EP0092029A2 - Kupolofen - Google Patents

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EP0092029A2
EP0092029A2 EP83101249A EP83101249A EP0092029A2 EP 0092029 A2 EP0092029 A2 EP 0092029A2 EP 83101249 A EP83101249 A EP 83101249A EP 83101249 A EP83101249 A EP 83101249A EP 0092029 A2 EP0092029 A2 EP 0092029A2
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EP
European Patent Office
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furnace
cupola
head
wind
furnace according
Prior art date
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EP83101249A
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English (en)
French (fr)
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EP0092029A3 (en
EP0092029B1 (de
Inventor
Hans-Günther Dr. Rachner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuettner GmbH and Co KG
Original Assignee
Kuettner GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Kuettner GmbH and Co KG filed Critical Kuettner GmbH and Co KG
Priority to AT83101249T priority Critical patent/ATE21543T1/de
Publication of EP0092029A2 publication Critical patent/EP0092029A2/de
Publication of EP0092029A3 publication Critical patent/EP0092029A3/de
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Publication of EP0092029B1 publication Critical patent/EP0092029B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/02—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces with two or more shafts or chambers, e.g. multi-storey
    • F27B1/04—Combinations or arrangements of shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/12—Shells or casings; Supports therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/12—Shells or casings; Supports therefor
    • F27B1/14—Arrangements of linings

Definitions

  • the invention relates to a cupola furnace, in particular a hot-wind cupola furnace with long-term feed, with a discharge device arranged below the charging opening for extracting the blast furnace gases and a wind device arranged below the blast furnace gas discharge device for feeding, distributing and introducing the wind into the furnace.
  • the cupola furnace which has long been known in its basic structure, is known to be the most common melting unit for the production of cast iron, malleable iron, etc. in foundries.
  • Cupola furnace the wind of which is warmed before being introduced into the furnace.
  • the classic cold wind cupola essentially consists of a cylindrical sheet metal jacket which is lined on the inside with a refractory acidic lining, the wind nozzles which form the wind device and which are distributed over the circumference, together with an annular wind jacket, are molded into the refractory lining. Since the feed burn-out in the melting zone is so high that a daily relining of the furnace is necessary, two furnace shafts are usually installed next to each other, one of which is in operation while the other is repairing, i.e. is delivered with new feed.
  • Cupola furnaces of this type with acidic lining, wind nozzles molded into the refractory delivery, and furnace shafts arranged in pairs due to the daily relining required are also in operation as hot-wind cupola furnaces, although hot-wind cupola furnaces have been built predominantly without feed with a water-cooled furnace shaft and with water-cooled wind nozzles at a Such a design, repair work on the stove is only necessary at intervals of a few weeks and can then be carried out at the weekend, so that such melting plants are operated only with one furnace shaft.
  • These hot-wind cupola ovens with a feedless furnace shaft which have mainly been in use since 1960, have also found widespread use because they prevent the feed from being re-fed daily.
  • shut-off devices are therefore generally designed as gas-tight slides, which require considerable effort, since on the one hand they are constantly exposed to dust-containing gas and on the other hand they are exposed to temperatures of 1200 ° C when the furnace burns down, but they are always safe for a gas-tight one Should provide closure.
  • the top gas extraction device is in such systems arranged below the inspection opening and consists essentially of an annular chamber from which the blast furnace gas line leads to the combustion chamber.
  • the column of material standing above the blast furnace gas extraction device results in a pressure drop for the unavoidable quantity of false air, which can possibly be used for the construction of a control circuit, with the negative air quantity in a range of approximately 2 to 10 at a vacuum of 1 to 2 mm WS % of the amount of blast furnace gas can be set.
  • lined cupola furnaces with water-cooled wind nozzles and water-cooled furnace jacket have also become known, initially as cold cupola furnaces and later, after the first energy crisis, as larger hot-wind cupola furnaces, which do not require repair work for at least a week can be operated on feed and are therefore referred to as ovens with "long-term feed”. They are carried out with an oven shaft, with the relining taking place on a weekend.
  • the object of the present invention is to considerably simplify and thus improve the cupola furnace of the type described in the introduction, in particular with regard to the gas system, in particular the expensive shut-off devices of the blast furnace gas extraction devices which were previously required for operational and safety reasons and the cupola furnace with regard to the energy balance, in particular for a hot wind operation and a design with long - term feed should.
  • the limited lifespan of the kiln feed should be usable up to the last day and nevertheless practically continuous kiln operation should be possible.
  • the accessibility to the interior of a new furnace to be relocated is to be improved and the overall effort to be reduced.
