DE60014665T2

DE60014665T2 - Device for the indirect heating of passing goods with fossil fuels, in particular tapes

Info

Publication number: DE60014665T2
Application number: DE2000614665
Authority: DE
Inventors: Robert Wang; Jean-Claude Montgermont
Original assignee: Stein Heurtey SA; Fives Stein SA
Current assignee: Fives Stein SA
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: DE60014665D1; DE1203921T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum indirekten Heizen durch Strahlung von durchlaufenden Produkten durch Verbrennung von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen fossilen Ursprungs.The The present invention relates to a device for indirect heating by radiation from passing products by combustion of gaseous or liquid Fuels of fossil origin.

Die vorliegende Erfindung ist spezieller für Öfen für die Wärmebehandlung bestimmt, in denen die Produkte (wie insbesondere Stangen, Rohre, Bänder, Einzelstücke) im Durchlauf aufgeheizt werden, in einer Umgebung, die vorzugsweise von bestimmten gasförmigen Komponenten frei sein muss, die bei der Verbrennung entstehen. Die Erfindung kann insbesondere für die Beheizung von Stahlbändern verwendet werden, die in Öfen für die Wärmebehandlung durchlaufen, welche mit fossilem Brennstoff beheizt werden und in denen die Bänder unter Schutzatmosphäre gehalten werden.The The present invention is more particularly intended for furnaces for heat treatment, in in which the products (in particular rods, tubes, bands, individual pieces) in Passage be heated in an environment that preferably of certain gaseous Components must be free, which arise during combustion. The Invention may in particular for the heating of steel strips used in ovens for the heat treatment go through, which are heated with fossil fuel and in which the tapes under protective atmosphere being held.

Beim aktuellen Stand der Technik wird die indirekte Beheizung mit fossilen Brennstoffen von durchlaufenden Produkten in einer Schutzatmosphäre im Allgemeinen mithilfe von Strahlrohren verwirklicht. In der 1 der beigefügten Zeichnungen wurde in schematischer Weise im Schnitt durch eine vertikale Ebene ein Ausführungsbeispiel von Strahlrohren dargestellt, die als „Handschuhfinger" bezeichnet werden und die in Anlagen mit geringer Wärmekapazität benutzt werden. Das zylindrisch geformte Rohr wird zwischen den Wänden des Ofens mit einer Breite L angeordnet. Im inneren Hohlraum des Rohres ist ein konzentrisches Brennrohr montiert, in dessen Innenraum ein Brenner eingesetzt ist und stromauf dessen ein Wärmetauscher angeordnet ist. Die Brennstoffeinspritzung erfolgt in Richtung des Pfeils G, die Einspritzung des Sauerstoffträgers in Richtung des Pfeils A, und die Rauchgase werden in Richtung des Pfeils F abgeführt.In the current state of the art, the indirect fossil fuel heating of continuous products in a protective atmosphere is generally realized by means of radiant tubes. In the 1 In the accompanying drawings, there is schematically shown, in section through a vertical plane, an embodiment of radiant tubes, referred to as "glove fingers," used in low heat capacity plants. The cylindrically shaped tube is placed between the walls of the oven with a width L In the inner cavity of the tube, a concentric combustion tube is mounted, in the interior of which a burner is inserted and upstream of which a heat exchanger is arranged.The fuel injection takes place in the direction of the arrow G, the injection of the oxygen carrier in the direction of the arrow A, and the flue gases are removed in the direction of arrow F.

Dieses Ausführungsbeispiel von Strahlrohren zeichnet sich durch ein kleines Volumen aus, in dem sich die Verbrennung abspielt, was den Nachteil der Bildung von Stickoxiden (NO_x) in großer Menge und einer beträchtlichen thermischen Belastung des Brennrohrs wegen der bedeutenden Änderung der Temperatur über dessen Länge hat.This embodiment of radiant tubes is characterized by a small volume in which the combustion takes place, which has the disadvantage of the formation of nitrogen oxides (NO _x ) in large quantities and a considerable thermal load of the combustion tube because of the significant change in temperature over its length ,

In Industrieanlagen, die die Anwendung von bedeutenden Heizleistungen erfordern, kann diese Lösung nicht aufgegriffen werden angesichts dessen, dass die benötigte Anzahl von Handschuhfinger-Strahlrohren und ihrer zugeordneten Brenner sehr hoch und ihre Kosten übermäßig wären.In Industrial equipment, the application of significant heating may require this solution not be taken up given that the required number from glove finger jet pipes and their associated burners very high and their costs would be excessive.

Dies ist der Grund, aus dem für Anlagen mit hoher Kapazität Strahlrohre mit mehrfachen (2 bis 4) Strängen verwendet werden. In der 2 der beigefügten Zeichnungen ist in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel eines Strahlrohrs mit vier Strängen dargestellt, das auch als „W-Rohr" bezeichnet wird, wobei dieses Rohr mit kreisförmigem Querschnitt zwischen den Wänden des Ofens mit der Breite L angeordnet ist. Die Brennstoffeinspritzung erfolgt in Richtung des Pfeils G, die Einspritzung des Sauerstoffträgers entlang dem Pfeil A, und die Rauchgase werden in Richtung des Pfeils F abgeführt.This is the reason why high-capacity plants use multiple (2 to 4) strands. In the 2 In the accompanying drawings, there is schematically illustrated an embodiment of a four-strand jet pipe, also referred to as a "W-pipe", which is arranged in a circular cross-section between the walls of the furnace of width L. Fuel injection is in the direction of of the arrow G, the injection of the oxygen carrier along the arrow A, and the flue gases are discharged in the direction of the arrow F.

