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Verfahren zum Beheizen von Rundöfen und Rundofen zur Durchführung
des Verfahrens Es sind Rundöfen bekannt, bei denen die Verbrennungsgase durch eine
in Bodenmitte angeordnete öffnung zu- oder abgeführt werden. Eine solche Art der
Erwärmung wird vor allem bei Rundtieföfen angewandt.
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Diese Öfen haben den Nachteil, daß der Einsatz (z. B. Blöcke od. dgl.)
in die in Bodenmitte angeordnete Öffnung hineinfallen oder sie abdecken kann; Beschädigungen
der Öffnung oder des in der Öffnung angeordneten Brenners und Betriebsstörungen
sind dann die Folge.
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Die Erfindung bezweckt ein einfaches, gleichmäßiges und leicht regelbares
Beheizen von Rundöfen unter Vermeidung der bei den bekannten Ausführungen auftretenden
Nachteile. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, ein Verfahren zum Beheizen von Rundöfen,
bei denen die Verbrennungsmittel tangential in den Ofenraum eingeführt werden, der
aus einzelnen mit Abstand voneinander und von der Ofenwandung am Boden des Ofenraumes
gelagerten Stücken bestehendes Einsatzgut aushölt, und welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Verbrennungsmittel im wesentlichen oberhalb des Einsatzgutes tangential
in den Ofenraum eingeführt werden und die Verbrennungsgase am Fuß der Ofenwandung
über den Umfang derselben gleichmäßig verteilt abgeführt werden, so daß sich oberhalb
des Einsatzgutes eine Flamme in Form eines rotierenden Ringes bildet, von dem die
abströmenden Flammengase längs des
Umfanges der Ofenwandung schraubenförmig
nach unten zu den Abzugsöffnungen strömen und ein Teilstrom derselben durch das
Einsatzgut hindurch zu dem Flammenring zurückkehrt.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird vorzugsweise
ein Rundofen verwendet, bei dem die Einblasöffnungen für die Verbrennungsmedien
auf im wesentlichen konzentrische Kreise gerichtet sind, die auch verschiedene Durchmesser
besitzen können. Ebenso können die Kreise in verschiedenen Ebenen liegen und auch
von oben nach unten größer werden.
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Es kann auch zweckmäßig sein, daß die Einblasöffnungen für Luft und
bzw. oder Brennstoff in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, und sie können auch
in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein, wobei sich die Einblasöffnungen für
Luft und Brennstoff abwechseln. Die Einblasöffnungen für die Verbrennungsmedien,
also z. B. Luft und Gas, können einander umschließen, und sie können auch so ausgeführt
sein, daß ihre Richtung veränderlich ist.
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Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann ein Teil der Einblasöffnungen
mit Einrichtungen versehen sein, die den Verbrennungsteilnehmern eine schraubenförmige
Bewegung (Drall) erteilen.
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Die Abzugsöffnungen werden zweckmäßig an einen im Ofenmauerwerk ausgesparten
Ringkanal angeschlossen sein, und der Querschnitt der Abzugsöffnungen kann veränderbar
sein.
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Bewährt hat sich auch, die Einblasöffnungen für die Verbrennungsluft
und bzw. oder den Brennstoff unabhängig voneinander absperrbar zu machen.
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An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert.
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Fig. i zeigt stark vereinfacht und schematisch die Vorgänge bei Anwendung
des Verfahrens gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt im wesentlichen im Axialschnitt
einen Ofen, der zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist; Fig.
3 zeigt einen Schnitt durch den Ofen der Fig. 2 nach der Linie III-III ; Fig. d.
zeigt einen Schnitt durch den Ofen der Fig. 2 nach der Linie IV-IV.
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In Fig. i sind zwei Strahlen i und 2 des heizenden Mediums dargestellt,
die aus entgegengesetzten Richtungen an den Wirbelkreis geblasen werden. In einer
Wirbelbewegung gelangt das Medium zur Ofensohle und kann hier in Richtung der Strahlen
3 und 4. austreten. Durch die Wirbelbewegung entsteht im Innern des Wirbels ein
aufwärts gerichteter Sog, der z. B. an den Stellen 5, 6, 7 und 8 Teile des heizenden
Mediums abreißt, sie im Wirbelkern 9 hochfährt und bei i o, i i, 12 und 13 wieder
der Abwärtsbewegung zuführt. Dadurch entsteht eine Umlaufbewegung der Heizgase,
die im wesentlichen in zum Wirbelkreis senkrechten Ebenen verläuft. In Fig. 2 ist
die zuletzt beschriebene Umfangsbewegung der Heizgase durch die Pfeile 14. und 15
dargestellt. -Der in Fig. 2 dargestellte Rundtiefofen besteht aus dem Ofenmauerwerk
16, der Ofensohle i9 und dem Deckel 17, der in bekannter Weise durch eine Sandtasse
18 abgedichtet ist.
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Außerhalb des oberen Teiles des Ofens sind zwei Ringleitungen 2o und
21 angeordnet. Über Stutzen 26 kann der Ringleitung 2o Verbrennungsluft zugeführt
werden, und die Verbrennungsluft gelangt über Regelorgane 22 zu Austrittsöffnungen
bzw. Düsen 2,4 und wird in den Ofenraum 28 eingeführt. Über Stutzen 27 kann der
Ringleitung 21 Bremistoff, z. B. Hochofengas oder Ferngas, zugeführt werden, und
der Brennstoff gelangt über Regelorgane 23 zu Austrittsöffnungen bzw. Düsen 25 und
wird in den Ofenraum eingeführt (Fig. 2 und 3).
