DE8908577U1

DE8908577U1 - Brenner für metallurgische Schmelzöfen, insbesondere Lichtbogenöfen zum Einschmelzen von Stahlschrott

Info

Publication number: DE8908577U1
Application number: DE8908577U
Authority: DE
Original assignee: Badische Stahlwerke AG
Current assignee: Badische Stahlwerke AG
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1989-09-07

Description

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Brennar für metallurgische Schmelzofen,
insbesondere Lichtbogenofen zum Einschmelzen von Stahlschrott

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für metallurgische Schmelzofen, insbesondere Lichtbogenofen zum Einschmelzen von Stahlschrott, welcher durch eine Ofenwandöffnung hindurch in den Ofeninnenrauni gerichtet, schräg nach unten auf den Ofenboden zu geneigt und beweglich angeordnet ist.

Es ist bekannt, Gasbrenner und Ölbrenner für SIEMENS/MARTIN-Öfen beweglich anzuordnen, um sie immer dann, wenn sie abgeschaltet werden, zum Schutz vor Schiackcrifbiagerungen aus der Betriebistsliung vom Ofeniiü^nraum weg, in *en sie jeweils durch eine Ofenwandöffnung hindurch gerichtet sind, in ein? Ruhestellung verschiebe:, zu könrv«n (DE-OS 15 08 1*5). Desgleichen ist es bekannt, Gasbrenner Mnd Ölbrenner für sehr heiße öfen derart beweglich anzuordnen, um sie immer dann zum Schutz vor zu starker Wärmeeinwirkung in die Ruhestellung verschieben zu können, wenn die Temperatur im Ofewinnenraum zu hoch wird, wobei diese Brennerverschiebung von einem Ofentemperatursensor ausgelöst, der jeweilige Brenner mit dem Beginn seiner Verschiebung abgeschaltet und eine Verschluß klappe zwischen den Brenner und die zugehörige Ofenwandöffnung geschwenkt w.iyd, sobald der Brenner die Ruhestellung erreicht hat (GB-PS 12 31 68*).

Schließlich ist es bekannt, Lichtbogenofen zum Einschmelzen von Stahlschrott zur Erhöhung der Produktivität mit Hilfsbrennern zu versehen, welche mit Gas oder Öl als Brennstoff und Luft oder Sauerstoff gespeist werden, und die jeweils durch eine Ofenwandöffnung hindurch in den Ofeninnenraum gerichteten sowie schräg nach unten auf den Ofenboden zu geneigten Brenner in der geschilderten Art und Weise beweglich anzuordnen, um sie immer dann aus der Betriebsstellung in die Ruhestellung verschieben und in letzterer schützen zu können, wenn sie abgeschaltet werden und nicht in Betrieb sind, wobei ebenfalls dafür Vorsorge getroffen sein kann, die dem jeweiligen Brenner zugeordnete Ofenwandöffnung zu verschließen, wenn der Brenner daraus entfernt worden ist (DE-OS 25 41 086 und DE-PS 33 21 118).

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Im Betrieb werden edle diese Brenner nicht bewegt, so daß also ihre Flamme stets dieselbe Orientierung im Ofeninnenraum beibehält und die Brennerwirksamkeit entsprechend begrenzt ist. Sie nimmt beim Einschmelzen des Einsatzes von . metallurgischen Schmelzöfen, wie Stahlschrott in einem Lichtbogenofen, weiter ab, sobald die Brennerflamme ein entsprechendes Loch in den Einsatz bzw. Stahlschrott gebrannt hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und großer Betriebssicherheit ein wesentlich verbessertes Einschmelzen des Ofeneinsatzes bewirkt.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzä.ispruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brenners sind in den restlichen Schutzansprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Brenner wird im Betrieb ständig derart hin- und hergeschwenkt, daß die Brennerflamme im Ofeninnenraum entlang einer nach unten gewölbten konischen Fläche seitlich hin- und herpendelt. Es ergibt sich also ein wesentlich vergrößerter Wirkungsbereich des Brenners. Außerdem wird seine Wirksamkeit dadurch beträchtlich erhöht, daß er bzw. die Brennerflamme in den Ofeneinsatz einen zum Ofenzentrum hin geneigten, nach unten gewölbten Tunnel brennt, welcher leicht einstürzt, so daß der Gleneinsatz ständig nachrutscht und sich so lange wie möglich vor dem Brenner und seiner Flamme befindet. Dennoch sind ein einfacher Brenneraufbau und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Insbesondere können Metall- und/oder Schlackerablagerungen das Brennerschwenken nicht blockieren, weil sie infolge der ständigen Brennerbewegung sofort abgeschert werden und im übrigen auch durch entsprechende Brennerausbildung ohne weiteres dafür gesorgt werden kann, daß sie gar nicht erst dort entstehen, wo sie insoweit überhaupt nur hinderlich sein könnten.

Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine teilweise längsgeschnitene Seitenansicht; und

Fig. 2 die Ansicht in Richtung des Pfeils U des Brennerhalters und des Ofenwandöffnungsrahmens gemäß Fig. 1.

Ein Lichtbogenoien zum Einschmelzen von Stahlschrott ist mit einem Brenner 1 versehen, wie üblicherweise als Einschmelzhilfe verwendet. Der Brenner 1 ist in bekannter Weise durch eine öffnung 2 der Ofenwand 3 hindurch in den Ofeninnenraum k gerichtet und schräg nach unten auf den Ofenboden zu geneigt.

In die Ofenwandöffnung 7 ist ein Rahmen 5 mit einer kreisrunden Bohrung 6 eingesetzt, welche abgestuft und an dem dem Ofeninnenraum <f abgewandten Ende 7 vergrößert ist. Sie dient zur Aufnahme eines Brennerhalters 8 mit

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Die dem Ofeninnenraum k zugewandten Stirnflächen 12 und 13 des Brennerhalters 8 bzw. des Ofenwandöffnungsrahmens 5 erstrecken sich in derselben Ebene und sind nur durch den verhältnismäßig engen Ringspalt 14 zwischen den ofeninnenraumseitigen Enden der zylindrischen Mantelfläche 9 des Brennerhalters 8 und der kreisrunden Bohrung 6 des Ofenwandöffnungsrahmens 5 voneinander getrennt. Der Brennerhalter 8 und der Ofenwandöffnungsrahmen 5 öind jeweils hohl ausgebildet sowie sr.it Kühlwasser bea^fschiagbar ursd in der Regel aus Kupfer hergestellt. Jedoch können sie auch aus einem anderen Werkstoff hergestellt werden, wie beispielsweise Stahl.

Der Brenner 1 ist mit seinem dem Ofeninnenraum k zugewandten Ende 15 in eine schräge Bohrung 16 des Brennerhalters 8 eingesetzt und an einem Flansch 1/ mit einem Flansch 18 des Brernerhalters 8 verschraubt, so daß die Brennerlängsachse 19 mit derjenigen waagerechten Achse 20 einen spitzen Winkel 0(. einschließt, um welche sich der Halter 8 für den Brenner 1 in dem an der Ofenwand 3 angebrachten Rahmen 5 für deren Öffnung 2 drehen kann. Zwischen seinem Flansch 18 und dem Ofenwandöffnungsrahmen 5 ist der Brennerhalter 8 mit einem senkrecht nach unten ragenden Tragarm 21 für eine zur Achse 20 konzentrische Zahnstange 22 versehen, welche mit

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einem Ritzel 23 eines Antriebs 24 für den Brennerhalter 8 kämmt.

Der Antrieb 24 dient dazu, den Brenner 1 während des Betriebes ständig ¹Jm die waagerechte Achse 20 zwischen den beiden in Fig. 2 veranschaulichten, zur Ebene I-I symmetrischen Endstellungen hin- und herzuschwenken, beispielsweise über einen Schwenkwinkel jb von 120°, wie dargestellt. Der Brenner 1 verbleibt also nicht in der üblichen Position gemäß Fig. 1, in welcher die waagerechte Brennerschwenkachse 20 und die dieselbe schneidende und mit derselben den Anstellwinkel O^ einschließende Brennerlängsarhee 19 eir-h in tier 7pirhniinasf»hpnp von Fit?. 1 bzw. in der Ebene I-I gemäß

Fig. 2 erstrecken, sondern wird daraus abwechselnd zur einen und zur anderen Seite hin und wieder zurück geschwenkt, so daß die Brennerflamme im Ofeninnenraum 4 entsprechend seitlich hin- und herpendelt, nämlich entlang einer nach unten gewölbten konischen Fläche, deren Erzeugende die Brennerschwenkachse 20 im besagten Winkel 6( schneiden, um in den im Lichtbogenofen befindlichen Stahlschrott einen zum Ofenzentrum hin geneigten und auf den Ofenboden zu gewölbten Tunnel zu brennen.