  • the invention provides that the furnace between the blast furnace gas extraction device and the wind device has a separating joint provided with a seal, that the furnace head located above the separating joint can be uncoupled from the lower furnace located below the separating joint, and that a second lower furnace is present which is interchangeable with the first sub-furnace and can be coupled to the furnace head.
  • the configuration according to the invention can advantageously be used both in cold-wind cupola furnaces and in hot-wind cupola furnaces as well as in hot-wind cupola furnaces with long-term feed, the latter having a particularly advantageous application if there is a desire for the life of the feed to exploit until the last day and then repair work on the feed during normal working hours (and not on the coming weekend), with the sub-furnace being replaced at the end of the shift in about half an hour and the relining of this sub-furnace after cooling can then be carried out on the following working day, while the system is being used on the second To continue operating the furnace.
  • the furnace head can preferably be lifted out of its working position in contact with the sub-furnace, specifically with regard to the blast furnace gas line connected to the furnace head, preferably pivotable about a pivot axis running at a distance from the furnace axis, which, according to a preferred embodiment of the present invention, runs horizontally and can lie in a joint, which is preferably located on the end section of the blast furnace gas line facing away from the furnace and is connected there to a stationary component.
  • This stationary component is preferably the inlet connection of a combustion chamber arranged downstream of the blast furnace gas line.
  • the seal arranged in the parting line between the furnace head and the lower furnace is preferably designed as a soft seal, which in the operating state is acted upon by the weight of the furnace head, so that the required tightness can be achieved in this way.
  • a centering device may be provided for centering the furnace head relative to the lower furnace, the Centering device can be realized according to a preferred embodiment by a correspondingly adjustable joint, which enables a message in the longitudinal direction of the blast furnace gas line, while alignment transverse to the longitudinal direction of the blast furnace gas line can be carried out by a corresponding method of the sub-furnace.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a cupola furnace, generally designated 1, which is designed and operated as a hot-wind cupola furnace with long-term feed.
  • the cupola 1 has one at the top of one Inspection shaft 2 existing inspection opening 3.
  • a blast furnace gas extraction device designated as a whole, which essentially consists of an annular chamber 6 and a blast furnace gas line 7 connected to it.
  • the cupola furnace 1 is provided between the blast furnace gas extraction device 4 and the wind device 9 with a separating joint 14 having a soft seal 13, the part lying above the separating joint 14 being a part of the furnace head identified overall by 16 and below the separating joint 14 a first lower furnace 17 forms, which can be uncoupled from the furnace head 16.
  • a second sub-oven 18 arranged laterally next to it, which can be exchanged for the first sub-oven 17 and coupled to the oven head 16, as will be described further below is.
  • the furnace head 16 has two wind line sections 19, each of which also has a separation line 21 in the plane of the joint 14 of the furnace shaft 8 and is connected there to lower wind line sections 19 ′ which lead to the wind jacket 11.
  • the entire furnace head 16 forming an upper furnace rests with its own weight on the soft seal 13 and in this way ensures a good seal.
  • the top of the top gas line 7 leads away from the furnace 1 to a combustion chamber 22 and is connected at this end in an articulated manner to an inlet connection 23 of the combustion chamber 22, as can be seen in particular from FIG. 3.
  • this end section of the blast furnace gas line 7 has laterally arranged pivot pins 24, which are mounted in webs 26, which extend parallel to the longitudinal axis 27 of the blast furnace gas line 7 and are fastened to a flange 28 of the inlet connector 23.
  • An annular seal 20 is arranged between the inside of the inlet connection 23 and the outside of the blast furnace gas line 7.
  • the diameter of the passage opening 31 in the wall 32 of the combustion chamber 22 is larger than the outside diameter of the blast furnace gas line 7, so that it can be pivoted in the direction of arrow 33 to a limited extent about the pivot pin 24 forming a horizontal pivot axis.
  • the shaft located above the parting line 14 is double-walled and can be cooled with water in its cavity.
  • the cupola furnace 1 in operation which is shown in the middle part in FIG. 1, has at its lower end a chassis 38, which is not shown in detail in detail, by means of which it is mounted on rails 39 of a frame 40 in the direction of Double arrow 42 can be moved laterally.
  • the hydraulic cylinders 37 are actuated after the furnace has burned down completely, which moves the entire furnace head 16 around the Move height H upwards, namely by means of a pivoting movement about the pivot axis formed by the pivot pin 24, the brackets or the like which may be present beforehand, of course. be released at the parting line 14 and / or the parting lines 21 and the screw connection 43 of the water line 44 is also opened.
  • the first lower furnace 17 is free from the upper furnace 16 and can be moved to the right in the direction of arrow 42 by means of the drive 38 of its carriage 38, not shown, so that it assumes a position in the right part, which corresponds in mirror image to the position of the second sub-furnace 18 shown in FIG. 1.
