DEG0012775MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. Oktober 1953 Bekanntgemacht am 16. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

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

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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.

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.

ίο 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 Querschnittsminderung 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.

Die Erfindung geht davon aus, daß bei einer Änderung des Austrittsquerschnittes 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.

Grundsätzlich läßt sich dieser Gedanke auch mit einer Düse verwirklichen, deren Mundstück mit einem Drosselschieber versehen ist. Es wäre nur dafür zu soi'gen, 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.

Dabei ist es grundsätzlich gleichgültig, ob das Düsehmundstück 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.

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.

Die Frage einer Kühlung der verschiebbaren Mundstückteile läßt sich in der Weise lösen, daß in ein zum hohlen Mundstückteil führendes Kühlmittelrohr ein biegsames Zwischenstück innerhalb der Vorkammer eingeschaltet wird.

Der Führungsmantel kann in Längsrichtung zweigeteilt und innen mit Führungsnuten oder -leisten versehen sein.

Eine den jeweiligen Betriebsverhältnissen richtig angepaßte Düseneinstellung kann .erfindungsgemäß durch ein auf Änderung des Gäszuflußdruckes und/oder der Menge ansprechendes Überwachungsgerät wesentlich erleichtert werden. Dabei wäre es überdies möglich, die Düseneinstellung· von dem Überwachungsgerät selbsttätig berichtigen zu lassen, um die Ofenbedienung zu erleichtern.

Die Zeichnung veranschaulicht das Wesen einer erfindungsgemäßen Blasdüse, und zwar zeigt

Abb. ι 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 120. 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 1 und 2 zusammen, die in einen -— gleichfalls längs geteilten ·—^; Führungsmantel mit den Hälften 3 und 4 axial ver-

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schiebbar eingepaßt sind. An den Rechteckschmalseiten übergreifen die Ränder der Teile ι 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 5 der Mundstückteile 1, 2 eingreifen. Es ist auch möglich, die Rippen dem Mantel und die Nuten dem Mundstück zuzuordnen. Zum Verlagern dienen Stellstangen 6, die an der Rückseite der Teile 1 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 8. In der Rückwand der Vorkammer 7 kann eine Schauöffnung 9 vorgesehen werden.

Beim Vorschieben der Stangen 6 treten die

ao Mundstückteile 1 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.

Zum Schutz gegen Überhitzen werden sowohl die verschiebbaren Mundstückteile 1, 2 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, Al 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 10 angebracht, die über biegsame Zwischenstücke 11 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 Stellstangen 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 10, 11, 12 wieder aus.

Sinngemäß ist die Kühlung des Mantels 3, 4 ausgebildet. Jede der beiden Mantelhälften kann durch je eine Trennwand in zwei Hohlkammern aufgeteilt werden, die je einen Kühlstromzufluß und einen Abfluß erhalten.

Um Wärmeverluste tunlichst zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Vorkammer 7 mit feuerfesten Stoffen oder Isolierstoffen auszukleiden.

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.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Blasdüse für Öfen, insbesondere für Schachtofen, mit einstellbarem und vorzugsweise in Ofenumfangsrichtung langgestrecktem Austrittsquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ändern des Austrittsquerschnittes ein axiales Verlagern dieses Querschnittes verbunden und einem Vorschieben ein Verkleinern des Querschnittes zugeordnet ist.

2. Blasdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Führungsmantel (3, 4) mit in Strömungsrichtung geneigten Gleitflächen ein längs geteiltes Düsenmundstück axial verschiebbar geführt ist, dessen Teile (1, 2) in Umfangsrichtung einander übergreifen und nach vorn aus dem Führungsmantel (3, 4) herausragen.

3. Blasdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenmundstück bei langgestrecktem Rechteckquerschnitt an den beiden Schmalseiten längs geteilt ist.

4. Blasdüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmantel (3,4) an seiner Rückseite durch eine Vorkammer (7) abgeschlossen ist, die am Umfang eine Speiseleitung (8) aufweist und durch deren Rückwand an den Mundstückteilen (1, 2) angreifende Verstellstangen (6) abgedichtet hindurchgeführt sind.

5. Blasdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in ein zum hohlen Mundstückteil (1 bzw. 2) führendes Kühlmittelrohr (10) ein biegsames Zwischenstück (11) innerhalb der Vorkammer (7) eingeschaltet ist.

6. Blasdüse nach einem der Ansprüche 2 bi3 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmantel (3, 4) in Längsrichtung zweigeteilt und

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innen mit Führungsnuten oder -leisten für das Düsenmundstück (ι, 2) versehen ist.

7. Blasdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein auf Änderung des Gaszuflußdruckes und/oder der Menge ansprechendes Überwachungsgerät für eine gegebenenfalls selbsttätige Berichtigung der Düseneinstellung.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 688 094, 595 802, 299, 710 852.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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