Der Brenner ist in dem Strahlrohr in dessen Eingangsstrang angeordnet, und der Wärmetauscher oder Wärme-Rückgewinner ist in dem Strang des Austritts der Verbrennungsprodukte angeordnet. Die Verbrennung läuft in einem größeren Querschnitt und Volumen ab als im Fall eines Handschuhfinger-Strahlrohrs wie in 1 gezeigt, und das Fehlen des inneren Brennrohres macht die Vorrichtung weniger aufwändig bei gleicher globaler thermischer Leistung. Allerdings bringen die große Länge eines solchen Strahlrohrs und die unvermeidlichen Temperaturdifferenzen zwischen den verschiedenen Strängen eine Tendenz zu Verformungen mit sich, die durch die thermischen Spannungen und die Mittel zum Abstützen der Zwischenstränge hervorgerufen werden. Die Stützsysteme solcher Strahlrohre sind aufwändig auszuführen, und in dieser Hinsicht kann man sich auf EP-A-0 383 687 beziehen, die ein Ausführungsbeispiel für solche Stützmittel beschreibt.The burner is disposed in the jet pipe in its input branch, and the heat exchanger or heat regenerator is disposed in the branch of the exit of the combustion products. The combustion takes place in a larger cross section and volume than in the case of a glove finger jet tube as in 1 and the absence of the inner combustion tube makes the device less expensive while maintaining the same global thermal performance. However, the large length of such a radiant tube and the inevitable temperature differences between the various strands tend to cause deformations caused by the thermal stresses and the means for supporting the intermediate strands. The support systems of such jet pipes are complicated to carry out, and in this regard reference may be made to EP-A-0 383 687, which describes an embodiment of such support means.

Die Differenzen der Oberflächentemperaturen des Rohrs über seine gesamte Länge bringen generell Differenzen der Beheizung über die Breite des zu beheizenden Produktes, insbesondere eines Bandes, mit sich, insbesondere zwischen seiner (Längs-)Mitte und seinen Kanten, was Probleme bei der Einstellung der Spannung über die Breite eines solchen Bandes bereiten kann.The Differences in surface temperatures of the pipe over his entire length generally bring differences in heating across the width of the heated Product, in particular a band, with, in particular between its (longitudinal) middle and its edges, causing problems in adjusting the voltage over the Width of such a band can prepare.

Im speziellen Fall eines Ofen für die vertikale Behandlung eines Bandes, wie in 3 gezeigt, in dem die Rohre zwischen den Strängen des Bandes platziert sind, haben diese Strahlrohre nach dem früheren Stand der Technik noch einen weiteren Nachteil, nämlich den Faktor einer für die Strahlungs-Beheizung nicht optimalen Form, der durch das Vorhandensein von Freiräumen zwischen den verschiedenen Rohren oder zwischen den verschiedenen Strängen desselben Rohres verursacht wird.In the special case of a furnace for the vertical treatment of a belt, as in 3 In the case where the pipes are placed between the strands of the belt, these prior art jet pipes have yet another drawback, namely the factor of a radiation heating not optimal shape due to the presence of clearances between the different ones Pipes or between the different strands of the same pipe is caused.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, eine Vorrichtung zum indirekten Heizen durch Strahlung zu schaffen, die nicht die Nachteile der hiervor überprüften Lösungen nach dem früheren Stand der Technik hat. Diese Vorrichtung wurde so konzipiert, dass sie zugleich die verschiedenen hiernach genannten technischen Probleme löst:

– Reduzierung der Stickoxid-Emissionen;
– Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Temperatur der zu den zu beheizenden Produkten abstrahlenden Oberfläche;
– Erhalt eines optimalen Form-Faktors für die Strahlungsheizung auf die zu beheizenden Produkte.

The present invention sets itself the object, a device for indirect heating by radiation which does not have the disadvantages of the prior art solutions reviewed heretofore. This device has been designed to solve the various technical problems mentioned below:

- reduction of nitrogen oxide emissions;
Improving the uniformity of the temperature of the surface radiating from the products to be heated;
- Preservation of an optimal form factor for radiant heating on the products to be heated.