Der Antrieb 24 für den Brennerhalter 8 ist als hydraulischer Kolbenantrieb ausgebildet, welcher in den beiden Endlagen mechanisch umschaltet, um das Ritzel 23 entsprechend hin- und herzudrehen, so daß es über die Zahnstange 22 und den Tragarm 21 den Brennerhalter 8 um den Schwenkwinkel A hin- und herdr?ht-

Der hydraulische Kolbenantrieb 24 kann ohne weiteres mittels des Kühlwassers des Lichtbogenofens betätigt werden. Desgleichen ist es möglich, den Brennerhalter 8 und den Ofenwandöffnungsrahmen 5 mit dem Ofenkühlwasser zu beaufschlagen.

Claims

Schutzansprüche

1. Brenner für metallurgische Schmelzofen, insbesondere Lichtbogenöfen zum Einschmelzen von Stahlschrott, welcher durch eine Ofenwandöffnung hindurch in den Ofeninnenraum gerichtet, schräg nach unten auf den Ofenboden zu geneigt und beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (1) im Betrieb ständig um eine waagerechte Achse (20) hin- und herschwenkbar ist, welche die Brennerlängsachse (19) schneidet, so daß die Brennerflamme seitlich entlang einer nach unten gewölbten konischen Fläche hin- und herpendelt.

2. Brenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Brennerhalter (8), welcher in einem Ofenwandöffnungsrahmen (5) um die Brennerschwenkachse (20) drehbar gelagert und mittels eines Antriebs (2*f) hin- und herdrehbar ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerhalter (8) eine zylindrische Mantelfläche (9) aufweist und in
einer Bohrung (6) entsprechenden Durchmessers des Ofenwandöffnungsrahmens

(5) aufgenommen ist.

U. Brenner nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet , daß die ofeninnenraumseitigen Stirnflächen (12, 13) des Brennerhalters (8) und des Ofenwandöffnungsrahmens (5) sich in derselben Ebene erstrecken, in welcher die zylindrische Mantelfläche (9) des Brennerhalters (8) und die Bohrung (6) des Ofenwandöffnungsrahmens (5) einen engen Ringspalt (14) begrenzen.

5. Brenner nach Anspruch k, dadurch gekennze ichnet ,

daß die zylindrische Mantelfläche (9) des Brennerhalters (8) und die Bohrung

(6) des Ofenwandöffnungsrahmens (5) abgestuft sind und an den den Stirnflächen (12, 13) des Brennerhalters (8) und des Ofenwandöffnungsrahmens (5) abgewandten Enden (10, 7) jeweils einen größeren Durchmesser aufweisen, wobei ein Wälzlager (11) zwischen den Enden (10, 7) größeren Durchmessers

dvr zylindrischen Mantelfläche (9) des Brennerhalters (8) und der Bohrung (6) des Ofenwandöffnungsrahmens (5) angeordnet ist.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerhalter (8) eine Bohrung (16) zur Aufnahme des Brenners (1) und einen Flansch (18) zur Befestigung des Brenners (1) aufweist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerhalter (8) hohl ausgebildet und mit Kühlwasser, vorzugsweise Ofenkühlwasser, beaufschlagbar ist.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenwandöffnungsrahmen (5) hohl ausgebildet und mit Kühlwasser, vorzugsweise Ofenkühlwasser, beaufschlagbar ist.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (2<0 für den Brennerhalter (8) als selbsttätig umschaltender hydraulischer Kolbenantrieb ausgebildet ist.

10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kolbenantrieb (24) mittels Ofenkühlwasser betätigbar ist.

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