EP1035221A2 - Brenner, Schachtofen und Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/08—Manufacture of cast-iron
-
- 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 peculiar to furnaces of these types
- F27B1/16—Arrangements of tuyeres
Definitions
- the invention relates to a burner, in particular a so-called high-speed burner, with a central outlet opening and concentric around the central one Outlet opening arranged, substantially annular outlet opening areas.
- the invention further relates to a shaft furnace, in particular a cupola furnace Production of metals, especially cast iron, and metal alloys with an oven shaft that is filled with an appropriate insert or continuously or periodically filled and the cast iron melt removed from the bottom is, as well as with a feed device through which the furnace shaft, in particular in its lower area, with oxygen or an oxygen-containing gas mixture is supplied.
- a shaft furnace in particular a cupola furnace Production of metals, especially cast iron, and metal alloys with an oven shaft that is filled with an appropriate insert or continuously or periodically filled and the cast iron melt removed from the bottom is, as well as with a feed device through which the furnace shaft, in particular in its lower area, with oxygen or an oxygen-containing gas mixture is supplied.
- the invention relates to a method for operating a shaft furnace, in particular a cupola furnace for the production of metals, in particular of Cast iron, and metal alloys, in which the furnace shaft with a corresponding Insert is filled or filled continuously or periodically and the cast iron melt on the bottom is removed, the furnace shaft, especially in its lower range, oxygen or an oxygen-containing gas mixture over several im number n of substantially evenly arranged over the circumference of the furnace Burners and / or oxygen lances with attached burners is supplied.
- a generic burner or high-speed burner with a central one Outlet opening through which a gas (mixture) flow at supersonic speed emerges and two ring-shaped arranged concentrically around the central outlet opening Exit opening areas over which an oxygen-containing stream and a fuel gas stream emerge, the latter reacting with each other and one who is about the central outlet opening gas (mixture) current surrounding protective current form is known from US Pat. No. 5,814,125.
- the object of the present invention is to provide a generic burner, the - compared to the burner according to US Pat. No. 5,814,125 - additional Offers possible uses.
- the invention is also based on the object Shaft furnace and a method for operating a shaft furnace of the generic type Specify the type that offers further uses.
- the burner according to the invention is characterized in that at least three annular outlet opening areas are provided.
- the shaft furnace according to the invention is characterized in that the feed devices as at least one burner according to the invention and / or as at least an oxygen lance with at least one burner according to the invention attached is trained.
- the method according to the invention for operating a shaft furnace is thereby characterized in that the feed by means of at least one invention Brenner and / or by means of at least one oxygen lance with at least one mounted burner according to the invention.
- the shaft furnace is characterized in that via the central outlet opening and the two closest annular outlet opening areas are oxygen or a Oxygen-containing gas mixture is led into the furnace while over the outermost one annular outlet opening area fuel gas is supplied.
- This procedure is particularly advantageous if a reducing burner environment is desired, the burner according to the invention, for example in a so-called. Fresh lance is used.
- This provides an alternative method of operating a shaft furnace characterized in that the innermost annular outlet opening area Fuel gas is fed into the furnace while oxygen or an oxygen-containing one Gas mixture both through the central outlet opening and via the outer one annular outlet opening areas is performed.
- This embodiment makes This is particularly useful if the burner has a so-called carbon monoxide post-combustion lance Is used.
- An embodiment of the burner according to the invention is characterized in that that the central outlet opening and / or at least one of the annular Exit opening areas are formed lockable.
- This advantageous embodiment enables one and the same Burner design Variations in gas quantities, the diameter of the central gas flow - the core jet - are possible.
- the Burner and / or the oxygen lance very few have an attached burner has, is rotatably and / or displaceably arranged.
- the angle between the burner or the oxygen lance and the liquid surface changed and so the The penetration depth of the core jet into the liquid can be controlled. Furthermore, the Entry point at which the core jet enters the liquid can be varied.
- This configuration of the shaft furnace according to the invention also makes sense if the central outlet and / or one or some of the annular Outlet areas are supplied from the same gas source, accordingly a further advantageous embodiment of the shaft furnace according to the invention - in these separate gas supply lines, shut-off valves and these shut-off valves immediate bypass lines can be provided.
- the burner is primed when the shut-off valves are closed or the lance with a quantity of 0.1 to 0.5 that the burner in normal operation or the amount of gas supplied to the lance.