Folglich betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung zum indirekten Beheizen von durchlaufenden Produkten, wie insbesondere Stangen, Rohren, Bändern, Stücken, die unter einer Schutzatmosphäre gehalten werden, durch von der Verbrennung gasförmiger oder flüssiger fossiler Brennstoffe ausgehende Strahlung, dadurch ge kennzeichnet, dass sie in Form eines strahlenden Brennkastens ausgeführt wird, der eine im wesentlichen parallelepipedische Form aufweist, mit einer strahlenden durchgehenden Oberfläche, deren Querschnitt quer zur Achse des besagten Brennkastens durch eine durchgehende Linie begrenzt wird, die ein Rechteck mit einem Höhen-Breiten-Verhältnis größer als 1,5 umschreibt, wobei der besagte strahlende Brennkasten einen Verbrennungstunnel mit einem im Innenraum des besagten Brennkastens angeordneten Brenner umfasst, und dass der Brenner mindestens zwei Injektoren für Brennstoff fossilen Ursprungs umfasst, die parallel zur Ebene der Hauptseite des Brennkastens derart angeordnet sind, dass eine Ausbreitung der Flamme parallel zu besagter Seite erreicht wird, wodurch eine homogene Verteilung der Flammentemperatur parallel zu besagter Ebene hergestellt wird.consequently This invention relates to a device for indirect heating of continuous products, in particular rods, pipes, bands pieces under a protective atmosphere held by the combustion of gaseous or liquid fossil Fuels outgoing radiation, characterized in that they is executed in the form of a radiant fuel box, which is a substantially has a parallelepipedic shape, with a radiating continuous Surface, whose cross-section transverse to the axis of said combustion box a continuous line is bounded, which is a rectangle with a Altitude to width ratio greater than 1.5, wherein said radiant fuel box is a combustion tunnel with a burner arranged in the interior of said combustion box includes, and that the burner has at least two injectors for fuel fossil origin, which is parallel to the plane of the main page of the fuel box are arranged such that a spread of the Flame is achieved parallel to said side, creating a homogeneous Distribution of the flame temperature made parallel to said plane becomes.

Nach anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der besagte Brennkasten so konzipiert werden, dass er nach dem Prinzip von so genannten Handschuhfinger-Strahlrohren und von U-, W- oder E-Strahlrohren arbeitet.To other embodiments According to the invention, said fuel box can be designed so that he according to the principle of so-called glove finger jet pipes and works from U, W or E-beam tubes.

Gemäß der Erfindung kann die Vorrichtung mit einem Wärmetauscher auf mindestens zwei Seiten des Brennkastens ausgestattet werden und auf einem Teil der Länge dieser Seiten, wobei dieser Wärmetauscher vom Rohr- oder Flügeltyp sein kann und zum Vorheizen des Brennstoffs oder des Sauerstoffträgers verwendet werden kann.According to the invention The device can be equipped with a heat exchanger be equipped on at least two sides of the fuel box and on a part of the length these pages, this heat exchanger from Pipe or wing type and can be used to preheat the fuel or oxygen carrier can.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich aus der hiernach gegebenen Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ergeben, die verschiedene Ausführungsbeispiele davon ohne einschränkenden Charakter darstellen.Other Features and advantages of the present invention will become apparent the description given hereinafter with reference to the accompanying drawings give the different embodiments of it without limitation Characterize.

In den Zeichnungen:

– ist die 4 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
– ist die 5 eine schematische und perspektivische Teilansicht, die eine Ausführungsvariante der in 4 gezeigten Vorrichtung zeigt;
– zeigen die 6 und 7 in axialem vertikalem Schnitt zwei Varianten der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
– sind die 8 und 9 ähnliche Ansichten wie 6 und 7 und zeigen zwei weitere Ausführungsvarianten der Vorrichtung gemäß der Erfindung: die Variante gemäß 8 wendet ein Funktionsprinzip an, das demjenigen der W-Strahlrohre nach dem früheren Stand der Technik entspricht, und die Variante gemäß 9 wendet ein Funktionsprinzip an, das demjenigen der E-Strahlrohre nach dem früheren Stand der Technik entspricht, und
– die 10 ist eine perspektivische Teilschnitt-Ansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

In the drawings:

- is the 4 a schematic perspective view showing a first embodiment of the device according to the invention;
- is the 5 a schematic and perspective partial view showing a variant of the in 4 shows the device shown;
- show the 6 and 7 in axial vertical section two variants of the device according to the invention;
- are the 8th and 9 similar views as 6 and 7 and show two further embodiments of the device according to the invention: the variant according to 8th applies a principle of operation, which corresponds to that of the W-beam pipes according to the prior art, and the variant according to 9 applies a principle of operation, which corresponds to that of the E-beam tubes according to the prior art, and
- the 10 is a partial perspective sectional view showing another embodiment of the invention.

Zunächst bezieht man sich auf 4, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt. Man sieht, dass diese Vorrichtung in Form eines Brennkastens ausgeführt ist, der insgesamt durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet ist und der so ausgelegt ist, dass er die Hitze durch Strahlung zu den zu beheizenden Produkten überträgt. Der umlaufende äußere Umfang dieses Brennkastens 1 passt sich in ein Rechteck ein, das ein Höhen-Breiten-Verhältnis von mehr als 1,5 hat, und im Inneren dieses besagten Brennkastens ist ein Verbrennungstunnel 2 angeordnet, in dem ein Brenner 3 für fossile Brennstoffe angeordnet ist. In diesem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel hat der Querschnitt des Verbrennungstunnels 2 eine einem Rechteck angenäherte Form.First, it refers to 4 , which represents a first embodiment of the device according to the invention. It can be seen that this device is designed in the form of a fuel box, the whole by the reference numeral 1 is designated and which is designed so that it transfers the heat by radiation to the products to be heated. The circumferential outer circumference of this fuel box 1 fits into a rectangle having a height-to-width ratio of more than 1.5, and inside of said fuel box is a combustion tunnel 2 arranged in which a burner 3 arranged for fossil fuels. In this non-limiting embodiment, the cross section of the combustion tunnel has 2 a shape approximating a rectangle.

