EP1035221A2 - Burner, shaft furnace and shaft furnace operating method - Google Patents

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EP1035221A2
EP1035221A2 EP00104379A EP00104379A EP1035221A2 EP 1035221 A2 EP1035221 A2 EP 1035221A2 EP 00104379 A EP00104379 A EP 00104379A EP 00104379 A EP00104379 A EP 00104379A EP 1035221 A2 EP1035221 A2 EP 1035221A2
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EP
European Patent Office
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burner
oxygen
outlet opening
shaft furnace
shaft
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00104379A
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German (de)
French (fr)
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EP1035221A3 (en
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Reinhard Dipl.-Ing. Strigl
Helmut Dipl.-Ing. Meinass
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Linde Technische Gase GmbH
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Publication date
Application filed by Linde GmbH, Linde Technische Gase GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of EP1035221A2 publication Critical patent/EP1035221A2/en
Publication of EP1035221A3 publication Critical patent/EP1035221A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

A burner, having three or more annular outlet opening regions arranged concentrically about a central outlet opening, is new. Independent claims are also included for the following: (i) a metal-producing shaft furnace comprising an oxygen supply device in the form of the above burner and/or an oxygen lance equipped with the above burner; and (ii) a process for operating the above shaft furnace.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere einen sog. Hochgeschwindigkeitsbrenner, mit einer zentralen Austrittsöffnung und konzentrisch um die zentrale Austrittsöffnung angeordnete, im wesentlichen ringförmige Austrittsöffnungsbereiche.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.

Ferner betrifft die Erfindung einen Schachtofen, insbesondere einen 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.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.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein 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.Furthermore, 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.

Ein gattungsgemäßer Brenner bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner mit einer zentralen Austrittsöffnung, über die ein Gas(gemisch)strom mit Überschallgeschwindigkeit austritt und zwei konzentrisch um die zentrale Austrittsöffnung angeordnete ringförmige Austrittsöffnungsbereiche, über die ein Sauerstoff-haltiger Strom und ein Brenngasstrom austreten, wobei die letzteren miteinander reagieren und einen, den über die zentrale Austrittsöffnung austretenden Gas(gemisch)strom umgebenden Schutzstrom bilden, ist aus der US-PS 5 814 125 bekannt. 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.

Mit einem derartigen Brenner bzw. Hochgeschwindigkeitsbrenner ist es möglich, Gase in eine Flüssigkeit einzutragen, ohne daß der Gasstrahl an der Flüssigkeitsoberfläche teilweise reflektiert bzw. unmittelbar nach dem Eindringen in die Flüssigkeit aufgefächert wird. Vielmehr kann ein deutlich tieferes Eindringen des Gasstrahles in die Flüssigkeit - und damit eine bessere Verteilung des eingebrachten Gases in der Flüssigkeit - erreicht werden. Dies wird dadurch erreichte, daß dem zentralen Gasstrom, der in die Flüssigkeit eindringen soll, ein schützender Brenngasstrahl der ein Auffächern des zentralen Gasstromes verhindert beigefügt wird. Zu diesem Zweck wird einem der ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche vorzugsweise Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiger Strom und dem zweiten ringförmigen Austrittsöffnungsbereich ein Brenngas zugeführt. Die beiden Fraktionen zünden unmittelbar nach Austritt aus den Brenneröffnungen und bilden den schützenden Brennstrahl.With such a burner or high-speed burner, it is possible to use gases into a liquid without the gas jet on the liquid surface partially reflected or immediately after entering the liquid is fanned out. Rather, a significantly deeper penetration of the gas jet into the liquid - and thus a better distribution of the introduced gas in the Liquid - can be achieved. This is achieved in that the central Gas flow that is to penetrate the liquid, a protective jet of fuel gas a fanning out of the central gas flow is prevented from being added. To this end is one of the annular outlet opening areas preferably oxygen or an oxygen-containing stream and the second annular outlet area a fuel gas is supplied. The two factions ignite immediately after leaving the burner openings and form the protective flame.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Brenner anzugeben, der- verglichen mit dem Brenner gemäß der US-PS 5 814 125 - zusätzliche Einsatzmöglichkeiten bietet. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Schachtofen sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens der gattungsgemäßen Art anzugeben, der bzw. das weitere Einsatzmöglichkeiten bietet.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.