- a basic application of Brenners makes sense to protect it.
- Another advantageous embodiment of the The method according to the invention for operating a shaft furnace is distinguished characterized in that the number of burners is n and a maximum of n - 1 burners be applied at the same time. The number of burners charged at the same time can be be reduced so far that only one burner is applied at a time becomes.
- the total per Hour or per ton of melting capacity used gas amount above the adjustable Pulse rate can be regulated.
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Abstract
Description
Claims (14)
- Brenner, insbesondere Hochgeschwindigkeitsbrenner, mit einer zentralen Austrittsöffnung und konzentrisch um die zentrale Austrittsöffnung angeordnete, im wesentlichen ringförmige Austrittsöffnungsbereiche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei ringförmige Austrittsöffnungsbereiche vorgesehen sind.
- Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Austrittsöffnung und/oder wenigstens einer der ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche absperrbar ausgebildet sind.
- Schachtofen, insbesondere Kupolofen, zur Erzeugung von Metallen, insbesondere von Gußeisen, und Metalllegierungen, mit einem Ofenschacht, der mit einem entsprechenden Einsatz befüllt ist bzw. andauernd oder periodisch befüllt und aus dem bodenseitig die Gußeisenschmelze entnommen wird, sowie mit einer Zuführeinrichtung, über die der Ofenschacht, insbesondere in seinem unteren Bereich, mit Sauerstoff oder einem Sauerstoff-haltigen Gasgemisch versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtungen als wenigstens ein Brenner entsprechend den vorherigen Ansprüchen und/oder als wenigstens eine Sauerstofflanze mit wenigstens einem aufgesetzten Brenner entsprechend den vorherigen Ansprüchen ausgebildet ist.
- Schachtofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner und/oder die Sauerstofflanze dreh- und/oder verschiebbar angeordnet ist.
- Schachtofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Austrittsöffnung und/oder die ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche des Brenners über separate Gaseversorgungsleitungen mit einer oder mehreren Gasquellen verbunden oder verbindbar sind.
- Schachtofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den separaten Gaseversorgungsleitungen jeweils wenigstens ein Absperrventil sowie diese Absperrventile umgehende Bypass-Leitungen angeordnet sind.
- Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens, insbesondere eines Kupolofens, zur Erzeugung von Metallen, insbesondere von Gußeisen, und Metalllegierungen, bei dem der Ofenschacht mit einem entsprechenden Einsatz befüllt ist bzw. andauernd oder periodisch befüllt und bodenseitig die Gußeisenschmelze entnommen wird, wobei dem Ofenschacht, insbesondere in seinem unteren Bereich, Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch über mehrere im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang des Ofens angeordnete Anzahl n von Brennern und/oder Sauerstofflanzen mit aufgesetzten Brennern zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung mittels wenigstens eines Brenners entsprechend den vorherigen Ansprüchen und/oder mittels wenigstens einer Sauerstofflanze mit wenigstens einem aufgesetzten Brenner entsprechend den vorherigen Ansprüchen erfolgt.
- Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch über die zentrale Austrittsöffnung und über die beiden nächstliegenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche und Brenngas über den äußersten ringförmigen Austrittsöffnungsbereich geführt wird.
- Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Brenngas über den innersten ringförmigen Austrittsöffnungsbereich und Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch über die zentrale Austrittsöffnung und die äußeren ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche geführt wird.
- Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Brenngas über einen der zwischenliegenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche und Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch über die zentrale Austrittsöffnung und die den zwischenliegenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereich einschließenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche geführt wird.
- Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Brenner und/oder Lanzen n beträgt und maximal n - 1 Brenner und/oder Lanzen zeitgleich beaufschlagt werden.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Zeit nur jeweils ein Brenner oder eine Lanze beaufschlagt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Gases oder der Gase zu dem Brenner oder der Lanze gepulst erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Gaseversorgung des oder der Brenner über separate Gaseversorgungsleitungen erfolgt und jeweils wenigstens ein Absperrventil sowie eine dieses Absperrventil umgehende Bypass-Leitung in den Gaseversorgungsleitungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Absperrventil eine Grundbeaufschlagung des Brenners oder der Lanze mit einer Menge von 0,1 bis 0,5 der im Normalbetrieb dem Brenner bzw. der Lanze zugeführten Gasmenge erfolgt.
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