  • the second sub-furnace 18 is simultaneously moved under the furnace head 16 which is still raised. If the undercarriages 38 and 38 'of the two sub-furnaces 17 and 18 are separate, this can be done The newly delivered sub-oven 18 is moved in a separate work step.
  • the second sub-furnace 18 can be positioned relative to the furnace head 16 on the one hand by means of its chassis 38 '.
  • adjusting means (not shown in detail) are provided on the joint designated as 46 between the top gas line 7 and the inlet connection 23 of the combustion chamber 22.
  • the hydraulic cylinders 37 are slowly lowered, so that the lower edge 46 of the furnace head 16 lies on the soft seal 13 and provides the required sealing.
  • the connections between the wind line sections 19 and 19 'and the sections of the water line 44 are established, so that the cupola furnace is then ready for operation again.
  • the sub-oven can be replaced in about half an hour.
  • the sub-furnace 17 moved from its operating position into a waiting position can then cool down overnight and be reloaded on the following working day. It can easily be seen that the accessibility to the interior of a sub-oven 17 or 18 to be relocated is extraordinarily good, since the operating personnel are not hindered by the upper oven. Furthermore, it is seen that no risk of accident for the - service personnel is because a accommodated in the waiting position lower furnace is completely separated from the gas system of the cupola. For this reason there is therefore no danger that uncontrolled false air is sucked in from a waiting furnace. Despite these considerable operational advantages, the overall effort to be taken is considerably less than comparable known systems, since the gas system has only a single furnace head and accordingly also on any shut-off devices such as sliders, water cups or the like. can do without.
  • the cupola furnace according to the invention is suitable for all possible designs and operating modes, including with regard to the utilization of waste heat, both so-called wet scrubbers, i.e. So systems that are provided in front of a downstream recuperator with wet dedusting devices, as well as systems with a combustion chamber, recuperator, heat exchanger and subsequent filter can be used in an advantageous manner, in which the initially unpurified blast furnace gases are burned.
  • wet scrubbers i.e. So systems that are provided in front of a downstream recuperator with wet dedusting devices, as well as systems with a combustion chamber, recuperator, heat exchanger and subsequent filter can be used in an advantageous manner, in which the initially unpurified blast furnace gases are burned.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupolofen, insbesondere einen Heißwind-Kupolofen mit Langzeitfutter, mit einer unterhalb der Begichtungsöffnung angeordneten Abzugseinrichtung zum Abziehen der Gichtgase und einer unterhalb der Gichtgas-Abzugseinrichtung angeordneten Windeinrichtung zum Zuführen, Verteilen und Einleiten des Windes in den Ofen, wobei der Ofen (1) zwischen der Gichtgas-Abzugseinrichtung (4) und der Windeinrichtung (9) eine mit einer Dichtung (13) versehene Trennfuge (14) aufweist, und wobei der oberhalb der Trennfuge (14) befindliche Ofenkopf (16) von dem unterhalb der Trennfuge (14) befindlichen Unterofen (17) abkuppelbar ist, und wobei ein zweiter Unterofen (18) vorhanden ist, der gegen den ersten Unterofen (17) auswechselbar und an den Ofenkopf (16) ankuppelbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kupolofen, insbesondere einen Heißwind-Kupolofen mit Langzeitfutter, mit einer unterhalb der Begichtungsöffnung angeordneten Abzugseinrichtung zum Abziehen der Gichtgase und einer unterhalb der Gichtgas-Abzugseinrichtung angeordneten Windeinrichtung zum Zuführen, Verteilen und Einleiten des Windes in den Ofen.
  • Bei dem in seinem grundsätzlichen Aufbau bereits seit langem bekannten Kupolofen handelt es sich bekanntlich um das gebräuchlichste Schmelzaggregat zur Herstellung von Gußeisen, Temperguß etc. in Gießereien. Dabei unterscheidet man prinzipiell zwischen dem sog. Kaltwind-Kupolofen, bei dem aus dem sog. Windring bzw. -mantel über am Umfang des Ofenmantels verteilte Düsen Wind (Luft) in den unteren Abschnitt des Kupolofens eingeleitet wird, und dem grundsätzlich gleich aufgebauten Heißwind-Kupolofen, dessen Wind vor der Einleitung in den Ofen erwärmt wird.
  • Der klassische Kaltwind-Kupolofen besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Blechmantel, der an seiner Innenseite mit einem feuerfesten sauren Futter ausgekleidet ist, wobei die zusammen mit einem ringförmigen Windmantel die Windeinrichtung bildenden, über den Umfang verteilten Winddüsen in die feuerfeste Zustellung eingeformt sind. Da der Futterausbrand in der Schmelzzone so hoch ist, daß eine tägliche Neuzustellung des Ofens erforderlich ist, werden in der Regel zwei Ofenschächte nebeneinander aufgestellt, von denen der eine jeweils in Betrieb ist, während der andere repariert, d.h. mit neuem Futter zugestellt wird.
