnung ist der Ausführung im Einzelfalle vorbehalten
und ist Sache der Entwicklung, ebenso wie die gleichzeitige Anwendung beider Ausführungsformen.
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Die Wärmeleiter sind zweckmäßig in Kammern 7, 42 angeordnet, die zwischen
den Regeneratorkammern und dem Ofen liegen. Diese Kammern werden von der Verbrennungsluft
durchstrichen und umschließen das Außenwerk 8 des Ofens weitmöglichst.
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Während bei den bekannten Verfahren die Strahlungswärme durch Luft-
oder Wasserkühlung ohne nennenswerte weitere Verwendung abgeführt wird; gestattet
das vorgeschlagene Verfahren, dieselbe kühlende Wirkung auf den Ofen zu erreichen
und außerdem durch die Einführung vorerwärmter Verbrennungsluft in die Kammern die
Min-Besttemperatur der Kammern und dadurch die Durchschnittstemperatur der Kammern
und hierdurch auch die Durchschnittstemperatur des Ofens zu erhöhen.
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Aus der Erhöhung der Mindesttemperatur der Kammern ergibt sich eine
Erhöhung der Durchschnittstemperatur der diese verlassenden Abgase und aus der Erhöhung
der Durchschnittstemperatur des - Ofens eine höhere Schmelzleistung. Die Anordnung
ist also gleichzeitig eine doppelt wirkende.
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Die die Kammern verlassenden und über die Leitungen 16 abgeführten
Abgase können in bekannter Weise z. B. zur Beheizung von Abhitzekesseln oder infolge
ihrer hohen Temperatur auch zur Beheizung weiterer Ofenanlagen Verwendung finden.
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Der Fortschritt des neuen Verfahrens beruht darauf, daß die Strahlungsverluste
des Ofens und seiner Leitungsanlagen stark vermindert werden, daß die sonst verlorene
Wärme für eine Erhöhung der Abgastemperatur nutzbar gemacht wird, daß die notwendigerweise
abzuführende Wärme durch die Verbrennungsluft abgeführt wird und daß die erzielte
Erhöhung der Abgastemperatur einen höheren wärmewirtschaftlichen Wirkungsgrad der
Abwärmeverwertung gewährleistet; wodurch ein wirtschaftlicher und technischer Fortschritt
begründet ist.