EP0075338B1 - Gas supply opening for a rotary furnace - Google Patents

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EP0075338B1
EP0075338B1 EP82200985A EP82200985A EP0075338B1 EP 0075338 B1 EP0075338 B1 EP 0075338B1 EP 82200985 A EP82200985 A EP 82200985A EP 82200985 A EP82200985 A EP 82200985A EP 0075338 B1 EP0075338 B1 EP 0075338B1
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nozzle tube
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    • F27B7/362—Introducing gas into the drum axially or through the wall
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    • F27D2021/023—Closable inserting openings, e.g. for the introduction of lances, sensors or burners

Definitions

  • nozzle stones are known in which a nozzle tube penetrates the furnace jacket and the lining and is directly connected to it.
  • the gas supply is fixed centrally on the cover of the nozzle tube, the nozzle tube has an inward flange at the lower end, on which the nozzle plate rests.
  • a holding tube is attached to the lid, which presses on the top of the nozzle plate. Since the nozzle pipe is directly connected to the lining, it is difficult to replace it, the lining can be damaged by stresses, and the entire length of the nozzle pipe must be made of high-quality material. There is a risk of the nozzle plate seizing up on the nozzle tube and thus of a difficult replacement of the nozzle plate. In addition, the gas supply must be removed for repairs.
  • the figure is a cross section through a nozzle block.

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Abstract

In order to reduce the wear and to facilitate the replacement, a nozzle block comprises a mounting plate which is connected to the kiln shell, a nozzle tube which extends in the mounting tube and defines a clearance with the mounting tube and with the kiln lining, an abutment surface provided at the lower end of the nozzle tube and engaged by the orifice plate and which is clear of the body of the nozzle tube, a retaining tube which extends in the nozzle tube and defines a clearance with the nozzle tube and with the orifice plate, a gas feed duct attached to the side of the mounting tube and a cover on the mounting tube.

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.The invention relates to a nozzle block for rotary kilns, consisting of a standpipe penetrating the jacket of the rotary kiln and connected to the jacket, a supply line for gases fastened to the side of the standpipe, a closure cover detachably fastened to the outer end of the standpipe, and a cap arranged in the standpipe the furnace lining penetrating the nozzle tube and a nozzle plate in the lower part of the nozzle tube.

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.Nozzle stones are gas supply devices which penetrate the furnace wall and the refractory lining of the rotary kiln and the outlet openings are in the plane of the refractory lining or just above or below it. The tubes of the nozzle stones penetrating the jacket and the refractory lining of the furnace generally consist of metallic materials, while the nozzle plate with the slot-shaped or hole-shaped outlet openings can consist of metallic or ceramic materials. The nozzle stones are usually arranged at each blowing point in a ring at certain intervals in the radial direction over the circumference of the rotary kiln. Through the nozzle stones gaseous media - such as. B. oxidizing, reducing or flammable gases or gaseous carrier media for liquid or solid substances are blown into the rotary kiln. The blowing can only take place in the feed, only in the free furnace space or during the entire rotation of the furnace.

Solche Düsensteine werden insbesondere bei der Direktreduktion von Eisenoxiden zu Schwammeisen und beim Brennen von Kalkstein verwendet.Such nozzle stones are used in particular in the direct reduction of iron oxides to sponge iron and in the burning of limestone.

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.Since the nozzle stones - in contrast to jacket pipes or jacket burners, which extend radially approximately to the axis of the rotary kiln, and whose outlet openings are therefore always in the free oven space - are covered by the feed with each revolution of the oven, there is a risk that the Close the outlet openings of the nozzle plates. In addition, the nozzle plates are mechanically and thermally stressed by temperature changes. The nozzle plates must therefore be replaced frequently.

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.From DE-PS 606 168 nozzle stones are known in which a nozzle tube penetrates the furnace jacket and the lining and is directly connected to it. The gas supply is fixed centrally on the cover of the nozzle tube, the nozzle tube has an inward flange at the lower end, on which the nozzle plate rests. A holding tube is attached to the lid, which presses on the top of the nozzle plate. Since the nozzle pipe is directly connected to the lining, it is difficult to replace it, the lining can be damaged by stresses, and the entire length of the nozzle pipe must be made of high-quality material. There is a risk of the nozzle plate seizing up on the nozzle tube and thus of a difficult replacement of the nozzle plate. In addition, the gas supply must be removed for repairs.

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.From DE-AS 2 353 311 nozzle stones are known in which a standpipe is firmly connected to the furnace jacket, on the standpipe a gas supply is attached to the side, a nozzle pipe is inserted into the standpipe below the gas supply and extends to the inside of the lining and is connected to the standpipe by means of screws or bolts, the standpipe is closed at the outer end with a releasable cover, the nozzle plate is fastened to a rod, and the rod is guided through the cover and is releasably fastened thereon. The rod reduces the free area of the nozzle plate. The nozzle tube must be screwed to the side of the standpipe, which creates the risk of canting and non-uniform temperature distribution with the risk of cracks, assembly and disassembly is difficult, and pulling out the nozzle plate alone is not possible. There is also the risk of one-sided contact of the nozzle plate with the nozzle tube.

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.The invention has for its object to avoid the disadvantages of the known nozzle stones and in particular to create a nozzle stone, the wear is as low as possible, and the wear parts or contaminated parts can be replaced quickly and easily.

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.This object is achieved according to the invention in that the nozzle tube is detachably connected over the entire length of the standpipe with play to the standpipe, with play to the furnace lining, and at the upper end with the standpipe, the nozzle pipe at the lower end with a support surface for the nozzle plate is provided, the nozzle plate is arranged on the support surface with play to the nozzle tube, and a holding tube is arranged in the nozzle tube with play to the nozzle tube and to the nozzle plate lying on the support surface.

