EP0075338B1

EP0075338B1 - Düsenstein für Drehrohröfen

Info

Publication number: EP0075338B1
Application number: EP82200985A
Authority: EP
Inventors: Helmut Ernst; Karl-Heinz Gehrhardt; Leopold Uhl; Hartmut Wölert
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1986-12-03
Also published as: BR8204889A; IN152357B; NZ201481A; PH20633A; EP0075338A1; CA1204589A; ZA824559B; ES514754A0; AU8849182A; DE3274575D1; AU552223B2; ES8305914A1; DE3137122A1; ATE24043T1; US4451232A

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenstein für Drehrohröfen, bestehend aus einem den Mantel des Drehrohrofens durchdringendes und mit dem Mantel verbundenes Standrohr, einer seitlich an dem Standrohr befestigten Zuführungsleitung für Gase, einem auf dem äußeren Ende des Standrohres lösbar befestigten Verschlußdeckel, einem in dem Standrohr angeordneten und die Ofenauskleidung durchdringenden Düsenrohr und einer Düsenplatte im unteren Teil des Düsenrohres.
Düsensteine sind Gaszuführungsvorrichtungen, welche die Ofenwand und die feuerfeste Auskleidung des Drehrohrofens durchdringen und der Austrittsöffnungen in der Ebene der feuerfesten Auskleidung oder kurz darüber oder darunter liegen. Die den Mantel und feuerfeste Auskleidung des Ofens durchdringenden Rohre der Düsensteine bestehen im allgemeinen aus metallischen Werkstoffen, während die Düsenplatte mit den schlitz- oder lochförmigen Austrittsöffnungen aus metallischen oder keramischen Werkstoffen bestehen kann. Die Düsensteine sind meistens an jeder Einblasstelle ringförmig in bestimmten Abständen in radialer Richtung über den Umfang des Drehrohrofens verteilt angeordnet. Durch die Düsensteine werden gasförmige Medien - wie z. B. oxidierende, reduzierende oder brennbare Gase oder gasförmige Trägermedien für flüssige oder feste Stoffe in den Drehrohrofen eingeblasen. Die Einblasung kann nur in die Beschickung, nur in den freien Ofenraum oder während der gesamten Umdrehung des Ofens erfolgen.
Solche Düsensteine werden insbesondere bei der Direktreduktion von Eisenoxiden zu Schwammeisen und beim Brennen von Kalkstein verwendet.
Da die Düsensteine - im Gegensatz zu Mantelrohren oder Mantelbrennern, die sich radial etwa bis zur Achse des Drehrohrofens erstrecken, und deren Austrittsöffnungen damit immer im freien Ofenraum liegen - bei jeder Umdrehung des Ofens von der Beschickung bedeckt werden, besteht die Gefahr, daß sich die Austrittsöffnungen der Düsenplatten zusetzen. Außerdem werden die Düsenplatten mechanisch und thermisch durch Temperaturwechsel stark beansprucht. Die Düsenplatten müssen deshalb öfters ausgewechselt werden.
Aus der DE-PS 606 168 sind Düsensteine bekannt, bei denen ein Düsenrohr den Ofenmantel und die Auskleidung durchdringt und mit dieser direkt verbunden ist. Die Gaszuführung ist zentral auf dem Deckel des Düsenrohres befestigt, das Düsenrohr hat am unteren Ende einen nach innen gerichteten Flansch, auf dem die Düsenplatte aufliegt. Am Deckel ist ein Halterohr befestigt, das auf die Oberseite der Düsenplatte drückt. Da das Düsenrohr direkt mit der Ausmauerung verbunden ist, ist die Auswechslung schwierig, die Auskleidung kann durch auftretende Spannungen beschädigt werden, und das Düsenrohr muß auf der ganzen Länge aus hochwertigem Material bestehen. Es besteht die Gefahr des Festfressens der Düsenplatte an dem Düsenrohr und damit einer schwierigen Auswechselung der Düseplatte. Außerdem muß bei einer Reparatur die Gaszuführung abmontiert werden.
Aus der DE-AS 2 353 311 sind Düsensteine bekannt, bei denen ein Standrohr fest mit dem Ofenmantel verbunden ist, an dem Standrohr seitlich eine Gaszuführung angebracht ist, im Standrohr unterhalb der Gaszuführung ein Düsenrohr eingeschoben ist, das sich bis zur Innenseite der Auskleidung erstreckt und mittels Schrauben oder Bolzen mit dem Standrohr verbunden ist, das Standrohr am äußeren Ende mit einem lösbaren Deckel verschlossen ist, die Düsenplatte an einem Stab befestigt ist, und der Stab durch den Deckel geführt und auf diesem lösbar befestigt ist. Der Stab verringert die freie Fläche der Düsenplatte. Das Düsenrohr muß seitlich mit dem Standrohr verschraubt werden, wodurch die Gefahr der Verkantung und ungleichförmiger Temperaturverteilung mit Rißgefahr besteht, die Montage und Demontage schwierig ist, und ein Herausziehen der Düsenplatte alleine nicht möglich ist. Außerdem besteht die Gefahr der einseitigen Anlage der Düseplatte an das Düsenrohr.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Düsensteine zu vermeiden und insbesondere einen Düsenstein zu schaffen, dessen Verschleiß möglichst gering ist, und dessen Verschleißteile oder verschmutzte Teile schnell und einfach ausgewechselt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Düsenrohr über die ganze Länge des Standrohres mit Spiel zum Standrohr, mit Spiel zur Ofenauskleidung, und am oberen Ende mit dem Standrohr lösbar verbunden angeordnet ist, das Düsenrohr am unteren Ende mit einer Auflagefläche für die Düsenplatte versehen ist, die Düsenplatte auf der Auflagefläche mit Spiel zu dem Düsenrohr angeordnet ist, und ein Halterohr im Düsenrohr mit Spiel zum Düsenrohr und zu der auf der Auflagefläche liegenden Düsenplatte angeordnet ist.
