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Blasdüse für Ofen, insbesondere für Schachtöfen Die für die Zufuhr
von Luft, Sauerstoff oder anderen Gasen oder Gasgemischen zu Hochöfen, Niederschachtöfen
oder anderen Öfen vorgesehenen Düsen oder Blasformen haben im allgemeinen einen
unveränderlichen Austrittsquerschnitt. Soweit ein Einstellen des Austrittsquerschnittes
nicht neu ist, soll das fest in die Ofenwand eingebaute Düsenmundstück insbesondere
mit einem Drosselschieber oder auswechselbar einzulegenden Platten- ausgerüstet
werden. Damit können Druck und Menge der Gaszufuhr gesteuert werden. Gleichwohl
ist es hiermit allein noch nicht getan, weil eine Änderung der Druck- und Mengenverhältnisse
sich. auch auf den Durchtritt des Luft- oder Gasstromes durch die Beschickungssäule
im Ofen auswirkt. Bei kleineren Mengen werden die inneren Zonen der Beschickungssäule
von dem zugeführten Luft- oder Gasstrom entweder gar nicht oder nur unvollkommen
erfaßt, was naturgemäß eine ungleichmäßige Behandlung der Beschickung innerhalb
des Ofenquerschnittes im Gefolge hat. In diesem Sinne wirkt sich ohnedies die Tatsache
hinderlich aus, daß der Ofeninhalt keine homogene Masse, sondern z. B. hinsichtlich
der Gasdurchlässigkeit unterschiedlich ist. Danach erweist sich der Vorschlag, nur
den Querschnitt einer festeingebauten Düse
zu verändern, als durchaus
problematisch, ein Umstand, auf dem möglicherweise die Tatsache zurückzuführen ist,
daß man sich bisher in der Praxis mit Düsen konstanten Austrittsquerschnittes begnügt
hat.
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Stand der Technik ist es ferner, den Windeintritt und die vor den
Blasformen befindlichen Oxydationsräume im Ofen durch ein axial zur Düse in den
Ofen hineinschiebbares Mundstück zu verlegen. Hierbei soll der Düsenaustrittsquerschnitt
und damit die Gasmenge ungeändert bleiben. Desgleichen ist es nicht mehr neu, in
der Düse einen axial verstellbaren, gegebenenfalls aus dem Düsenmundstück in den
Ofen hineinragenden, Verdrängerkörper anzuordnen. Gleichzeitig mit der Querschnittsverengung
wird die Windgeschwindigkeit erhöht. Dadurch soll sich im Ofen eine breite Oxydationszone
großen Umfanges bilden, die auch die zwischen zwei Blasräumen befindlichen toten
Räume erfaßt und zu einer geschlossenen Ringzone werden soll. Es wird also mit einer
Ouerschnittsminderung des Düsenaustrittsquerschnittes eine Änderung der Gasströmungsrichtung
im Ofen angestrebt. In der Stellung des Verdrängerkörpers mit dem engsten Gasdurchtrittsquerschnitt
wird der Gasstrom gleichzeitig am stärksten aus der ursprünglichen zur Ofenmitte
hin verlaufenden Strömungsrichtung abgelenkt.
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Die Erfindung geht davon aus, daß bei einer Änderung desAustrittsquerschnittes
die erwähnten Mängel nicht in Kauf genommen zu werden brauchen, daß diesen vielmehr
wirksam begegnet und damit dem Gedanken einer Düseneinstellung zum praktischen Erfolge
verholfen werden kann. Dies ist erfindungsgemäß dann der Fall, wenn mit dem bekannten
Ändern des Austrittsquerschnittes das bekannte axiale Verlagern der Düsenmündung
verbunden wird, und zwar derart, daß der Austrittsquerschnitt beim Vorschieben des
Düsenmundstückes verkleinert wird. Alsdann geht mit einer Abnahme der Menge zwangläufig
ein Vortragen des Austrittsquerschnittes einher, so daß auch bei kleinen Strömungsmengen
einer wesentlichen Änderung der Gasströmungsrichtung im Ofen begegnet wird, indem
der Gasstrom unmittelbar nach Verlassen des Düsenmundstückes nicht mehr vorwiegend
oder ausschließlich in unmittelbarer Nähe der Ofenwände aufsteigt, sondern tiefer
bis zu innenliegenden Zonen der Beschickung vordringt.