  • Derartig ausgebildete Kupolöfen mit saurem Futter, in die feuerfeste Zustellung eingeformten Winddüsen und wegen der täglich erforderlichen Neuzustellung paarweise angeordneten Ofenschächten sind auch als Heißwind-Kupolöfen in Betrieb, obwohl Heißwind-Kupolöfen überwiegend futterlos mit einem wassergekühlten Ofenschacht und mit wassergekühlten Winddüsen gebaut worden sind, da bei einer derartigen Ausgestaltung Reparaturarbeiten an dem Ofenherd nur in Abständen von einigen Wochen erforderlich sind und dann am Wochenende ausgeführt werden können, so daß derartige Schmelzanlagen nur mit einem Ofenschacht betrieben werden. Diese etwa seit 1960 vorwiegend ausgeführten Heißwind-Kupolöfen mit futterlosem Ofenschacht haben auch deswegen eine weite Verbreitung gefunden, weil bei ihnen die tägliche Neuzustellung des Futters zu vermeiden ist. Diesem Vorteil steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß der wassergekühlte Ofenmantel zu beträchtlichen Wärmeverlusten führt, welche die Energiebilanz nachteilig beeinflussen und aufgrund der in den vergangenen Jahren erheblich gestiegenen Energiekosten als besonders nachteilig empfunden werden. Die durch den wassergekühlten Ofenmantel abgeführte Verlustwärme hängt maßgeblich vom Ofendurchmesser ab und liegt in der Größenordnung von 12 bis 25 % der mit dem Koks in den Ofen eingebrachten Wärmemenge. Es besteht daher verständlicherweise ein lebhaftes allgemeines Interesse daran, diese Wärmeverluste zu vermeiden, ohne allerdings dabei die Nachteile einer täglich erforderlichen Neuzustellung des Ofenfutters in Kauf nehmen zu müssen, und ohne Gefahren für die Ofenmannschaft einzugehen, die grundsätzlich dann bestehen, wenn derartige Schmelzanlagen mit zwei Ofenschächten ausgerüstet und betrieben werden.
  • Schon aus Gründen des Unfallschutzes muß nämlich dafür Sorge getragen werden, daß ein in einem zu reparierenden Ofenschacht arbeitender Bedienungsmann nicht durch das Eindringen von aus dem anderen Ofenschacht abgezogenen Gichtgas gefährdet wird. Daher müssen die einen Teil des gemeinsamen Gasleitungssystems bildenden Gichtgasleitungen der beiden Ofenschächte mit gasdichten Absperrorganen versehen werden, die zugleich verhindern müssen, daß aus dem gerade nicht in Betrieb befindlichen Ofenschacht eine unkontrollierte Falschluftmenge angesaugt wird. Die Absperrorgane sind demgemäß in der Regel als gasdichte Schieber ausgebildet, die einen beträchtlichen Aufwand erfordern, da sie einerseits ständig mit staubhaltigem Gas beaufschlagt werden und andererseits beim Niederbrennen des Ofens Temperaturen von 1200° C ausgesetzt sind, wobei sie dennoch stets mit Sicherheit für einen gasdichten Verschluß sorgen sollen. Daneben sind für derartige Aufgaben aufgrund des hohen Investitionsaufwandes für derartige Schieber auch sog. Wassertassen zum Absperren eines zu reparierenden Ofenschachtes verwendet worden. Auch diese sind jedoch sehr aufwendig und müssen aufgrund der maximal auftretenden Temperaturen von ca. 1200° C aus hochwertigen Stählen oder doppelwandig hergestellt werden.
  • Da für Heißwind-Kupolöfen im Hinblick auf eine möglichst günstige Energiebilanz großes Interesse daran besteht, die in den Gichtgasen enthaltene latente und fühlbare Wärme zur Heißwinderzeugung sowie ggf. zu einer weiteren Abhitzeverwertung auszunutzen, muß bei derartigen Anlagen Wert darauf gelegt werden, ein durch Falschluft möglichst wenig abgereichertes Gichtgas zur Verfügung zu haben, um die Zündung in einer der Gichtgasleitung nachgeordneten Brennkammer sicherzustellen und die vorhandene Abwärme möglichst weitgehend zu nutzen. Aus diesem Grunde ist die Gichtgas-Abzugseinrichtung bei derartigen Anlagen unterhalb der Begichtungsöffnung angeordnet und besteht im wesentlichen aus einer Ringkammer, von welcher aus die Gichtgasleitung zur Brennkammer führt. Die oberhalb der Gichtgas-Abzugseinrichtung stehende Materialsäule hat einen Druckabfall für die unvermeidbare Falschluftmenge zur Folge, der ggf. für den Aufbau eines Regelkreises benutzt werden kann, wobei bei einem Unterdruck von 1 bis 2 mm WS die Falschluftmenge in einem Bereich von etwa 2 bis 10 % der Gichtgasmenge eingestellt werden kann.
