DE7323356U - Gas oder oelgefeuerter schachtofen - Google Patents

Description

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 Schaffhausen

Gas- oder ölgefeuerter Schachtofen

Die Neuerung betrifft einen gas- oder ölgefeuerten Schachtofen zum Schmelzen und Ueberhitzen von Metall, mit einem unterhalb des Schachtes angeordneten, als Schmelz- und Ueberhitzungskammer ausgebildeten Herd, der in der Wandung einen Auslaufkanal für das flüssige Schmelzgut und in den Herd mündende Brennerdüsen für die Zuführung des Luftheizmediumgemisches aufweist.

Beim Betrieb von derartigen Schachtofen, insbesondere Kupolofen, wird bezweckt, den üblich zur Erzeugung der notwendigen Schmelzwärme für das Schmelzgut verwendetenKoks durch Einsatz von Gasen oder Heizöl zu ersetzen.

Als Lösung dieser Art ist ein gasbeheizter Kupolofen bekannt (DB-PS 1 558 068), der im Mittelteil des Schachtes einen oberen Vorsprung zum Verhindern des Durchfaliens der Bescnickung in den als Ueberhitzungskammer ausgebildeten unteren Teil des Kupolofens aufweist. Ein an dem oberen Vorsprung anschlj.essender unterer Vorsprung trägt die Beschikkung. In der Zone der Vorsprünge ist der Schacht breiter

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und besitzt einen halbringförmigen Innenraum, womit die Schmelzzone gebildet wird. In der Schachtauskleidung in der Höhe des Herdes befinden sich die Brennerdüsen und ein Auslauf für das flüssige Schmelzgut.

Eine solche Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass die Ausmauerung in der Schmelzzone kompliziert ist und die Distanz zwischen den Brennerdüsen und dem Schmelzgut relativ gross, wodurch die Brennergase nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Schmelzgut gelangen, was einen Temperaturabfall und Wärmeverlust in dieser Zone zur Folge hat.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen zu schaffen, mit welchem die vorerwähnten Nachteile vermieden werden und der es ermöglicht, die Brennergase in gewünschter und regulierbarer Zusammensetzung unmittelbar mit dem Schmelzgut in Kontakt zu bringen. Ferner soll ein kontinuierlicher Schmelzfluss erreicht werden, und bei zeitweiligem Unterbruch des Schmelzvorganges soll dieser ohne Schwierigkeiten wieder fortgesetzt werden können.

Bei einem Schachtofen der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäss der Neuerung dadurch gelöst, dass die Schmelzkammer als Ringraum vorgesehen ist und als innere Begrenzung des Ringraumes einen zentrisch in der Ofensohle, das Schmelzgut abstützend, eingesetzten feuerfesten Einsatz aufweist, dessen Formgebung der Umlenkung und Verteilung der Brennergase in das Schmelzgut dient und die äussere Begrenzung des Ringraumes von der Wandung des Herdes gebildet ist, wobei die Schmelzkammer in einen ringförmigen Brennerraum übergeht, welcher von einem mit den Brennerdüsen besetzten, erweiterten Wandabschnitt des Herdes und der Ofensohle begrenzt ist, und wobei der Brennraum mit mindestens einer Ausflussöffnung versehen ist.

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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt entlang der Symmetrieachse eines Schachtofens

Fig. 2 eine Draufsicht des Einsatzes

Fig. 3 einen Ausschnitt von Fig. 1 in grösserem Massstab

Fig. 4 eine Variante des Einsatzes

Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 4

Fig. 6 eine weitere Variante des Einsatzes

Fig. 7 eine Draufsicht von Fig. 6

In Fig. 1 ist der untere Teil eines gas- oder ölgefeuerten Schachtofens mit einem Schachtteil 12 und einem mit diesem verbundenen Herd 5 dargestellt. Zentrisch in der Ofensohle des Herdes 5 ist ein als kegelförmiger Körper ausgebildeter, aus schlag- und feuerfestem Material bestehender, einteiliger Einsatz 2 eingesetzt. Entlang der Mantellinie 10 des Einsatzes 2 sind Rillen 11 (Fig. 2) zur Umlenkung und Verteilung der aus den Brennerdüsen 7 ausströmenden Brennergase 3 vorgesehen. Der von der Mantelfläche des Einsatzes 2 und der Wandung des Herdes 5 begrenzte Teil bildet einen Ringraum, der als Schmelzkammer 1 bezeichnet wird. Die Schmelzkammer 1 steht in unmittelbarer Verbindung mit einer Ueberhitzungskammer 20 und einem Brennraum 6. Den Ueber-

