DE651598C

DE651598C - Furnace for melting metals

Info

Publication number: DE651598C
Application number: DEB169412D
Authority: DE
Original assignee: MAURICE HELIE VALENTIN DELOT; PAUL LOUIS CHARLES BLANCHARD
Current assignee: MAURICE HELIE VALENTIN DELOT; PAUL LOUIS CHARLES BLANCHARD
Priority date: 1934-04-13
Filing date: 1935-04-14
Publication date: 1937-10-15

Description

Ofen zum Schmelzen von Metallen Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Schmelzen von Metallen mit einem Brenner für flüssige Brennstoffe; sie ist vorzugsweise für die Anwendung an Drehöfen geeignet.Furnace for melting metals The invention relates to a furnace for melting metals with a liquid fuel burner; she is preferably suitable for use in rotary kilns.

Bei den bisherigen Schmelzöfen ist es nicht möglich, gleichzeitig mit der Schmelzung des Metalls es zu verfeinern. Die Verfeinerung wird vielmehr in Sonderöfen vorgenommen, die nicht für flüssige Brennstoffe geeignet sind und die für die Brennerspeisung kostspielige und umständliche Einrichtungen benötigen.With the previous melting furnaces it is not possible to do this at the same time with the melting of the metal to refine it. Rather, the refinement becomes made in special furnaces that are not suitable for liquid fuels and which require expensive and cumbersome facilities for the burner supply.

Erfindungsgemäß besitzt der Ofen einen Brenner, der in an sich bekannter Weise eine ringförmige Flamme erzeugt, welche beim Austritt die Form eines Hohlkreises mit Wandungen von geringer Stärke und einem Kern aus trägem Gas bildet. Dieser Brenner ist so gerichtet, daß die Flamme sich bei dei# Berührung mit dem geschmolzenen Metallbad abplattet. Hierdurch wird-der Verbrennungsvorgang und die Verteilung der Kohlenstoffteilchen in der Flamme bei der Berührung mit dem Bad verändert, und da der Kern der Flamme träge ist, wirkt die Flamme auf das Schmelzbad verfeinernd ein. Es ist z. B. auf diese Weise möglich, verfeinerten Stahl im Drehofen zu erzeugen.According to the invention, the furnace has a burner which is known per se Way, a ring-shaped flame is generated, which when exiting the shape of a hollow circle forms with walls of low thickness and a core of inert gas. That burner is directed so that the flame moves on contact with the molten metal bath flattened. This will - the combustion process and the distribution of the carbon particles changed in the flame on contact with the bath, and there the core of the flame is sluggish, the flame has a refining effect on the weld pool. It is Z. B. on in this way it is possible to produce refined steel in the rotary kiln.

Ferner kann erfindungsgemäß die Neigung der Flamme gegenüber der Oberfläche des Bades regelbar sein. Auf diese Weise ist es möglich, je nach Bedarf 'die reduzierende Wirkung der Flamme zu verändern, indem die Abplattung der Flamme beim Auftreffen auf das Bad mehr oder weniger stark gehalten wird.Furthermore, according to the invention, the inclination of the flame with respect to the surface of the bathroom can be regulated. In this way it is possible to 'use the reducing' as needed Change the effect of the flame by flattening the flame when it hits on the bath is kept more or less strong.