Der Brenner dieses Ausführungsbeispiels arbeitet mit einem gasförmigen Brennstoff, der durch eine Zufuhr 4 eingespeist wird, die ihrerseits einen Verteiler 5 speist, der in einer Mehrzahl von Gasinjektoren oder -düsen 6 mündet. Diese Düsen sind parallel zur Ebene der Hauptfläche des Kastens angeordnet, um eine Ausbreitung der Flamme parallel zu der besagten Fläche zu erreichen und eine homogene Verteilung der Temperatur der besagten Flamme parallel zu besagter Ebene zu erzeugen.The burner of this embodiment operates with a gaseous fuel supplied by a supply 4 which in turn is a distributor 5 feeds in a plurality of gas injectors or nozzles 6 empties. These nozzles are arranged parallel to the plane of the main surface of the box to achieve propagation of the flame parallel to said surface and to produce a homogeneous distribution of the temperature of said flame parallel to said plane.

Die Verbrennungsluft wird dem Brenner mithilfe eines Luftverteilers 7 zugeführt. Wohlgemerkt ist der Brenner mit Elementen zum Einsehen des Inneren des Verbrennungstunnels 2 ausgestattet und mit Mitteln zum Zünden und Regeln der Flamme, die in klassischer Weise ausgeführt und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellt sind.The combustion air is supplied to the burner by means of an air distributor 7 fed. Mind you, the burner is equipped with elements to look inside the combustion tunnel 2 equipped and with means for igniting and controlling the flame, which are carried out in a classical manner and therefore not shown in the drawing.

Die Gesamtheit der aus den verschiedenen Düsen austretenden Flammen entwickelt sich im Inneren des Verbrennungstunnels 2 in einer Ebene parallel zur Hauptfläche des Kastens 1, und die Verbrennungsprodukte strömen zum Auslass zwischen dem Verbrennungstunnel 2 und dem Kasten 2 entlang den Pfeilen B. In diesem Ausführungsbeispiel hat man einen Wärmetauscher vorgesehen, der zwischen dem Brennkasten und dem Verbrennungstunnel angeordnet ist, im Wesentlichen in Höhe des Einbauortes des Brenners 3. Dieser Wärmetauscher wird hier von zwei Sammlern 9 gebildet, die durch Rohrbündel 10 miteinander verbunden sind, welche den Verbrennungstunnel umgeben, und von Kollektoren 11a und 11b jeweils zum Zuführen kalter Luft und zum Aufnehmen der heißen Luft. Die kalte Luft wird also durch den Kollektor 11a entlang dem Pfeil A zugeführt, wird durch die Verbrennungsprodukte im Wärmetauscher 9, 10 erhitzt, und die so erzeugte heiße Luft wird in dem zweiten Kollektor 11b gesammelt, um in den Raum stromauf des Luftverteilers 7 geleitet zu werden, so dass sie die Verbrennungsluft erwärmt. Die Verbrennungsgase werden, nachdem sie den Wärmetauscher durchströmt haben, durch einen Auslass 12 (Pfeil F) zu einem nicht dargestellten Auslasssystem abgeführt.The entirety of the flames emerging from the various nozzles develop inside the combustion tunnel 2 in a plane parallel to the main surface of the box 1 and the products of combustion flow to the outlet between the combustion tunnel 2 and the box 2 along the arrows B. In this embodiment, a heat exchanger has been provided, which is arranged between the combustion chamber and the combustion tunnel, substantially at the level of the installation location of the burner 3 , This heat exchanger is here by two collectors 9 formed by tube bundles 10 connected to each other, which surround the combustion tunnel, and collectors 11a and 11b each for supplying cold air and for receiving the hot air. The cold air is thus through the collector 11a fed along the arrow A, is determined by the products of combustion in the heat exchanger 9 . 10 heated, and the hot air thus generated is in the second collector 11b collected to the room upstream of the air manifold 7 to be routed so that it heats the combustion air. The combustion gases, after passing through the heat exchanger, are passed through an outlet 12 (Arrow F) discharged to an outlet system, not shown.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sieht man Mittel vor, die es erlauben, eine Rückführung eines Teiles der Rauchgase in den Brennstoff oder den Sauerstoffträger sicherzustellen, um die Flamme auszubreiten und noch mehr deren Homogenität zu verbessern und/ oder die Emission von Schadstoffen wie z. B. Stickoxide zu vermindern. Es ist so, dass in der durch die 5 dargestellten Variante die Abfuhr 12 der Verbrennungsgase mit einem Abzweig 13 ausgestattet ist, der an einen Ejektor 14 angeschlossen ist, der auf dem Einlass des gasförmigen Brennstoffs montiert ist, derart, dass er eine Vermischung des Brenngases mit den Produkten der Verbrennung sicherstellt, um eine zusätzliche Reduzierung der bei der Verbrennung produzierten Stickoxide zu erhalten.According to the present invention provides means that allow to ensure a return of a portion of the flue gases in the fuel or the oxygen carrier in order to spread the flame and even better their homogeneity and / or the emission of pollutants such. B. to reduce nitrogen oxides. It is that in the by the 5 illustrated variant the removal 12 the combustion gases with a branch 13 equipped to an ejector 14 connected to the inlet of the gaseous fuel, such that it ensures a mixing of the fuel gas with the products of the combustion in order to obtain an additional reduction of the nitrogen oxides produced in the combustion.