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gang der Schmelzkairaner 1 in die Ueberhitzungskammer 20 wird durch den Schmelzzustand des Schmelzgutes 4 bestimmt und der Uebergang in den Brennraum 6 vom nachmessenden Schmelzgut gebildet. Die Schmelzkammer 1, die Ueberhitzungskammer 20 und der Brennraum 6 bilden zusammen, oime das Vorhandensein von Schmelzgut, einen zum Ofenschacht 12 hin offenen, im übrigen vom Einsatz 2 der Ofensohle 8 und der Wandung JO sowie des erweiterten Wandabschnittes 34 des Herdes 5 begrenzten ringförmigen Raum. In dem erweiterten Wandabschnitt J54 des Herdes 5 sind mehrere, in den Brennraum 6 in vorbestimmter Richtung mündende Brennerdüsen 7 für die Zuführung der Brennergase ;5 des Luftheizmediumgemisches eingesetzt sowie mindestens eine Ausflussöffnung 9 für das flüssige Schmelzgut Ij3. Die Ausflussöffnung 9 ist mit Abstand zu der zum Schacht gerichteten Oberfläche der Ofensohle 8 angeordnet, damit ein ringförmiger Schmelzsumpf J51 gebildet werden kann, der den Einfluss der Ofenatmosphäre an die Schmelze bewirkt und eine Ueberhitzung der Schmelze ermöglicht. In dem erweiterten Wandabschnitt 34 des Herdes 5 ist eine Resteisenabstichöffnung J>2 vorgesehen.

Zur Beschleunigung des Schmelzvorganges beim Anfahren des Ofens oder bei längeren Unterbrüchen des Schmelzvorganges sind in dem Wandabschnitt Jk des Herdes 5 im Bereich der Brennerdüsen 7 Zusatzdüsen 21 für ein mit hoher Temperatur arbeitendes Heizmedium vorgesehen. Anstelle von festeingesetzten Zusatzdüsen 21 können auch Oeffnungen für das Einführen von Brennerlanzen angewandt werden.

Fig. J5 zeigt in grösserem Massstab einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einem in der Ofensohle 8 eingesetzten, in schlag- und feuerfestem Material ausgeführten kegelförmigen mehrteiligen Einsatz 14, in welchem zentrisch ein die segmentartigen Teile

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des Einsatzes l4 führenden und das Schmelzgut 4 abstützender Mittelteil l6„ aus schlag- und feuerfestem Material bestehend, eingesetzt ist. Die aus den einzelnen Segmenten gebildete Mantelfläche des Einsatzes 14 weist Rillen 33 auf.

In Fig. 4 und 5 ist ein Einsatz 15 als Variante des Einsatzes 14 von Fig. 3 dargestellt, wobei die einen Segmente 19 dieses Einsatzes 15 gegenüber den Segmenten 18 überhöhte Mantellinien 10 aufweisen, wodurch die Mantelfläche des Einsatzes 15 mit Rillen 22 gebildet ist. Ein im Zentrum des Einsatzes 15 eingesetzter Mittelteil 17 aus schlag- und feuerfestem Material dient der Führung der Segmente 18 und 19 und der Abstützung des Schmelzgutes 4.

Fig. 6 und 7 zeigen einen Einsatz 23 als weitere Variante des Einsatzes 14 von Fig. 3, bei welchem ein in der Ofensohle 8 eingesetzter Bodenteil 25 vorgesehen ist, der in eine Bohrung und in eine in der Verlängerung dieser Bohrung gebildete ringförmige Ausnehmung des Einsatzes 23 eingreift. Der Bodenteil 25 ist mittels eines Bolzens 26 mit einem schlag- und feuerfesten Mittelteil 24 verbunden, wodurch die Segmente 27 und 28 des Einsatzes 23 führend zusammengehalten sind. Die Segmente 27 und 28 weisen hierbei eine ähnliche Gestaltung der Mantellinien 10 des Einsatzes 14 von Fig. 3 auf.