Der Brenner kann verschiedenartige Ausgestaltung besitzen. Vorteilhaft weist er einen Injektor auf, der einen kegelförmigen Strahl zerstäubter Heizflüssigkeit liefert und der innerhalb eines feuerfesten Rohres angeordnet ist, durch welches die Verbrennungsluft geblasen wird. Diese Ausbildung des Brenners gestattet die gewünschte Flammenform auf besonders einfache Weise zu erhalten. Zweckmäßig kann der Brenner durch ein feststehendes, dem Ofenkörper vorgelagertes Gehäuse mit großer zentrischer Öffnung für den Luftumlauf hindurchgehen, das auf seiner der Ofenöffnung gegenüberliegenden Außenseite ein Schauloch besitzt, welches durch eine bewegliche Glasplatte verschlossen sein kann. Durch ,dieses Schauloch kann man die Sohle des Ofens überwachen, ohne den Betrieb überwachen oder verändern zu müssen, und man kann über dieses Schauloch unter gleichbleibenden Bedingungen die pyrometrischen Untersuchungen des Metalls vornehmen. Die Ausmaße des freilegbaren Schauloches können andererseits so gewählt werden, daß auch dieEinführung eines Werkzeuges zur Probeentnahme oder zur Hinzugabe von bestimmten Stoffen zur Schmelze möglich ist. Die Glasscheibe des Schauloches kann gegen die Ausstrahlung des Ofens' und Erhitzung durch Verbrennungsgase durch einen zum Schauloch parallel laufenden Luftvorhang geschützt sein. -Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und zwar zeigen Abb. i und 2 einen erfindungsgemäßen Drehofen in schematischer Darstellung im Längs- und Querschnitt, bei einer Einstellung der Flamme über dem Bad auf mittelstarke Reduzierwirkung, Abb. 3 und q. eine gleichartige Darstellung bei Einstellurig der Flamme auf starke Reduzierwirkung, Abb. 5 eine Vorderansicht mit Teilschnitt des Ofenendes, Abb.6 einen Teilschnitt durch das Ofenende, Abb.7 einen andern Teilschnitt, Abb. 8 einen Längsschnitt in größerem Maßstabe durch den Brenner, Abb. 9, io und i i Querschnitte durch den Brenner längs der Linien IX-IX, X-X, XI-XI der Abb. B.The burner can have various designs. Advantageous it has an injector that emits a cone-shaped jet of atomized heating fluid supplies and which is arranged within a refractory pipe through which the combustion air is blown. This design of the burner allows To obtain the desired flame shape in a particularly simple manner. Appropriate can the burner by a fixed housing in front of the furnace body with a large central opening for the air circulation to go through that on its the furnace opening opposite outside has a viewing hole, which is through a movable Glass plate can be closed. Through this peephole you can see the sole of the Monitor the furnace without having to monitor or change the operation, and you the pyrometric Investigations of the metal make. The extent of what can be exposed On the other hand, viewing holes can be chosen so that the introduction of a Tool for taking samples or adding certain substances to the melt is possible. The glass pane of the peephole can protect against the radiance of the stove. and heating by combustion gases through a parallel to the peephole Be protected from the air curtain. -The drawing shows examples of embodiments of the invention, namely Fig. i and 2 show a rotary furnace according to the invention in schematic representation in longitudinal and cross-section, with a setting of the flame above the bath for a moderate reducing effect, Fig. 3 and q. a similar representation When setting the flame for a strong reducing effect, Fig. 5 is a front view with a partial section of the furnace end, Fig. 6 a partial section through the furnace end, Fig. 7 another partial section, Fig. 8 a longitudinal section on a larger scale through the Brenner, Fig. 9, io and i i cross-sections through the burner along the lines IX-IX, X-X, XI-XI of Fig. B.

Gemäß Abb. i und 2 besteht der als Drehofen ausgebildete Ofen aus einem Mantel z, dessen Laufschienen 2 auf Rollen 3 geführt sind und der durch den Motor q. in Umdrehung versetzt wird. Der Mantel i besitzt eine feuerfeste Auskleidung 7 und weist eine Öffnung 8 für den Lufteintritt und eine Austrittsöffnung 9 für die Verbrennungsgase auf, die in einen Fuchs io mündet. In die Windkammer 12, die sich vor der Eintrittsöffnung 8 befindet, mündet eine Leitung i i zur Zufuhr der Gebläseluft.According to Fig. I and 2, the furnace designed as a rotary kiln consists of a coat z, the rails 2 are guided on rollers 3 and through the Engine q. is set in rotation. The jacket i has a fireproof lining 7 and has an opening 8 for the air inlet and an outlet opening 9 for the combustion gases that flow into a Fuchs io. In the wind chamber 12, the is located in front of the inlet opening 8, opens a line i i for supplying the Forced air.