Man kann wohlgemerkt zahlreiche Ausführungsvarianten für den Brennkasten vorsehen, ohne insoweit die grundsätzlichen Merkmale der Erfindung zu verändern. So kann dieser Brennkasten abgerundete obere und untere Wände aufweisen, die Seitenwände können mit sinus-, trapez- oder anderen Formen gewellt sein, um deren Oberfläche, die auf das zu beheizende Produkt abstrahlen und den Konvektions-Wärmetausch zu vergrößern. Der Boden dieses Brennkastens kann flach oder gewölbt sein, wobei die Krümmung der Wölbung konkav oder konvex sein kann.you can mind numerous variants for the Provide firebox without the extent of the basic features of the invention to change. So this fuel box can have rounded upper and lower walls, the side walls can be wavy with sinusoidal, trapezoidal or other forms around its surface, the to radiate on the product to be heated and to increase the convection heat exchange. Of the Bottom of this box can be flat or curved, the curvature of the bulge can be concave or convex.

Der Brenner 3 kann mit Injektoren für flüssige Brennstoffe ausgestattet sein, die mit jedem beliebigen mechanischen oder pneumatischen Mittel zerstäubt werden. Der Verteiler 7 für die Verbrennungsluft kann Öffnungen oder Düsen zum Durchführen von Luft umfassen, die konzentrisch zu den Brennstoff-Injektoren sind, oder auch entlang von Kreisen oder auch in von geraden Linien gebildeten Reihen oder Maschen angeordnete und die Injektoren umgebende Öffnungen. Die Öffnungen zum Verteilen von Verbrennungsluft können durch Bleche aus Stahl oder anderen Materialien gebohrt sein, wobei diese Bleche eben, gewölbt oder in V-Form sein können.The burner 3 can be equipped with injectors for liquid fuels, which are atomized by any mechanical or pneumatic means. The distributor 7 for the combustion air may include openings or nozzles for passing air, which are concentric with the fuel injectors, or along circles or even in rows or meshes formed by straight lines and surrounding the injectors openings. The openings for distributing combustion air may be drilled through sheets of steel or other materials, which sheets may be flat, curved or V-shaped.

Der Wärmetauscher 10 kann vom Flügeltyp sein, oder in Gestalt jeder anderen ähnlichen Vorrichtung, die durch Formgebung oder Blechkonstruktion erhalten wird, auf mindestens Seiten des Verbrennungstunnels vorgesehen werden.The heat exchanger 10 may be of the vane type, or may be provided on at least sides of the combustion tunnel in the form of any other similar device obtained by molding or sheet metal construction.

Schließlich kann man zahlreiche Ausführungsformen der Zufuhr- und Abfuhrmittel von Luft des Wärmetauschers vorsehen, sowie der Mittel zum Einspeisen von Heiß luft in den Brenner. Die 6 und 7 stellen zwei Ausführungsvarianten des Heißluft-Kreislaufes zwischen dem Abfuhr-Sammler 11b der Heißluft, die vom Wärmetauscher 10 kommt, und dem Verteiler 7 für die Verbrennungsluft.Finally, one can provide numerous embodiments of the supply and discharge means of air of the heat exchanger, and the means for feeding hot air into the burner. The 6 and 7 represent two variants of the hot air circulation between the collection collector 11b the hot air coming from the heat exchanger 10 comes, and the distributor 7 for the combustion air.

Man wird auch bemerken, dass Mittel zum Sammeln und zur Abfuhr der Verbrennungsgase in eine der Seiten des Strahl-Brennkastens 1 eingesetzt werden können.It will also be noted that means for collecting and removing the combustion gases into one of the sides of the jet fuel box 1 can be used.

Wohlgemerkt kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne inneren Wärmetauscher ausgeführt werden, sie kann z. B. an einen äußeren Wärmetauscher angeschlossen werden.Mind you, the device according to the invention can run without an internal heat exchanger who the, she can, for. B. are connected to an external heat exchanger.

Man bezieht sich nun auf 8 und 9, die zwei Ausführungsvarianten der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellen.One now refers to 8th and 9 showing two embodiments of the device according to the present invention.