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Grundsätzlich läßt sich dieser Gedanke auch mit einer Düse verwirklichen,
deren Mundstück mit. einem Drosselschieber versehen ist. Es wäre nur dafür zu sorgen,
daß das Mundstück axial verschiebbar in der Ofenwand angeordnet und die Verlagerung
des Mundstückes mit der Schiebereinstellbewegung zwangläufig gekuppelt wird, derart,
daß beim Verschieben des Mundstückes der Schieber weiter schließt und umgekehrt.
Indessen dürfte eine solche Lösung in konstruktiver und betriebsmäßiger Hinsicht
unzulänglich und unter Umständen zum Scheitern verurteilt sein. Jedenfalls ist fraglos
eine Ausführung besser, die im Interesse größtmöglicher Einfachheit eine zwangläufige
Kupplung zweier beweglicher Teile entbehrlich macht. Dies ist nach der Erfindung
dadurch zu erreichen, daß das axial verschiebbare Düsenmundstück längs geteilt wird
und die einzelnen Teile beim Vorschieben einander genähert werden unter Mindern
des Austrittsquerschnittes. Danach soll erfindungsgemäß in einem Führungsmantel
mit in Strömungsrichtung geneigten Gleitflächen ein längs geteiltes Düsenmundstück
axial verschiebbar geführt werden, dessen Teile in Umfangsrichtung einander übergreifen
und beim Verschieben nach vorn aus dem Führungsmantel herausragen.
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Dabei ist es grundsätzlich gleichgültig, ob das Düsenmundstück aus
zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt wird. Da auch insoweit einer einfacheren
Ausführung der Vorzug gebührt, empfiehlt es sich, das Düsenmundstück mit einem langgestreckten
Rechteckquerschnitt auszubilden und an beiden Rechteckschmalseiten längs zu teilen.
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Im Interesse einer bequemen Bedienung des Düsenmundstückes von außen
und der Wahrung einer ausreichenden Abdichtung ist es erfindungsgemäß zweckmäßig,
den Führungsmantel an seiner Rückseite durch eine Vorkammer abzuschließen, die am
Umfang einen Eintrittsstutzen für den Anschluß einer Speiseleitung aufweist und
durch deren Rückwand an den Mundstückteilen angreifende Verstellstangen abgedichtet
hindurchgeführt sind.
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Die Frage einer Kühlung der verschiebbaren Mundstückteile läßt sich
in der Weise lösen, daß in ein zum hohlen Mündstückteil führendes Kühlmittelrohr
ein biegsames Zwischenstück innerhalb der Vorkammer eingeschaltet wird.
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Der Führungsmantel kann in Längsrichtung zweigeteilt und innen mit
Führungsnuten oder -leisten versehen sein.
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Eine den jeweiligen Betriebsverhältnissen richtig angepaßte Düseneinstellung
kann erfindungsgemäß durch ein auf Änderung des Gaszuflußdruckes und/oder der Menge
ansprechendes Übercvachungsgerät wesentlich erleichtert werden. Dabei wäre es überdies
möglich, die Düseneinstellung von dem Überwachungsgerät selbsttätig berichtigen
zu lassen, um die Ofenbedienung zu erleichtern.
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Die Zeichnung veranschaulicht das Wesen einer erfindungsgemäßen Blasdüse,
und zwar zeigt Abb. r eine Stirnansicht der Düsenmundstückseite, Abb. 2 einen Längsschnitt
durch die Düse. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Austrittsquerschnitt
der Düse die Form eines in Ofenumfangsrichtung langgestreckten Rechteckes, damit
- zum Unterschiede von dem üblichen Kreisquerschnitt - ein möglichst großer Teil
des Ofenumfanges von dem aus den Düsen austretenden Strom bestrichen wird. Das Mundstück
ist an den beiden Schmalseiten längs geteilt und setzt sich also aus zwei Teilen
z und 2 zusammen, die in einen - gleichfalls längs geteilten .- Führungsmantel mit
den Hälften 3 und 4 axial verschiebbar
eingepaßt sind. An den Rechteckschmalseiten
übergreifen die Ränder der Teile i und 2 einander, so daß die Rechteckfläche ringsherum
abgeschlossen ist, und zwar in allen Stellungen, in welche die beiden Mundstückteile
bei ihrer Axialverlagerung gebracht werden können. Die Mantelhälften 3 und 4 sind
innen mit Führungsnuten versehen, in die Rippen § der Mundstückteile 1, 2 eingreifen.