Der Injektor 13 durchdringt die Windkammer 12 und mündet in die Öffnung B. Der Brennstoff wird durch die Leitung 1q. in den Injektor 13 eingeführt und verläßt ihn durch den Zerstäuber 15, der am Ende eine große Anzahl von kleinen Öffnungen besitzt, die den Brennstoff tangential zum Kegel 16 austreten lassen. * Die Neigung des Injektors 13 ist innerhalb der Öffnung 8 veränderbar.The injector 13 penetrates the wind chamber 12 and opens into the opening B. The fuel is through the line 1q. is introduced into the injector 13 and leaves it through the atomizer 15, which at the end has a large number of small openings which allow the fuel to exit tangentially to the cone 16. * The inclination of the injector 13 can be changed within the opening 8.

Die Arbeitsweise des Ofens ist folgende: Eine Schicht geschmolzenen Metalls 17 befindet sich auf der Sohle des Ofens; die tangential austretende Flamme bildet eine neutrale Zone 18, die durch die Umdrehungsoberfläche i 9 um die Achse des In j ektors begrenzt ist. Diese Oberfläche ist von einer ringförmigen Verbrennungszone 2o (Abb. 2) umgeben, die sich in Berührung mit dein Bad 17 abplattet. Hierdurch entstellt eine veränderte Verbrennungszone 2i, die die reduzierende und verfeinernde Wirkung auf die Schmelze ausübt.The operation of the furnace is as follows: A layer of melted Metal 17 is on the bottom of the furnace; the tangentially emerging flame forms a neutral zone 18 defined by the surface of revolution i 9 around the axis of the injector is limited. This surface is of an annular combustion zone 2o (Fig. 2), which flattens out in contact with your bath 17. Through this disfigures a modified combustion zone 2i, the reducing and refining Has an effect on the melt.

-In den Abb. 3 und q. ist der Injektor gegenüb@r dem Bad bzw. gegenüber der Ofenachse geneigt eingestellt. In diesem Fall entsteht `in Berührung mit dem Bad eine Zone 23; in der die Verbrennung sehr unvollständig und infolgedessen die Flamme stark reduzierend ist. Eine Verbrennungszwischenschicht 2.4 bildet den Übergang an der Zone 23 zur Zone 2o der vollständigen Verbrennung, in der die Flamme ihre größtmögliche Wärmemenge entwickelt.- In fig. 3 and q. the injector is opposite the bathroom or opposite the furnace axis set inclined. In this case, `in contact with the Bath a zone 23; in which the combustion is very incomplete and, as a result, the Flame is strongly reducing. An intermediate combustion layer 2.4 forms the transition at zone 23 to zone 2o of complete combustion, in which the flame its Developed the greatest possible amount of heat.

Jedenfalls wird der Hohlraum des Ofens sehr starb erhitzt, und infolgedessen findet ein kräftiger Wärmeaustausch durch Mitführung und Wärmeleitung statt.In any case, the cavity of the furnace is very much heated, and as a result there is a strong heat exchange through entrainment and heat conduction.

Die Abb. 5, 6 und 7 zeigen im einzelnen das Ende des Ofens, an dem sich. der Brenner 13 b°findet; dieser ist in der Mitte der Endwand 25 des Gehäuses i2 für die Verbrennungsluft angebracht. Eine Öffnung 26 ist in die Wand 25 eingelassen, an deren Außenseiten zwei Gleitschienen 27 angebracht sind, in denen eine mit drei Fenstern 29, 3o und 31 versehene Verschlußplatte 28 mit einer seitlichen Zahnleiste 32 verschiebbar angeordnet ist. In die Fenster 29 und 31 ist ein weißes bzw. ein farbiges Glas eingesetzt. Ein auf die Achse 3q. aufgesetztes Zahnrad 33 greift in die Zahnleiste 32 ein und kann durch den Hebel 35 betätigt werden. Zwei Stellschrauben 36 und 37 ermöglichen das Befestigen der Verschlußplatte a8 in der gewünschten Stellung. Eine mit dem Innern des Gehäuses i2 in Verbindung stehende Luftkammer 38 gestattet durch die Öffnungen 39 einen wärmeschützenden Luftvorhang vor die Verschlußplatte treten zu lassen.Figs. 5, 6 and 7 show in detail the end of the oven at which. the burner finds 13 b °; this is attached in the middle of the end wall 25 of the housing i2 for the combustion air. An opening 26 is let into the wall 25, on the outer sides of which two slide rails 27 are attached, in which a closure plate 28 provided with three windows 29, 30 and 31 with a lateral toothed strip 32 is slidably arranged. A white or colored glass is inserted into the windows 29 and 31. One on the axis 3q. The attached gear 33 meshes with the rack 32 and can be actuated by the lever 35. Two set screws 36 and 37 enable the closure plate a8 to be fastened in the desired position. An air chamber 38 connected to the interior of the housing 12 allows a heat-protecting air curtain to pass through the openings 39 in front of the closure plate.