Die 8 zeigt einen Strahl-Brennkasten 1, dessen äußere Form zusammenhängend ist und die in ein Rechteck mit einem Höhen-Breiten-Verhältnis von größer als 1,5 eingeschrieben ist, und deren Arbeitsprinzip demjenigen der W-Strahlrohre gemäß dem früheren Stand der Technik entspricht. Die Einspritzung der Brennstoffe erfolgt in Richtung des Pfeils G, die Einspritzung der Sauerstoffträger entlang dem Pfeil A, und die Verbrennungsprodukte werden entlang dem Pfeil F abgeführt. Der Brenner dieses Brennkastens kann von einem achsensymmetrischen Typ sein. Der Innenraum des Brennkastens 1 ist mit Trennwänden 14 derart ausgestattet, dass eine Strömung der Verbrennungsgase entlang dem Pfeil 8 sichergestellt ist. Man sieht einen Wärmetauscher 15 vor, der es erlaubt, den Sauerstoffträger vorzuwärmen, der entlang dem Pfeil A eingeführt wird. Wohlgemerkt kann diese Variante an Strahlrohre in U- oder jeder anderen Form angepasst werden.The 8th shows a jet fuel box 1 , whose outer shape is contiguous and which is inscribed in a rectangle with a height-width ratio of greater than 1.5, and whose operating principle corresponds to that of the W-beam tubes according to the prior art. The injection of the fuels takes place in the direction of the arrow G, the injection of the oxygen carrier along the arrow A, and the combustion products are discharged along the arrow F. The burner of this burner box can be of an axisymmetric type. The interior of the fuel box 1 is with partitions 14 equipped such that a flow of the combustion gases along the arrow 8th is ensured. You can see a heat exchanger 15 which allows to preheat the oxygen carrier introduced along the arrow A. Mind you, this variant can be adapted to jet pipes in U or any other form.

Die 10 zeigt eine oder mehrere der Innen-Trennwände 14, die in Form eines prismatischen Behälters ausgeführt werden können, der ggf. mit Trennwänden un terteilt ist, oder in Form eines rohrförmigen Kreislaufs, der die Gesamtheit oder einen Teil dieser Trennwand einnimmt, und in dessen Innerem eine Kühlflüssigkeit oder ein Teil des Brennstoffs oder des Sauerstoffträgers fließt, um ihre mechanische oder thermische Widerstandsfähigkeit zu verbessern, abhängig von den Temperaturniveaus, die besagte Trennwände erreichen; besagter Kreislauf kann allein oder in Kombination mit den Wärmetauschern angewendet werden.The 10 shows one or more of the inner partitions 14 , which may be in the form of a prismatic container, possibly un distributed with partitions, or in the form of a tubular circuit occupying the whole or part of this partition, and in its interior a cooling liquid or a part of the fuel or the Oxygen carrier flows to improve their mechanical or thermal resistance, depending on the temperature levels that reach said partitions; said circuit can be used alone or in combination with the heat exchangers.

Die 9 stellt eine andere Ausführungsvariante dar, deren Arbeitsprinzip dem eines E-Rohrs entspricht. Der Strahl-Brennkasten 1 hat die gleichen Merkmale wie der in 8 dargestellte Strahl-Brennkasten. Die Einspritzung des Brennstoffs erfolgt in Richtung des Pfeils G, die Einspritzung von Sauerstoffträgern entlang dem Pfeil A, und die Verbrennungsprodukte werden entlang dem Pfeil F abgeführt. Der Brenner kann ebenfalls vom achsensymmetrischen Typ sein. Der Innenraum des Brennkastens 1 ist mittels Trennwänden 14 unterteilt, um einen Strömung der Verbrennungsgase, die aus dem im zentralen Zweig installierten Brenner kommen, zu den beiden seitlichen Zweigen entlang den Pfeilen 8 zu schaffen. Man sieht Wärmetauscher 15 zum Vorheizen der Verbrennungsluft vor, die entlang dem Pfeil A zugeführt wird. Auch hier, wie in 10 dargestellt, können eine oder mehrere Trennwände 14 in Form eines prismatischen Behälters oder eines Rohrkreislaufs ausgeführt werden, der die Gesamtheit oder einen Teil dieser Trennwand einnimmt, und in dessen Innenraum eine Kühlflüssigkeit oder ein Teil des Brennstoffs oder des Sauerstoffträgers fließt, um ihre mechanische oder thermische Widerstandsfähigkeit zu verbessern, abhängig von den Temperaturniveaus, die besagte Trennwände erreichen; besagter Kreislauf kann allein oder in Kombination mit den Wärmetauschern angewendet werden.The 9 represents another embodiment variant whose working principle corresponds to that of an E-tube. The jet fuel box 1 has the same characteristics as the one in 8th illustrated jet fuel box. The injection of the fuel takes place in the direction of the arrow G, the injection of oxygen carriers along the arrow A, and the combustion products are discharged along the arrow F. The burner can also be of the axisymmetric type. The interior of the fuel box 1 is by means of partitions 14 divided to a flow of combustion gases, which come from the burner installed in the central branch, to the two lateral branches along the arrows 8th to accomplish. It provides heat exchanger 15 for preheating the combustion air, which is fed along the arrow A. Again, as in 10 shown, one or more partitions 14 in the form of a prismatic tank or a pipe circuit which occupies all or part of this partition, and in the interior of which a cooling liquid or part of the fuel or oxygen carrier flows to improve its mechanical or thermal resistance, depending on the temperature levels that reach said partitions; said circuit can be used alone or in combination with the heat exchangers.