Die Mantellinien 10 und/oder die Grundlinien der Rillen 11, 22, 29, 33 können geradlinig oder bogenförmig ausgebildet sein.

Die Wirkungsweise vorliegender Neuerung besteht darin, dass das dem Ofenschacht zugeführte Schmelzgut sich bis zur Höhe des Einsatzes im Ofenschacht absetzt, und In dieser Zone, als Schmelzkammer des Ofens bezeichnet, in unmittelbaren Kontakt

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mit den Brennergasen gelangt, worauf der Schmelzprozess eingeleitet wird, bei welchem die Brennergase durch die Formgebung des Einsatzes gleichmässig in das Schmelzgut geführt werden und dieses aufsteigend erhitzen. Während des Schmelzprozesses verändert sich die Zustandsform des Schmelzgutes bis zu dessem flüssigen Zustand, in welchem das Schmelzgut in die mit der Schmelzkammer unmittelbar verbundene, mit einem Schmelzsumpf versehene Ueberhitzungskammer übergeht und durch einen Auslaufkanal, beispielsweise in einen Syphon oder einen Schmelzbehälter usw., ausfliessen kann. Der zwischen dem nachfliessenden Schmelzgut und der Herdwandung im Bereich der Brennerdüsen gebildete, das Schmelzgut ringförmig umschliessende Brennraum gewährleistet, dass das Schmelzgut von den Brennergasen in gewünschter Temperatur und Zusammensetzung gleichmässig bestrichen wird.

Die mit der Neuerung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch den unmittelbaren Kontakt der Brennergase mit dem Schmelzgut ein Temperaturabfall und demzufolge ein Wärmeverlust vermieden werden kann, und ein kontinuierlicher Schmelzbetrieb mit grossem Durchsatz ermöglicht wird. Ebenso ist die Möglichkeit geboten, bei zwischenzeitlichen Unterbrüchen des Schmelzbetriebes, zum Beispiel Betriebsstörungen, ohne Aufbrechen des Herdes den Schmelzbetrieb fortsetzen zu können. Ein weiterer Vorteil liegt in der einfachen Gestaltung des mit einer Schmelzkammer und einer Ueberhitzungskammer und einem Brennraum ausgebildeten Herdes, dessen Ausmauerung ein Minimum an Zeit und folglich an Kosten erfordert.

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Claims (3)

1. Gas- oaer ölgefeuerter Schachtofen zum Schmelzen und Ueberhltzen von Metall, mit einem unterhalb des Schachtes angeordneten, als Schmelz- und Ueberhitzungskammer ausgebildeten Herd, der in der Wandung einen Auslaufkanal für das flüssige Schmelzgut und in den Herd mündende Brennerdüsen für die Zuführung des Luftheitmedium- ] gemisches aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die | Schmelzkammer (1) als Ringraum vorgesehen ist und als innere Begrenzung des Ringraumes einen zentrisch in der Ofensohle (8) das Schmelzgut (4) abstützend eingesetzten feuerfesten Einsatz (2, 14, 15, 23) aufweist, dessen Formgebung der Umlenkung und Verteilung der Brennergase (3) in das Schmelzgut (4) dient und die äussere Begrenzung des Ringraumes von der Wandung (30) des Herdes (5) gebildet ist, wobei die Schmelzkammer (1) in einen ringförmigen Brennraum (6) übergeht, welcher von einem mit den Brennerdüsen (7) besetzten, erweiterten Wandabsehnitt (34) des Herdes (5) und der Ofensohle (8) begrenzt ist, und wobei der Brennraum (6) mit mindestens einer Ausflussöffnung (9) versehen ist.

2. Gas- und ölgefeuerter Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (2, 14, 15, 23) kegelförmig, einteilig oder mehrteilig ausgebildet in der Ofensohle (8) eingesetzt ist.

3. Gas- oder ölgefeuerter Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Mantellinie (10) des Einsatzes (2, 14, 15, 23) Rillen (11, 22, 29, 33) zur Umlenkung und Verteilung der Brennergase (3) vorgesehen sind .