Der erfindungsgemäße Brenner ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei ringförmige Austrittsöffnungsbereiche vorgesehen sind.The burner according to the invention is characterized in that at least three annular outlet opening areas are provided.

Der erfindungsgemäße Schachtofen zeichnet sich dadurch aus, daß die Zuführvorrichtungen als wenigstens ein erfindungsgemäßer Brenner und/oder als wenigstens eine Sauerstofflanze mit wenigstens einem aufgesetzten erfindungsgemäßen Brenner ausgebildet ist.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.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung mittels wenigstens eines erfindungsgemäßen Brenners und/oder mittels wenigstens einer Sauerstofflanze mit wenigstens einem aufgesetzten erfindungsgemäßen Brenner erfolgt.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.

Ein möglicher Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Brenners sowie eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Schachtofens ist dadurch gekennzeichnet, daß über die zentrale Austrittsöffnung sowie die beiden nächstliegenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch in den Ofen geführt wird, während über den äußersten ringförmigen Austrittsöffnungsbereich Brenngas zugeführt wird. Diese Verfahrensweise ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine reduzierende Brennerumgebung gewünscht wird, der erfindungsgemäße Brenner also beispielsweise bei einer sog. Frischlanze zum Einsatz kommt.A possible use of the burner according to the invention and a advantageous embodiment of the method according to the invention for operating a 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.

Ein dazu alternatives Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens ist dadurch gekennzeichnet, daß über den Innersten ringförmigen Austrittsöffnungsbereich Brenngas in den Ofen geführt wird, während Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch sowohl über die zentrale Austrittsöffnung als auch über die äußeren ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche geführt wird Diese Ausführungsform macht insbesondere dann Sinn, wenn der Brenner bei einer sog. Kohlenmonoxid-Nachverbrennungslanze Verwendung findet.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.

Denkbar ist - gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Schachtofens - ferner, Brenngas über einen der zwischenliegenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche dem Ofen zuzuführen, während Sauerstoff oder ein Sauerstoff-haltiges Gasgemisch über die zentrale Austrittsöffnung und die den zwischenliegenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereich einschließenden ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche geführt wird. Das Resultat dieser Verfahrensweise ist eine neutrale Flamme, wie sie insbesondere beim Schrotteinschmelzen gewünscht wird.It is conceivable - according to a further advantageous embodiment of the invention Method of operating a shaft furnace - further, fuel gas over one of the intermediate annular outlet opening areas to the furnace supply while oxygen or an oxygen-containing gas mixture over the central outlet opening and the intermediate annular outlet opening region enclosing annular outlet opening areas. The result of this procedure is a neutral flame, as it is in particular is desired when melting the scrap.

Neben diesen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brenners - also zentrale Austrittsöffnung sowie drei konzentrisch um die zentrale Austrittsöffnung angeordnete ringförmige Austrittsöffnungsbereiche - sind selbstverständlich auch Brennerkonstruktionen denkbar, bei denen mehr als drei im wesentlichen ringförmige Austrittsöffnungsbereiche vorgesehen sind. Die Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Zuführung von unterschiedlichen Gasen sind bei derartigen Konstruktionen nahezu unbeschränkt.In addition to these embodiments of the burner according to the invention - ie central Outlet opening and three concentrically arranged around the central outlet opening annular outlet opening areas - are of course also burner designs conceivable in which more than three substantially annular outlet opening areas are provided. The possible variations with regard to the feeding of different gases are almost unlimited in such constructions.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Brenners ist dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Austrittsöffnung und/oder wenigstens einer der ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche absperrbar ausgebildet sind. 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.

Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es, daß mit ein- und derselben Brennerkonstruktion Variationen hinsichtlich der Gasmengen, dem Durchmesser des zentralen Gasstromes - des Kernstrahles -möglich sind.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.

Den erfindungsgemäßen Schachtofen weiterbildend wird vorgeschlagen, daß der Brenner und/oder die Sauerstofflanze, die wenigsten einen aufgesetzten Brenner aufweist, dreh- und/oder verschiebbar angeordnet ist.Further developing the shaft furnace according to the invention it is proposed that the Burner and / or the oxygen lance, very few have an attached burner has, is rotatably and / or displaceably arranged.