Gemäß der Erfindung können eine oder mehrere Seiten des Strahl-Brennkastens nach dem in 10 dargestellten Prinzip ausgeführt werden, in Form eines prismatischen Behälters oder eines Rohrkreislaufs, der die Gesamtheit oder einen Teil dieser Trennwand einnimmt, und in dessen Innenraum eine Kühlflüssigkeit oder ein Teil des Brennstoffs fließt, um die Strahlung der besagten Wand zu vermindern, insbesondere in der Nähe einer Rolle oder einer Wand des Ofens; besagter Kreislauf kann allein oder in Kombination mit den Wärmetauschern angewendet werden, um den Brennstoff oder den Sauerstoffträger zu beheizen.According to the invention, one or more sides of the jet fuel box may be made after the in 10 in the form of a prismatic container or a pipe circuit which occupies all or part of this partition, and in the interior of which a cooling liquid or part of the fuel flows to reduce the radiation of said wall, in particular in the vicinity a roll or wall of the oven; said circuit may be used alone or in combination with the heat exchangers to heat the fuel or the oxidizer.

Die hiernach angegebene Tabelle gibt als Orientierung einen Vergleich zwischen den Eigenschaften der nach dem früheren Stand der Technik ausgeführten Strahlrohre und den durch die Verwendung eines Strahl-Brennkastens nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erreichten an. In allen Fällen wurde die gleiche Ofenbreite verwendet: 2 Meter, und derselbe Außendurchmesser der Rohre: 164 mm für die nach dem früheren Stand der Technik ausgeführten Strahlrohre.The The table below gives a comparison for orientation between the properties of the prior art jet pipes and by the use of a jet box after the preferred embodiment of the invention reached. In all cases, the same oven width used: 2 meters, and the same outer diameter of the tubes: 164 mm for the after the former State of the art running Beamlines.

Diese Tabelle zeigt, dass die Leistung pro Kubikmeter des Volumens und die Leistung pro Quadratmeter Durchtrittsquerschnitt der Flamme geringer sind als die der konventionellen Strahlrohre, was eine bessere Entwicklung der Flamme sicherstellt, was es wiederum erlaubt, die Produktion von NO_x zu begrenzen und die Homogenität der Temperatur der Flamme, und somit der Strahlwände zu verbessern.This table shows that the power per cubic meter of the volume and the power per square meter of passage cross section of the flame are lower than those of the conventional radiant tubes, which ensures a better flame development, which in turn allows to limit the production of NO _x and the homogeneity the temperature of the flame, and thus the beam walls to improve.

Im Vergleich mit der Vorrichtung zum indirekten Heizen durch Strahlung nach der früheren Technik, die Strahlrohre anwendet, leistet die vorliegende Erfindung insbesondere folgende Vorteile:

– Der Querschnitt des Tunnels, in dem sich die Verbrennung vollzieht, hat beträchtlich zugenommen: dies trägt zugleich zum Reduzieren der NO_x-Emissionen und zum Verbessern der Gleichmäßigkeit der Temperatur der zu den zu beheizenden Produkten abstrahlenden Oberfläche bei.
– Der Faktor der Form für die Strahlung zu den zu beheizenden Produkten ist verbessert: dies erlaubt eine Reduzierung der Ofen-Heizlänge und/oder die Reduzierung der Arbeitstemperatur der Brennkästen im Vergleich mit den Strahlrohren.
– Die Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Temperatur reduziert die Bedeutung der thermischen Spannungen in den Strahlwänden des Brennkastens und somit deren Verformungen.
– Die Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Oberflächen-Temperatur des Strahl-Brennkastens erlaubt die Reduzierung des Temperaturgradienten über die Breite des Bandes, und somit die Einstellung seiner Spannung zu verbessern.
– Die Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Oberflächen-Temperatur des Strahl-Brennkastens erlaubt die Arbeitsweise des besagten Brennkastens bei einer höheren mittleren Temperatur, und folglich eine Reduzierung der Anzahl der Strahl-Brennkästen bei identischem übertragenem Wärmefluss, und dadurch auch eine Reduzierung der Ofenlänge.

In comparison with the device for indirect heating by radiation according to the prior art, which uses jet pipes, the present invention provides the following advantages in particular:

- The cross-section of the tunnel where combustion takes place has increased considerably: at the same time this contributes to reducing NO _x emissions and improving the uniformity of the temperature of the surface radiating to the products to be heated.
- The factor of the form for the radiation to the products to be heated is improved: this allows a reduction of the oven heating length and / or the reduction of the working temperature of the fuel boxes in comparison with the radiant tubes.
- Improving the uniformity of the temperature reduces the importance of the thermal stresses in the jet walls of the firing box and thus their deformations.
- Improving the uniformity of the surface temperature of the jet fuel box allows the reduction of the temperature gradient across the width of the belt, and thus to improve the adjustment of its tension.
The improvement in the uniformity of the surface temperature of the jet fuel box allows the operation of the said fuel box at a higher average temperature, and consequently a reduction in the number of jet fuel boxes with identical transferred heat flow, and thereby also a reduction of the furnace length.