An der Stelle der Zuführungsleitung für die Gase ist im Standrohr, im Düsenrohr und im Halterohr jeweils eine Öffnung angeordnet, so daß das Gas bis in das Halterohr und von dort durch die Düsenplatte strömen kann. Das Standrohr kann noch auf der Außenseite durch senkrechte Rippen versteift werden. Die lösbare Befestigung zwischen Deckel, Düsenrohr und Standrohr erfolgt zweckmäßigerweise durch Schraubenverbindungen. Die Auflagefläche für die Düsenplatte am unteren Ende des Düsenrohres - d. h. an dem Ende, das im Ofen liegt - besteht zweckmäßigerweise aus einem nach innen gerichteten Flansch. Die Düsenplatte kann aus metallischem oder keramischem Material bestehen. Das Standrohr kann sich nur bis zum Ofenmantel erstrecken, oder es kann sich in die Auskleidung des Ofens erstrecken. Unter dem Ausdruck « Spiel ist ein solcher Zwischenraum zu verstehen, daß bei der maximal auftretenden Temperatur keine Zwängung der mit Spiel angeordneten Teile erfolgt. Der Deckel kann mit einem Schauloch versehen werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Halterohr am Verschlußdeckel befestigt ist. Dadurch ist eine gute Fixierung und schnelle Herausnahme des Halterohres möglich. Das Halterohr kann aber auch lose im Düsenrohr angeordnet oder an der Düsenplatte befestigt sein.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Standrohr und das Düsenrohr am oberen Ende mit Flanschen ausgestattet sind. Dadurch ist eine einfache und sichere Verbindung der Rohre und des Deckels miteinander möglich. Die Flansche des Standrohres und des Düsenrohres können miteinander verschraubt und dann der Deckel mittels Überwurfschrauben befestigt werden, es ist aber auch möglich, alle drei gemeinsam zu verschrauben.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der durch das Spiel zwischen Standrohr und Düsenrohr sowie Auskleidung gebildete Zwischenraum durch eine Weichstoffisolation ausgefüllt wird.
Dadurch wird das Eindringen von feinkörnigem Material in den Zwischenraum vermieden, eine gute Fixierung und Auswechselbarkeit erzielt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der untere Teil des Düsenrohres mit einer stärkeren Wandstärke und/oder aus hochwertigerem Material ausgebildet ist. Dadurch wird der Verschleiß mit geringem Materialaufwand verringert. Auch der untere Teil des Halterohres kann aus hochwertigerem Material bestehen.
Die Erfindung wird anhand einer Figur näher beschrieben.
Die Figur ist ein Querschnitt durch einen Düsenstein.
Der Mantel 1 des Drehrohrofens ist auf der Innenseite mit einer Auskleidung 2 versehen. Das Standrohr 3 ist am Mantel 1 verschweißt und durchdringt einen Teil der Auskleidung 2. Seitlich an dem Standrohr 3 ist eine Zuführungsleitung 4 für Gase angebracht. Auf dem äußeren Ende des Standrohres 3 ist ein Verschlußdeckel 5 befestigt. Im Standrohr 3 ist ein Düsenrohr 6 angeordnet, das auch die Auskleidung 2 durchdringt. Das Düsenrohr 6 ist mit Spiel zum Standrohr 3 und zur Auskleidung 2 angeordnet. Am unteren Ende des Düsenrohres 6 ist als Auflagefläche 7 ein nach innen gerichteter Flansch angeordnet, auf dem die Düsenplatte 8 mit Spiel zum Düsenrohr 6 liegt. Im Düsenrohr 6 ist das Halterohr 9 angeordnet, das am Deckel 5 befestigt ist und Spiel zum Düsenrohr 6 und zur Düsenplatte 8 hat. Standrohr 3 und Düsenrohr 6 sind an den oberen Enden mit Flanschen (10, 11) versehen, die miteinander verschraubt sind (nicht dargestellt). Das Standrohr 3 ist auf der Außenseite mit Rippen 12 verstärkt, an denen Überwurfsschrauben 13 befestigt sind, mit denen der Deckel 5 auf den Flanschen 10, 11 befestigt ist. In den durch das Spiel zwischen Düsenrohr 6 und Standrohr 3 sowie Auskleidung 2 gebildeten Zwischenraum ist eine Weichisolierung 13 angeordnet. An der Seite der Zuführungsleitung 4 sind das Standrohr 3, Düsenrohr 6, Halterohr 9 und die Isolierung 13 mit Durchtrittsöffnungen 14a-14d versehen. Der Verschlußdeckel 5 hat eine Schaulochöffnung 15, die mit einer Schwenkklappe 16 versehen ist. Das untere Ende des Düsenrohres 6 besteht aus hochwertigerem Material und hat eine größere Wandstärke.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die dem Verschleiß unterworfenen Teile - das Düsenrohr und die Düsenplatte - sowohl einzeln als auch zusammen schnell und einfach ausgewechselt werden können, die Düsenplatte schnell gereinigt oder gewechselt werden kann, und sowohl der Verschleiß dieser Teile als auch der von Düsenrohr durchdrungenen Auskleidung des Ofens möglichst gering gehalten wird.