Während des gewöhnlichen Betriebes des Ofens kann z. B. das gefärbte Glas 29 mittels der Zahnleiste 32, des Zahnrades 33 und des Hebels 35 vor die Öffnung 26 gebracht werden und' ermöglicht so das Hineinsehen in den auf Weißglut gebrachten Ofen und eine dauernde Überwachung. Zur Vornahme pyrometrischer Messungen wird das weiße Glas 31 in der gleichen Weise vor die Öffnung 26 gebracht, und zur Probeentnahme oder zum Hineingeben von Zusätzen wird die Mündung 26 durch die Öffnung 30 freigelegt.During normal operation of the furnace, for. B. the colored glass 29 can be brought in front of the opening 26 by means of the toothed strip 32, the gear 33 and the lever 35 and thus enables the view into the incandescent furnace and constant monitoring. To carry out pyrometric measurements, the white glass 31 is brought in front of the opening 26 in the same way, and the opening 26 is exposed through the opening 30 for sampling or for adding additives.

Das Gehäuse i.2 für die Luftbewegung ist schwenkbar um die von dem drehbaren Teil des Ofens unabhängige Säule q.o angeordnet. Die Luft wird durch das Innere dieser Säule zugeleitet und speist das Gehäuse durch eine Öffnung 4.i. Zwischen der Säule 40 und dem Gehäuse i2 wird durch die beiden Segmente 4.3 und 44 eine gasdichte Verbindung bewirkt und dabei eine unbehinderte Ausdehnung der Säule 4o zugelassen, wenn heiße Luft in ihrem Innern umläuft. Durch Umschwenken des Gehäuses 12 wird die Öffnung 45 freigelegt, die ausreichende Abmessungen aufweist, um gegebenenfalls das Beschicken des Ofens zü ermöglichen.The housing i.2 for the air movement is pivotable around the of the rotatable part of the furnace arranged independent column q.o. The air gets through the The interior of this column is fed and feeds the housing through an opening 4.i. Between the column 40 and the housing i2 is made gas-tight by the two segments 4.3 and 44 Connection causes and thereby an unhindered expansion the pillar 4o permitted if hot air circulates inside. By swiveling the housing 12, the opening 45 is exposed, which has sufficient dimensions to optionally enable loading of the furnace.

Der Brenner 13 ist an der Endwand 25 des Gehäuses 12 in einer Scheibe .I6 gehalten, deren gasdichte Lagerung durch ein Kugelsegment 47 gesichert ist, während der Brenner 13 in der Scheibe 46 durch eine Segmentdichtung 48 abgedichtet ist, die ein Längsverschieben des Brenners innerhalb der Scheibe 46 zuläßt.The burner 13 is held on the end wall 25 of the housing 12 in a disk .I6, the gas-tight storage of which is secured by a spherical segment 47, while the burner 13 is sealed in the disk 46 by a segment seal 48, which allows longitudinal displacement of the burner within the Disk 46 allows.

Drei ausziehbäi#e Streben 5o, 5o' und 51 sind zwischen der Endwand 25 und dem Brenner angebracht, die in ihrer Länge mittels der Muttern 52, 52' und 53 feststellbar sind. Die Strebe 51 ermöglicht eine beliebige Veränderung der Richtung des Brenners innerhalb einer waagerechten Ebene, wobei die Gasdichtigkeit durch die Dichtungen 47 und 48 gewahrt bleibt.Three extendable struts 5o, 5o 'and 51 are between the end wall 25 and the burner attached, which in their length by means of the nuts 52, 52 'and 53 are detectable. The strut 51 allows any change in direction of the burner within a horizontal plane, the gas tightness through the seals 47 and 48 is preserved.