Es bleibt wohlverstanden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hiervor beschriebenen und/oder erwähnten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie alle Varianten davon umfasst.It It is understood that the present invention is not limited to the embodiments described and / or mentioned above are limited, but that it encompasses all variants of it.

Claims

Apparatus for indirect heating of continuous products, in particular rods, pipes, tapes, pieces, which are kept under a protective gas atmosphere by radiation emitted by the combustion of gaseous or liquid fossil fuels, characterized in that they are in the form of a radiant combustion box ( 1 ) having a substantially parallelepiped shape, having a radiating continuous surface whose cross-section transverse to the axis of said fuel box is delimited by a continuous line circumscribing a rectangle having a height-to-width ratio greater than 1.5, wherein said radiant fuel box ( 1 ) a combustion tunnel ( 2 ) with a burner arranged in the interior of said combustion box ( 3 ) and that the burner ( 3 ) comprises at least two fuel injectors of fossil origin parallel to the plane of the main side of the fuel 1 ) are arranged so that a propagation of the flame is achieved parallel to said side, whereby a homogeneous distribution of the flame temperature is made parallel to said plane.

Heating device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a heat exchanger ( 9 . 10 ; 15 ) is provided on at least two sides of the cassette and on a part of the length of these sides, this heat exchanger being of the tube or vane type and can be used for heating the fuel or the oxygen carrier.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that said fuel box ( 1 ) has rounded top and bottom walls.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that said fuel box ( 1 ) having profiled side walls with sinusoidal or trapezoidal waves.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom of said fuel box ( 1 ) is flat.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the bottom of said fuel box ( 1 ), wherein the bend may be concave or convex.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion air of the burner ( 3 ) using a distributor ( 7 ), the air supply openings or nozzles concentric with the fuel injectors of the burner ( 3 ) are arranged.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the combustion air of the burner ( 3 ) through a distributor ( 7 ), which is provided with the injectors in a circular arrangement surrounding mouths.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the combustion air of the burner ( 3 ) through a distributor ( 7 ) supplied with rows or straight lines formed meshes of mouths.

Heating device according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that said in the distributor ( 7 ) Mün proposed openings or holes in metal sheets are drilled in particular steel, which may be flat, inflected or v-shaped.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means ( 13 . 14 ) to ensure recirculation of a portion of the flue gases into the fuel or oxygen carrier to spread out the flame and increase its homogeneity and / or pollutant emission, e.g. B. NO _x , to improve.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it comprises axisymmetric burners.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that one or more of the walls of said radiating Burner box in the form of a prismatic box or at least a part of said wall-engaging pipe circuit are executed, in the interior of a cooling liquid or a portion of the fuel or oxygen carrier circulates, so that the temperature or radiation of this wall is limited.

Heating device according to claim 13, characterized in that that this cycle alone or in combination with the heat exchangers used for heating the fuel or the oxygen carrier becomes.

Heating device according to one of the preceding claims, characterized in that said fuel box ( 1 ) is constructed according to the principle of "glove fingers" radiation tubes.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 13, characterized in that be said fuel box ( 1 ) is constructed according to the principle of U-radiation tubes.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 13, characterized in that said fuel box ( 1 ) is constructed according to the principle of W-radiation tubes.

Heating device according to one of the preceding claims 1 to 13, characterized in that said fuel box ( 1 ) is constructed according to the principle of E-radiation tubes.

Heating device according to claim 16, characterized in that the interior of the radiant combustion box ( 1 ) by partitions ( 14 ) is divided in an arrangement which causes a back and forth flow of the combustion gases according to the principle of operation of U-radiation tubes.

Heating device according to claim 17, characterized in that the interior of the radiant combustion box ( 1 ) by partitions ( 14 ) is divided in an arrangement which causes a flow of the combustion gases in two-way back and forth, ie according to the principle of operation of W-radiation tubes.

Heating device according to claim 18, characterized in that the interior of the radiant combustion box ( 1 ) by two partitions ( 14 ) is subdivided in an arrangement which allows the burner to be inserted into the central branch of said combustion box, with two backflow branches arranged on either side of said central branch, the device operating on the principle of an E-type radiant tube.

Heating device according to one of claims 20 or 21, characterized in that one or more of said partitions ( 14 ) of the said fuel box is designed in the form of a prismatic box or a pipe circuit occupying at least part of said partition, inside which circulates a cooling liquid or a subset of the oxygen carrier, in order to increase its mechanical or thermal resistance with respect to the temperature levels reached by the partitions improve.

Heating device according to claim 22, characterized in that that said cycle alone or in combination with the heat exchangers is used for heating the fuel or the oxygen carrier.

Furnace for heat-treating or coating continuous strip, characterized by the use of radiation-type firing boxes ( 1 ) according to any one of the preceding claims.