  • Der Vollständigkeit halber sei noch darauf verwiesen, daß aus den USA auch gefutterte Kupolöfen mit wassergekühlten Winddüsen und wassergekühltem Ofenmantel bekanntgeworden sind, und zwar zunächst als Kalt-Kupolöfen und nach der ersten Energiekrise später auch als größere Heißwind-Kupolöfen, die wenigstens eine Woche ohne Reparaturarbeiten am Futter betrieben werden können und demgemäß als Öfen mit "Langzeitfutter" bezeichnet werden. Sie werden mit einem Ofenschacht ausgeführt, wobei die Neuzustellung jeweils an einem Wochenende erfolgt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kupolofen der eingangs beschriebenen Gattung insbesondere im Hinblick auf das Gassystem erheblich zu vereinfachen und damit zu verbessern, wobei insbesondere die aus betrieblichen und sicherheitstechnischen Gründen bisher erforderlichen aufwendigen Absperreinrichtungen der Gichtgas-Abzugseinrichtungen vermeidbar sein sollen und der Kupolofen im Hinblick auf die Energiebilanz insbesondere für einen Heißwindbetrieb und eine Ausge- staltung mit Langzeitfutter bestimmt und geeignet sein soll. Dabei soll die begrenzte Lebensdauer des Ofenfutters bis zum letzten Tag ausnutzbar und dennoch ein praktisch kontinuierlicher Ofenbetrieb durchführbar sein. Weiterhin soll die Zugänglichkeit zum Inneren eines neu zuzustellenden Ofens verbessert und der insgesamt zu treffende Aufwand vermindert werden.
  • Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Ofen zwischen der Gichtgas-Abzugseinrichtung und der Windeinrichtung eine mit einer Dichtung versehene Trennfuge aufweist, daß der oberhalb der Trennfuge befindliche Ofenkopf von dem unterhalb der Trennfuge befindlichen Unterofen abkuppelbar ist, und daß ein zweiter Unterofen vorhanden ist, der gegen den ersten Unterofen auswechselbar und an den Ofenkopf ankuppelbar ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung bedarf es mithin nur eines einzigen Ofenkopfes und damit einer einzigen Gichtgas-Abzugseinrichtung, wodurch zugleich die bei paarweiser Anordnung von Ofenschächten bisher erforderlichen 'Absperreinrichtungen wie Schieber, Wassertassen o.dgl. nicht erforderlich sind. Außerdem ist trotz des erheblich geringeren Gesamtaufwandes einer solchen Ofenanlage die Zugänglichkeit zum Inneren eines neu zuzustellenden Ofenschachtes erheblich besser als bei vergleichbaren bekannten Schmelzanlagen. Dabei kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung sowohl bei Kaltwind-Kupolöfen als auch bei futterlosen Heißwind-Kupolöfen sowie auch bei Heißwind-Kupolöfen mit Langzeitfutter in vorteilhafter Weise Anwendung finden, wobei sich bei letzteren eine besonders vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit ergibt, wenn der Wunsch besteht, die Lebensdauer des Futters bis zum letzten Tage auszunutzen und die Reparaturarbeiten an dem Futter sodann während der normalen Arbeitszeit (und nicht an dem dann kommenden Wochenende) durchzuführen, wobei das Auswechseln des Unterofens bei Schichtende etwa in einer halben Stunde erfolgen und die Neuzustellung dieses Unterofens nach dem Auskühlen sodann am folgenden Arbeitstag durchgeführt werden kann, während die Anlage mit dem zweiten Unterofen weiterzubetreiben ist.
  • Zum Auswechseln des Unterofens ist der Ofenkopf bevorzugt aus seiner am Unterofen anliegenden Arbeitsstellung anhebbar, und zwar im Hinblick auf die mit dem Ofenkopf verbundene Gichtgasleitung bevorzugt um eine mit Abstand zur Ofenachse verlaufende Schwenkachse schwenkbar ausgebildet, die gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung horizontal verlaufen und in einem Gelenk liegen kann, welches bevorzugt an dem dem Ofen abgekehrten Endabschnitt der Gichtgasleitung liegt und dort mit einem ortsfesten Bauteil verbunden ist.