Claims

1. Düsenstein für Drehrohröfen, bestehend aus einem den Mantel (1) des Drehrohrofens durchdringendes und mit dem Mantel (1) verbundenen Standrohr (3), einer seitlich an dem Standrohr (3) befestigten Zuführungsleitung (4) für Gase, einem auf dem äußeren Ende des Standrohres (3) lösbar befestigten Verschlußdeckel (5), einem in dem Standrohr (3) angeordneten und die Ofenauskleidung (2) durchdringendes Düsenrohr (6) und einer Düsenplatte (8) im unteren Teil des Düsenrohres (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (6) über die ganze Länge des Standrohres (3) mit Spiel zum Standrohr (3), mit Spiel zur Ofenauskleidung (2) und am oberen Ende mit dem Standrohr (3) lösbar verbunden angeordnet ist, das Düsenrohr (6) am unteren Ende mit einer Auflagefläche (7) für die Düsenplatte (8) versehen ist, die Düsenplatte (8) auf der Auflagefläche (7) mit Spiel zu dem Düsenrohr (6) angeordnet ist, und ein Halterohr (9) im Düsenrohr (6) mit Spiel zum Düsenrohr und zu der auf der Auflagefläche (7) liegenden Düsenplatte angeordnet ist.

2. Düsenstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterohr (9) am Verschlußdeckel (5) befestigt ist.

3. Düsenstein nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr (3) und das Düsenrohr (6) am oberen Ende mit Flanschen (10, 11) ausgestattet sind.

4. Düsenstein nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Spiel zwischen Standrohr (3) und Düsenrohr (6) sowie Auskleidung (2) gebildete Zwischenraum durch eine Weichstoffisolation (13) ausgefüllt ist.

5. Düsenstein nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Düsenrohres (6) mit einer stärkeren Wandstärke und/oder aus hochwertigerem Material ausgebildet ist.