Wie die Abb. 8 bis i i deutlicher zeigen, besteht der dargestellte Injektor von bekannter Bauart aus einem zylindrischenKernstück 54, das in den Verteiler 55 ausläuft; der Verteiler leitet die Heizflüssigkeit durch tangentiale Eintrittsöffnungen 56 in eine konische Zerstäuberkammer 57, aus deren Mündung 58 sie in den Ofen als Hohlnebel von konischer Form austritt. Ein in der Mitte des Brenners angeordnetes Rohr 6o dient zur Rückführung des dein Zerstäuber zugeleiteten Brennstoffüberschusses. Die Heizflüssigkeit wird unter Druck durch die Leitung 61 in den Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Kernstück 54 und dem Rohr 6o geleitet.As Fig. 8 to i i show more clearly, there is the one shown Injector of known type consisting of a cylindrical core piece 54 inserted into the manifold 55 expires; the distributor directs the heating fluid through tangential inlet openings 56 in a conical spray chamber 57, from the mouth 58 of which it enters the furnace as Hollow fog of conical shape emerges. One placed in the middle of the burner Pipe 6o is used to return the excess fuel supplied to your atomizer. The heating fluid is under pressure through line 61 in the space between passed through the cylindrical core 54 and the tube 6o.

Der Injektor ist bis an sein Ende von der Hülse 62 umgeben. Diese ist mit dem Brenner im Ofeninnern durch eine mit Löchern 64 (Abb. 8 und 9) versehene Gewindekappe 63 verbunden. Die Kappe 63 trägt gegenüber den Austrittsöffnungen der Löcher 64 eine Ablenkfläche 65, die derart gerichtet ist, daß die aus den Öffnungen austretende Luft in eine zu den Öffnungen nahezu. senkrechte Ebene abgelenkt wird. Die Hülse 62 ist an ihrem außerhalb des Ofens befindlichen Teil mit einer Öffnung 66 versehen, in die ein zur Zuleitung der Luft dienendes Rohr 67 eingepaßt ist. Der zwischen der Hülse 62 und dem zylindrischen Kernstück 54 ausgesparte Raum ist in der Nähe des Rohres 67 durch einen Stöpsel 68 verschlossen.The injector is surrounded by the sleeve 62 up to its end. These is connected to the burner inside the furnace through a hole 64 (Fig. 8 and 9) Threaded cap 63 connected. The cap 63 carries opposite the outlet openings of the Holes 64 a deflection surface 65, which is directed such that the out of the openings escaping air in one to the openings almost. vertical plane is deflected. The sleeve 62 has an opening at its part outside the furnace 66 is provided, into which a pipe 67 serving to supply the air is fitted. The space recessed between the sleeve 62 and the cylindrical core piece 54 is closed in the vicinity of the tube 67 by a plug 68.

Die Hülse 62 ist von einer zweiten Hülse o umgeben, die durch ein mit Längsöffnungen 72 (Abb.8*und io) versehenesTeilp konzentrisch zu der Hülse 62 gehalten wird. Der Zwischenraum zwischen den beiden Hülsen ist nach dem Ofeninnern zu offen und an dem außerhalb des Ofens befindlichen Ende durch ein Gewindestück 73 verschlossen. Die Hülse 70 trägt einen Ansatz 74, dessen zylindrisches Innere zur Aufnahme des Rohres 67 dient, und weist in der gleichen Ebene liegende Vorsprünge 75 auf, an die sich die ausziehbaren Träger 5o, 5o' und 51 ansetzen lassen. Das Rohr 67 ist in den Ansatz 74 einfach eingesetzt und mehr oder weniger gegen die Hülse 62 durch eine auf den Ansatz aufgeschraubte und mit einem Vorsprung 77 auf der Außenseite des Rohres 67 zusammenwirkende Mutter 76 angepreßt. Die Dichtigkeit der Verbindung des Rohres 67 mit dem Rohr 62 kann mehr oder weniger vollständig sein: sie ist nach Belieben mittels der Mutter 76 regulierbar. Infolgedessen entweicht ein Teil der Gebläseluft aus, dem Rohr 67 in den Zwischenraum zwischen den Hülsen 62 und 70.The sleeve 62 is surrounded by a second sleeve o, which is held concentric to the sleeve 62 by a part p provided with longitudinal openings 72 (FIGS. 8 * and io). The space between the two sleeves is too open towards the inside of the furnace and is closed by a threaded piece 73 at the end located outside the furnace. The sleeve 70 carries an extension 74, the cylindrical interior of which is used to receive the tube 67, and has projections 75 lying in the same plane, to which the extendable supports 5o, 5o 'and 51 can be attached. The tube 67 is simply inserted into the extension 74 and more or less pressed against the sleeve 62 by a nut 76 screwed onto the extension and cooperating with a projection 77 on the outside of the tube 67. The tightness of the connection between the pipe 67 and the pipe 62 can be more or less complete: it can be regulated as desired by means of the nut 76. As a result, some of the blower air escapes from the pipe 67 into the space between the sleeves 62 and 70.