  • Bei diesem ortsfesten Bauteil handelt es sich bevorzugt um den Einlaßstutzen einer der Gichtgasleitung nachgeordneten Brennkammer.
  • Die in der Trennfuge zwischen dem Ofenkopf und dem Unterofen angeordnete Dichtung ist bevorzugt als Weichdichtung ausgebildet, welche im Betriebszustand durch das Eigengewicht des Ofenkopfes beaufschlagt ist, so daß auf diese Weise die erforderliche Dichtigkeit hergestellt werden kann.
  • Zum Zentrieren des Ofenkopfes relativ zum Unterofen kann ggf. eine Zentriereinrichtung vorgesehen sein, wobei die Zentriereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung durch ein entsprechend einstellbares Gelenk realisiert werden kann, welches ein Nachrichten in Längsrichtung der Gichtgasleitung ermöglicht, während ein Ausrichten quer zur Längsrichtung der Gichtgasleitung durch entsprechendes Verfahren des Unterofens erfolgen kann.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 eine etwas vereinfachte perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kupolofenanlage;
    • Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Wandung des in Betrieb befindlichen Kupolofens gemäß Fig. 1 im Bereich der Trennfuge; und
    • Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des an dem dem Ofen abgekehrten Ende der Gichtgasleitung angeordneten Gelenkes, teilweise im Schnitt.
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines im ganzen mit 1 bezeichneten Kupolofens, der als Heißwind-Kupolofen mit Langzeitfutter ausgebildet ist und betrieben wird. Der Kupolofen 1 weist eine am oberen Ende eines Begichtungsschachtes 2 vorhandene Begichtungsöffnung 3 auf. Mit Abstand zu der Begichtungsöffnung 3 befindet sich eine im ganzen mit 4 bezeichnete Gichtgas-Abzugseinrichtung, die im wesentlichen aus einer Ringkammer 6 und einer mit dieser verbundenen Gichtgasleitung 7 besteht. Unterhalb der Gichtgas-Abzugseinrichtung 4 befindet sich mit Abstand zu dieser am Ofenschacht 8 eine im ganzen mit 9 bezeichnete Windeinrichtung, die im wesentlichen aus einem ringförmigen Windmantel 11 und über den Umfang des Ofenschachtes 8 verteilt angeordnete Winddüsen 12 besteht.
  • Der Kupolofen 1 ist zwischen der Gichtgas-Abzugseinrichtung 4 und der Windeinrichtung 9 mit einer eine Weichdichtung 13 aufweisenden Trennfuge 14 versehen, wobei der oberhalb der Trennfuge 14 liegende Teil einen im ganzen mit 16 bezeichneten Ofenkopf und unterhalb der Trennfuge 14 befindliche Teil einen ersten Unterofen 17 bildet, der von dem Ofenkopf 16 abkuppelbar ist.
  • Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist außer dem zur Zeit in Betrieb befindlichen ersten Unterofen 17 ein seitlich neben diesem angeordneter zweiter Unterofen 18 vorhanden, der gegen den ersten Unterofen 17 auswechselbar und an den Ofenkopf 16 ankuppelbar ist, wie dieses weiter unten noch beschrieben ist.
  • Der Ofenkopf 16 besitzt zwei Windleitungsabschnitte 19, die in der Ebene der Trennfuge 14 des Ofenschachtes 8 ebenfalls jeweils eine Trennfuge 21 aufweisen und dort mit unteren Windleitungsabschnitten 19' verbunden sind, die zum Windmantel 11 führen.
  • Der gesamte einen Oberofen bildende Ofenkopf 16 ruht mit seinem Eigengewicht auf der Weichdichtung 13 auf und sorgt auf diese Weise für eine gute Abdichtung.
  • Die Gichtgasleitung 7 führt mit ihrem dem Ofen 1 abgekehrten Ende zu einer Brennkammer 22 und ist mit diesem Ende mit einem Einlaßstutzen 23 der Brennkammer 22 gelenkig verbunden, wie dieses insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist. Hierfür besitzt dieser Endabschnitt der Gichtgasleitung 7 seitlich angeordnete Gelenkzapfen 24, die in Stegen 26 gelagert sind, welche sich parallel zur Längsachse 27 der Gichtgasleitung 7 erstrecken und an einem Flansch 28 des Einlaßstutzens 23 befestigt sind. Zwischen der Innenseite des Einlaßstutzens 23 und der Außenseite der Gichtgasleitung 7 ist eine Ringdichtung 20 angeordnet. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung 31 in der Wandung 32 der Brennkammer 22 ist größer als der Außendurchmesser der Gichtgasleitung 7, so daß diese begrenzt um die eine horizontale Schwenkachse bildenden Gelenkzapfen 24 in Richtung des Pfeiles 33 schwenkbar ist.