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.At the location of the supply line for the gases, an opening is arranged in the standpipe, in the nozzle pipe and in the holding pipe, so that the gas can flow into the holding pipe and from there through the nozzle plate. The standpipe can still be stiffened on the outside by vertical ribs. The detachable attachment between cover, nozzle tube and standpipe is advantageously carried out by screw connections. The bearing surface for the nozzle plate at the lower end of the nozzle tube - ie at the end that lies in the furnace - expediently consists of an inwardly directed flange. The nozzle plate can be made of metallic or ceramic material. The Standpipe can only extend to the furnace shell, or it can extend into the furnace lining. The expression “play” is to be understood to mean such a space that the parts arranged with play are not constrained at the maximum temperature that occurs. The lid can be provided with an inspection hole.

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.A preferred embodiment is that the holding tube is attached to the closure lid. This enables a good fixation and quick removal of the holding tube. The holding tube can also be loosely arranged in the nozzle tube or attached to the nozzle plate.

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.A preferred embodiment is that the standpipe and the nozzle pipe are equipped with flanges at the upper end. This enables a simple and secure connection of the tubes and the cover to one another. The flanges of the standpipe and the nozzle pipe can be screwed together and then the cover can be fastened with cap screws, but it is also possible to screw all three together.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der durch das Spiel zwischen Standrohr und Düsenrohr sowie Auskleidung gebildete Zwischenraum durch eine Weichstoffisolation ausgefüllt wird.A preferred embodiment consists in that the space formed by the play between the standpipe and the nozzle pipe and the lining is filled with a soft material insulation.

Dadurch wird das Eindringen von feinkörnigem Material in den Zwischenraum vermieden, eine gute Fixierung und Auswechselbarkeit erzielt.This prevents fine-grained material from penetrating into the space, and ensures good fixation and interchangeability.

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.A preferred embodiment is that the lower part of the nozzle tube is formed with a thicker wall and / or from a higher quality material. This reduces wear with little material. The lower part of the holding tube can also be made of higher quality material.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher beschrieben.The invention is described in more detail with reference to a figure.

Die Figur ist ein Querschnitt durch einen Düsenstein.The figure is a cross section through a nozzle block.

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.The jacket 1 of the rotary kiln is provided with a lining 2 on the inside. The standpipe 3 is welded to the jacket 1 and penetrates part of the lining 2. A feed line 4 for gases is attached to the side of the standpipe 3. On the outer end of the standpipe 3, a cover 5 is attached. A nozzle tube 6 is arranged in the standpipe 3 and also penetrates the lining 2. The nozzle tube 6 is arranged with play to the standpipe 3 and the lining 2. At the lower end of the nozzle tube 6, an inwardly directed flange is arranged as a support surface 7, on which the nozzle plate 8 lies with play relative to the nozzle tube 6. In the nozzle tube 6, the holding tube 9 is arranged, which is attached to the cover 5 and has play with the nozzle tube 6 and the nozzle plate 8. Standpipe 3 and nozzle pipe 6 are provided at the upper ends with flanges (10, 11) which are screwed together (not shown). The standpipe 3 is reinforced on the outside with ribs 12, on which union screws 13 are fastened, with which the cover 5 is fastened on the flanges 10, 11. Soft insulation 13 is arranged in the intermediate space formed by the play between nozzle pipe 6 and standpipe 3 and lining 2. On the side of the feed line 4, the standpipe 3, nozzle tube 6, holding tube 9 and the insulation 13 are provided with through openings 14a-14d. The closure cover 5 has a viewing hole opening 15 which is provided with a swivel flap 16. The lower end of the nozzle tube 6 is made of higher quality material and has a larger wall thickness.

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.The advantages of the invention are that the parts subject to wear - the nozzle tube and the nozzle plate - can be replaced quickly and easily, both individually and together, the nozzle plate can be quickly cleaned or replaced, and both the wear of these parts and that lining of the furnace penetrated by the nozzle tube is kept as low as possible.

Claims (5)

1. A nozzle block for rotary kilns, comprising a mounting tube (3), which extends through and is connected to the shell (1) of the rotary kiln, a gas feed duct (4) secured to the side of the mounting tube (3), a cover (5) detachably secured to the outer end of the mounting tube (3), a nozzle tube (6), which extends in the mounting tube (3) and through the kiln lining (2), and an orifice plate (8) in the lower portion of the nozzle tube (6), characterized in that the nozzle tube (6) defines a clearance with the mounting tube (3) throughout the length of the body of the latter and defines a clearance with the furnace lining (2) and is detachably connected at its outer end to the mounting tube (3), the nozzle tube (6) is provided at its inner and with an abutment surface (7), which is engaged by the orifice plate (8), which defines a clearance with the body of the nozzle tube (6), and the nozzle tube (6) contains a retaining tube (9), which defines a clearance with the nozzle tube (6) and with the orifice plate (8) which lies on the abutment surface (7).
2. A nozzle block according to claim 1, characterized in that the retaining tube (9) is secured to the cover (5).
3. A nozzle block according to claim 1 or 2, characterized in that the mounting tube (3) and the nozzle tube (6) are provided with flanges (10, 11) at their outer end.
4. A nozzle block according to any of claims 1 to 3, characterized in that the clearance defined by the nozzle tube (6) with the mounting tube (3) and with the lining (2) is filled with soft insulating material (13).
5. A nozzle block according to any of claims 1 to 4, characterized in that the inner portion of the nozzle (6) has a larger wall thickness and/or is made of higher-grade material than the outer portion of the nozzle tube.
EP82200985A 1981-09-18 1982-08-03 Gas supply opening for a rotary furnace Expired EP0075338B1 (en)

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