Man erkennt, daß die unter Druck in das Rohr 67 gepreßte und mit großer Geschwindigkeit im Innern der Hülse 62, die selbst wieder durch die Hülse 70 gegen Erhitzung von außen geschützt ist, umlaufende Luft mit niederer Temperatur am Ende des Injektors, den sie kühlen soll, angelangt und durch die Öffnungen 64 entweicht.It can be seen that the air circulating under pressure into the pipe 67 and at high speed inside the sleeve 62, which is itself protected from external heating by the sleeve 70 , is at a low temperature at the end of the injector which it is intended to cool , arrived and escapes through the openings 64.

Die am Ende des Brenners austretende Luft wird durch die Ablenkvorrichtung 65 abgebogen, die aus ihr einen nahezu ebenen Luftschleier formt. Auf diese Weise kann sich der Kegel aus zerstäubtem Masut bilden, ohne durch die Kühlluft weggeblasen zu werden. Weiterhin soll der zusätzliche Luftvorhang die Verbrennungsluft gegen die Außenfläche der Ofenöffnung treiben. Die so entstehende ringförmige Flamme wird nicht durch den Verbrennungsluftstrom gegen das Ofeninnere geblasen und mehr der Ofenwand genähert, was für den Betrieb des Ofens außerordentlich günstig ist.The air exiting at the end of the burner is blown through the deflector 65, which forms an almost flat air curtain out of it. In this way the cone can form from atomized masut without being blown away by the cooling air to become. Furthermore, the additional air curtain should counteract the combustion air drive the outer surface of the furnace opening. The resulting ring-shaped flame becomes not blown against the furnace interior by the combustion air flow and more of the Near the furnace wall, which is extremely beneficial for the operation of the furnace.

Ein Röhrensystem 8o (Abb. 7), in welchem ein Hahn 8i vorgesehen ist, ermöglicht, Gebläseluft im Innern des außer Betrieb gesetzten Injektors umlaufen zu lassen, um das gesamte Öl herauszutreiben und jede Verkohlung zu verhüten, wenn man die Brennstoffzufuhr abgestellt hat.A pipe system 8o (Fig. 7), in which a valve 8i is provided, allows blown air to circulate inside the out-of-service injector to drive out all the oil and to prevent any charring, if the fuel supply has been turned off.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die abgebildeten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, die nur als Beispiele gewählt worden sind.Of course, the invention is by no means limited to the ones shown and described embodiments, which have only been chosen as examples are.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Open to melting metals, in particular Rotary kiln, with one. an annular flame forming burner characterized by a liquid fuel burner that creates a flame that when leaving the Shape of a hollow cone with walls of less Starch and a core of inert gas, and which is directed so that the flame flattens out on contact with the molten metal bath. z. Furnace according to claim r, characterized in that the inclination of the burner and thus its flame can be regulated in relation to the bath surface. 3. Oven according to claim r or - ", thereby characterized in that the burner a cone-shaped jet atomized heating liquid having generating injector, which is arranged in the middle of a refractory tube through which the combustion air is blown. q .. furnace according to claim r and z, characterized in that its burner preferably slides in a disc is arranged and held outside the furnace by pull-out brackets or the like will. . Furnace according to claim r to, 4, characterized in that the burner through a fixed housing in front of the rotatable furnace body with a large centric Opening for the air circulation passes through, on its opposite to the oven opening Outside with a viewing hole that is expediently closed by movable glass plates is provided. 6. Furnace according to claim 5, characterized in that the glass pane the peephole against radiation from the furnace and heating by combustion gases is protected by an air curtain running parallel to the viewing hole.