  • An der Oberseite der zur Gichtgas-Abzugseinrichtung 4 gehörenden Ringkammer 6 und an der Außenseite des Begichtungsschachtes 2 sind Bleche 34 befestigt, die jeweils an ihrem unteren Rand mit quer verlaufenden Blechen 36 verbunden sind, welche ihrerseits an ihrer Unterseite von Hydraulikzylindern 37 beaufschlagt sind.
  • Es sei noch darauf verwiesen, daß der oberhalb der Trennfuge 14 befindliche Schacht doppelwandig ausgebildet und in seinem Hohlraum mit Wasser zu kühlen ist.
  • Schließlich sei noch darauf verwiesen, daß der in Fig. 1 im mittleren Teil dargestellte, in Betrieb befindliche Kupolofen 1 an seinem unteren Ende ein in seinen Einzelheiten nicht im einzelnen dargestelltes Fahrwerk 38 aufweist, mittels dessen er auf Schienen 39 eines Rahmens 40 in Richtung des Doppelpfeils 42 seitlich verfahrbar ist.
  • Stellt sich während des Betriebes heraus, daß das Futter des aus dem Ofenkopf 16 und dem ersten Unterofen 17 bestehenden Kupolofens ausgebrannt ist und demgemäß einer Neuzustellung bedarf, so werden nach dem vollständigen Niederbrennen des Ofens die Hydraulikzylinder 37 betätigt, welche den gesamten Ofenkopf 16 um die Höhe H nach oben bewegen, und zwar mittels einer Schwenkbewegung um die von den Gelenkzapfen 24 gebildete Schwenkachse, wobei selbstverständlich vorher die gegebenenfalls vorhandenen Klammern o.dgl. an der Trennfuge 14 und/oder den Trennfugen 21 gelöst werden und auch die Verschraubung 43 der Wasserleitung 44 geöffnet wird. In diesem angehobenen Zustand des Ofenkopfes 16 ist der erste Unterofen 17 vom Oberofen 16 frei und kann mittels des nicht dargestellten Antriebes seines Fahrwerkes 38 auf den Schienen 39 in Richtung des Pfeiles 42 nach rechts verfahren werden, so daß er im rechten Teil eine Position einnimmt, die spiegelbildlich der in Fig. 1 dargestellten Stellung des zweiten Unterofens 18 entspricht.
  • Ist das Fahrwerk 38 mit dem Fahrwerk 381 des zweiten Unterofens 18 gekoppelt, so wird dabei gleichzeitig der zweite Unterofen 18 unter den noch angehobenen Ofenkopf 16 verfahren. Sind die Fahrwerke 38 und 38' der beiden Unteröfen 17 bzw. 18 getrennt, so kann das Verfahren des neu zugestellten Unterofens 18 in einem gesonderten Arbeitsschritt erfolgen.
  • Der zweite Unterofen 18 kann einerseits mittels seines Fahrwerkes 38' relativ zum Ofenkopf 16 positioniert werden. Für eine genaue Zentrierung quer zur Verfahrrichtung gemäß dem Pfeil 42 sind an dem im ganzen mit 46 bezeichneten Gelenk zwischen der Gichtgasleitung 7 und dem Einlaßstutzen 23 der Brennkammer 22 im einzelnen nicht dargestellte Einstellmittel vorhanden. Nach genauer Ausrichtung des Ofenkopfes 16 zu dem nunmehr in Betriebsstellung befindlichen Unterofen 18 werden die Hydraulikzylinder 37 langsam abgesenkt, so daß sich der untere Rand 46 des Ofenkopfes 16 auf die Weichdichtung 13 auflegt und für die erforderliche Abdichtung sorgt. Gleichzeitig oder anschließend werden die Verbindungen zwischen den Windleitungsabschnitten 19 und 19' sowie den Abschnitten der Wasserleitung 44 hergestellt, so daß der Kupolofen danach wieder betriebsbereit ist. Ein solches Auswechseln des Unterofens kann in etwa einer halben Stunde erfolgen.