Es ist auch möglich, die Rippen dem Mantel und die Nuten dem Mundstück zuzuordnen.
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Zum Verlagern dienen Stellstangen 6, die an der Rückseite der Teile
i und 2 befestigt und nach hinten durch eine Vorkammer 7 hindurchgeführt sind. Diese
schließt die Führungsmantelhälften 3, 4 rückwärts ab und zeigt einen Eintrittsstutzen
für den Anschluß einer Speiseleitung B. In der Rückwand der Vorkammer 7 kann eine
Schauöffnung 9 vorgesehen werden.
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Beim Vorschieben der Stangen 6 treten die Mundstückteile i und 2 weiter
aus den Führungsmantelhälften 3, 4 nach vorn heraus und nähern sich dabei einander,
so daß die Breite des Austrittsrechteckes - unter Gleichbleiben der Länge - abnimmt.
Infolgedessen bleibt der Vorteil der möglichst großen Ausdehnung der Eintrittsströmung
in Ofenumfangsrichtung auch bei kleinen und kleinsten Strömungsmengen gewahrt. Noch
wesentlicher ist die mit der Querschnittminderung zwangläufig einhergehende Vorverlagerung
des Austrittsquerschnittes der Düse. Durch eine solche Verlagerung wird die Strömung
gezwungen, tiefer in die Beschickungssäule des Ofens in radialer Richtung einzudringen
und damit auch die Innenzonen zu durchstreichen, anstatt unmittelbar nach Passieren
des Düsenaustrittsquerschnittes den Weg aufwärts nur durch die Umfangszone der Beschickungssäule
zu nehmen und also die Innenzonen unbeeinflußt zu lassen.
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Zum Schutz gegen Überhitzen werden sowohl die verschiebbaren Mundstückteile
i, ä als auch die Führungsmantelhälften 3, 4 zweckmäßig gekühlt. Als Werkstoffe
kommen solche in Betracht, die feuer- und verschleißfest sind und eine günstige
Wärmeleitfähigkeit haben. So kann der gekühlte Einsatz z. B. aus Cu, A1 oder Fe
sowie deren Legierungen hergestellt werden. Sofern von einer Kühlung abgesehen werden
kann, kommen auch feuerfeste Steine od. dgl. als Werkstoff in Betracht. Die Mundstückteile
1, 2 und die Mantelhälften 3, 4 sind, wie aus Abb. 2 ersichtlich, als Hohlkörper
ausgebildet und mit Anschlüssen für ein Kühlmittel versehen. An der Rückseite der
Mundstückteile 1, 2 sind Rohre io angebracht, die über biegsame Zwischenstücke ii
in je einen ortsfesten Stutzen 12 einmünden. Der Kühlstrom führt im übrigen durch
Rohre,- die z. B. dicht neben den Stellstangen 6 verlegt, mit diesen gegebenenfalls
fest verbunden und nach hinten aus der Kammer 7 herausgeführt sind. Diese Rohre
können übrigens gleichzeitig als Stellstangen dienen, d. h. die Stehstangen 6 als
Kühlstromrohre ausgebildet werden. Bei dem in Abb. 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
tritt der Kühlstrom durch die Rohre 6 in das Mundstück 1, 2 ein und durch io, i
1, 12 wieder aus.
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Sinngemäß ist die Kühlung des Mantels 3, 4 ausgebildet. Jede der beiden
Mantelhälften kann durch j e eine Trennwand in zwei Hohlkammern aufgeteilt werden,
die je einen Kühlstromzufluß und einen Abfluß erhalten.
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Um Wärmeverluste tunlichst zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Vorkammer
7 mit feuerfesten Stoffen oder Isolierstoffen auszukleiden.
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Die dargestellte und beschriebene Ausführung gilt nur als eine beispielsweise
Verwirklichung der Erfindung, so daß diese nicht vorbehaltlos auf alle Einzelheiten
dieses Beispiels beschränkt ist. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung mancherlei
Abwandlungen möglich, z. B. hinsichtlich der Ausbildung des Mundstückes 1, 2, z.
B. seiner Unterteilung und der Neigung der Führungsflächen gegen die Düsenachse.
Im Hinblick auf die nach der Erfindung wesentliche Vorverlagerung der Düsenmündung
mit deren Verkleinerung wird im allgemeinen eine Neigung von 1 :8 vorteilhaft sein.