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Zum Abzug der verbrannten Medien sind im Ofenmauerwerk 16 oberhalb
der Ofensohle i9 Abzugsöffnungen 30 angeordnet, die in einen Ringkanal 31 münden.
Aus dem Ringkanal 31 werden die verbrannten Medien durch den Abzugskanal
32
abgeführt (Fig. 2 und 4).
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In der Nähe des Abzugskanals 32 ist die Sogwirkung zur Abfuhr der
verbrannten Medien am stärksten, und es ist daher erforderlich, die Querschnitte
der Abzugsöffnungen so zu regeln, daß bei allen Abzugsöffnungen die gleiche Menge
der verbrannten Medien abgeführt wird. Diese Regelung erfolgt durch Schieber 33,
die mehr oder weniger weit in den Ringkanal eingeschoben werden. Die Öffnungen in
der Ofenwand, die zur Betätigung der Schieber 33 dienen, werden durch Verschlußstopfen
3.4 abgeschlossen (Fig. 2 und q.) . Der Ringkanal 31 kann auch kreisförmigen Querschnitt
besitzen; er kann außerhalb des Ofenmauerwerkes angeordnet sein oder unter der Ofensohle
liegen oder andere ,zweckmäßige Ausführungsformen erhalten.
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Im Betrieb wird dem Ofen durch die Düsen ?4. Verbrennungsluft und
durch die Düsen 25 Brennstoff zugeführt. Die Düsen sind in dem vorliegenden Beispiel
so gerichtet, daß die Luft- und Brennstoffstrahlen einen Kreis 29 tangieren. Der
Verbrennungsvorgang wird also im wesentlichen in diesem Kreis 29 stattfinden. Da
dieser Kreis oberhalb des Einsatzes 35 verläuft, kann der Einsatz nicht mehr als
zulässig erwärmt werden. Die heißen Gase werden dann in der im vorangegangenen beschriebenen
Weise durch den Ofen geführt und verlassen den Ofen durch die Abzugsöffnungen 30,
Ringkanal 31 und Abzugskanal 32.
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Die Erfindung ist in allen Fällen anwendbar, in denen sich zwischen
den einzelnen Teilen des Einsatzes Zwischenräume befinden, in denen sich der durch
die Sogwirkung der Ringflamme erzeugte senkrechte Umlauf der Verbrennungsgase ausbilden
kann. Sie ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Es sind vorteilhaft weitere Ausführungsformen anwendbar, um die Erfindung
allen in der Praxis auftretenden Anforderungen anzupassen.
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Die Einblasöffnungen für Verbrennungsluft und/oder Brennstoff können
je nach Bedarf einzeln
oder gruppenweise zu- oder abgeschaltet werden,
um die Wirbelbewegung der heißen Gase praktisch konstant zu halten. Ebenso kann
Druck und Menge der zugeführten Verbrennungsmedien geregelt werden. -Dell in den
Ofeliraum eintretenden Verbrenliungsmedien kann eine konstante oder veränderliche
schraubenförmige Bewegung (Drallbewegung) erteilt «-erden, um eine besonders intensive
\-Iischung der Verbrennungsteilnehmer zu erreichen.
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Aus konstruktiven oder verbrennungstechnischen Gründen können, wie
z. B. in Fig. i angedeutet, die Einblasöffnungen für Luft und bzw. oder Brennstoff
in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Die Einblasöffnungen können auch auf Kreise
verschiedener Durchmesser oder Höhe gerichtet sein. Vorteilhaft ist es z. B., daß
die Einblasöffnungen auf Kreise gerichtet sind, deren Durchmesser von oben nach
unten zunimmt.
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Man kann auch die Einblasöffnungen z. B. so anordnen, daß die Luft-
und Brennstoffdüsen in einer Ebene liegen und einander einzeln oder gruppenweise
abwechseln. Die Einblasöffnungen können einander auch nach Art mehrteiliger Düsen
umschließen. Schließlich können die Einblasöffnungen auch beliebig schwenkbar oder
verstellbar angeordnet sein.
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Ebenso können mehrere Reihen oder Ebenen von Einblasöffnungen übereinander
angeordnet sein. Nach der Erfindung ist es auch möglich, Brennstoffe verschiedener
Art gleichzeitig oder nacheinander zu verbrennen. So kann z. B. oberhalb einer Düsenebene
für Luftzufuhr eine Ebene für Starkgasdüsen und unterhalb der Ebene für die Luftzufuhrdüsen
eine Ebene für Zufuhr von Hochofengas vorgesehen sein.
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Die Erfindung wurde an Hand des Beispieles eines Rundtiefofens beschrieben.
Sie ist jedoch auch für andere Öfen anwendbar, z. B. derart, daß die Ringflamme
sich in senkrechten oder anderen beliebig gerichteten Ebenen bewegt.
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Die nach dem Erfindungsgedanken ausgeführten Ofen erlauben eine sehr
gleichmäßige Durchwärmung des Einsatzes, und der Einsatz wird durch die Flammen
nicht angegriffen.
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Der Ofen ist einfach gebaut und wirtschaftlich im Betrieb.