  • Der aus seiner Betriebsstellung in eine Wartestellung gefahrene Unterofen 17 kann sodann über Nacht auskühlen und am nachfolgenden Arbeitstag neu zugestellt werden. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die Zugänglichkeit zum Inneren eines neu zuzustellenden Unterofens 17 bzw. 18 außerordentlich gut ist, da das Bedienungspersonal nicht durch den Oberofen behindert ist. Weiterhin ist erkennbar, daß keinerlei Unfallgefahr für das Bedienungs- personal besteht, da ein in Wartestellung gebrachter Unterofen von dem Gassystem des Kupolofens völlig getrennt ist. Aus diesem Grunde besteht mithin auch keinerlei Gefahr, daß aus einem in Wartestellung befindlichen Unterofen unkontrolliert Falschluft angesaugt wird. Trotz dieser erheblichen betrieblichen Vorteile ist der insgesamt zu treffende Aufwand gegenüber vergleichbaren bekannten Anlagen erheblich geringer, da das Gassystem nur einen einzigen Ofenkopf aufweist und demgemäß auch auf jegliche Absperreinrichtungen wie Schieber, Wassertassen o.dgl. verzichten kann.
  • Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, eignet sich der erfindungsgemäße Kupolofen für alle möglichen Ausbildungen und Betriebsarten, und zwar auch hinsichtlich der Abwärmeausnutzung, wobei sowohl sog. Naßwäscher, d.h. also Anlagen, die vor einem nachgeordneten Rekuperator mit Naßentstaubungseinrichtungen versehen sind, als auch Anlagen mit Brennkammer, Rekuperator, Wärmetauscher und anschließendem Filter in vorteilhafter Weise verwendet werden können, bei denen die zunächst noch ungereinigten Gichtgase verbrannt werden.

Claims (15)

1. Kupolofen, insbesondere Heißwind-Kupolofen mit Langzeitfutter, mit einer unterhalb der Begichtungsöffnung angeordneten Abzugseinrichtung zum Abziehen der Gichtgase und einer unterhalb der Gichtgas-Abzugseinrichtung angeordneten Windeinrichtung zum Zuführen, Verteilen und Einleiten des Windes in den Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (1) zwischen der Gichtgas-Abzugseinrichtung (4) und der Windeinrichtung (9) eine mit einer Dichtung (13) versehene Trennfuge (14) aufweist; daß der oberhalb der Trennfuge (14) befindliche Ofenkopf (16) von dem unterhalb der Trennfuge (14) befindlichen Unterofen (17) abkuppelbar ist; und daß ein zweiter Unterofen (18) vorhanden ist, der gegen den ersten Unterofen (17) auswechselbar und an den Ofenkopf (16) ankuppelbar ist.
2. Kupolofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkopf (16) und ein an seinem unteren Ende angeordneter Unterofen (z.B. 17) relativ zueinander beweglich sind.
3. Kupolofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkopf (16) aus seiner am Unterofen (z.B. 17) anliegenden Arbeitsstellung (s. Fig. 1 Mitte) anhebbar ausgebildet ist.
4. Kupolofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkopf (16) um eine mit Abstand zur Ofenachse (47) verlaufende Schwenkachse (24, 24) schwenkbar ist.
5. Kupolofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (24, 24) horizontal verläuft.
6. Kupolofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gichtgas-Abzugseinrichtung (4) in an sich bekannter Weise eine mit dem Ofenkopf (16) verbundene Gichtgasleitung (7) aufweist, wobei an deren dem Ofen (1) abgekehrten Endabschnitt ein mit einem ortsfesten Bauteil (22) verbundenes Gelenk (48) angeordnet ist, welches die Schwenkachse (24, 24) aufweist.
7. Kupolofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Gichtgasleitung (7) angeordnete Gelenkteil zu dem an dem ortsfesten Bauteil (22) angeordneten Gelenkteil in Längsrichtung (27) der Gichtgasleitung (7) beweglich ist.
8. Kupolofen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Bauteil eine der Gichtgasleitung (7) in an sich bekannter Weise nachgeordnete Brennkammer (22) ist.
9. Kupolofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gichtgasleitung (7) mit einem Einlaßstutzen (23) der Brennkammer (22) gelenkig verbunden ist.
10. Kupolofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennfuge (14) zwischen dem Ofenkopf (16) und dem Unterofen (17 bzw. 18) eine Weichdichtung (13) angeordnet ist, die im Betriebszustand durch das Eigengewicht des Ofenkopfes (16) beaufschlagt ist.
11. Kupolofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentriereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Ofenkopf (16) relativ zum Unterofen (17 bzw. 18) zu zentrieren ist.
12. Kupolofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung wenigstens teilweise an dem Gelenk (48) ausgebildet ist.
13. Kupolofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Unteröfen (17, 18) mit einem Fahrwerk (38, 38') versehen sind, mittels dessen sie aus ihrer Betriebsstellung in eine seitliche Wartestellung verfahrbar sind.
14. Kupolofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Unteröfen (17, 18) ein gemeinsames Fahrwerk (38, 38') aufweisen.
15. Kupolofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windleitung (19) mit einer Trennfuge (21) versehen und an einem ortsfesten Bauteil angelenkt ist.
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