Mittels dieser Ausgestaltung kann beispielsweise der Winkel zwischen dem Brenner bzw. der Sauerstofflanze und der Flüssigkeitsoberfläche verändert und so die Eindringtiefe des Kernstrahles in die Flüssigkeit gesteuert werden. Ferner kann der Eintrittspunkt, an dem der Kernstrahl in die Flüssigkeit eintritt, variiert werden.By means of this configuration, for example, 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.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die zentrale Austrittsöffnung und/oder die ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche des Brenners über separate Gasversorgungsleitungen mit einer oder mehreren Gasquellen verbunden oder verbindbar sind.It is also expedient if the central outlet opening and / or the annular Outlet areas of the burner via separate gas supply lines are connected or connectable to one or more gas sources.

Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schachtofens macht auch dann Sinn, wenn die zentrale Austrittsöffnung und/oder eine bzw. einige der ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche aus der gleichen Gasquelle versorgt werden, da - gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schachtofens - in diesen separaten Gasversorgungsleitungen Absperrventile und diese Absperrventile umgehende Bypass-Leitungen vorgesehen sein können.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.

Mittels dieser Ausgestaltung kann die Gasezufuhr (zeitweilig) zu der zentralen Austrittsöffnung und/oder einer bzw. einigen der ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche unterbrochen werden, was die bereits oben erwähnten unterschiedlichen Verfahrensweisen ermöglicht.With this configuration, the gas supply (temporarily) to the central one Outlet opening and / or one or some of the annular outlet opening regions interrupted what the different procedures already mentioned above enables.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei geschlossenen Absperrventilen eine Grundbeaufschlagung des Brenners oder der Lanze mit einer Menge von 0,1 bis 0,5 der im Normalbetrieb dem Brenner oder der Lanze zugeführten Gasmenge. Eine derartige Grundbeaufschlagung des Brenners ist zu seinem Schutz sinnvoll. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Schachtofens zeichnet sich dadurch aus, daß die Anzahl der Brenner n beträgt und maximal n - 1 Brenner zeitgleich beaufschlagt werden. Die Anzahl der zeitgleich beaufschlagten Brenner kann dabei soweit reduziert werden, daß zu jeder Zeit nur jeweils ein Brenner beaufschlagt wird.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention 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. Such 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.

Denkbar ist beispielsweise, daß die einzelnen Brenner bzw. Lanzen rundum der Reihe nach beaufschlagt werden. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die pro Brenner oder Lanze eingetragene Gasmenge - verglichen mit der Verfahrensweise einer gleichzeitigen Beaufschlagung aller Brenner oder Lanzen - höher gewählt werden kann.It is conceivable, for example, that the individual burners or lances are all around the row after being acted upon. This procedure has the advantage that the pro Burner or lance gas quantity entered - compared to the procedure a simultaneous application of all burners or lances - chosen higher can be.

Auch können ausschließlich gegenüberliegende Brenner und/oder Lanzen oder zwei bis drei nebeneinander angeordnete Brenner und/oder Lanzen zeitgleich beaufschlagt werden. Neben den genannten Beispielen sind für den Fachmann selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Schaltungsmöglichkeiten denkbar.Only opposite burners and / or lances or two can also be used up to three burners and / or lances arranged side by side at the same time become. In addition to the examples mentioned, those skilled in the art will take for granted a variety of other circuit options possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens weiterbildend wird vorgeschlagen, daß die Zuführung des Gases oder der Gase zu dem Brenner gepulst erfolgt.Further developing the method according to the invention for operating a shaft furnace it is proposed that the supply of the gas or gases to the burner pulsed.

Erfolgt die Zuführung des bzw. der Gase mit den benötigten hohen Durchflußmengen gepulst - bspw. mit einer Pulsdauer von 1 bis 10 s -, so kann die insgesamt pro Stunde oder pro Tonne Schmelzleistung eingesetzte Gasmenge über die einstellbare Pulsfrequenz geregelt werden.Is the supply of the gas or gases with the required high flow rates pulsed - for example with a pulse duration of 1 to 10 s -, the total per Hour or per ton of melting capacity used gas amount above the adjustable Pulse rate can be regulated.

In den Pulspausen kühlt die über die Windleitung relativ "weich" eingetragene Luftmenge die Brenner- oder Lanzenzonen wieder ab. Mittels dieser Verfahrensweise wird eine Überhitzung wirkungsvoll vermieden und gleichzeitig der dem Ofenschacht zugeführte Sauerstoff oder das Sauerstoff-haltige Gasgemisch in den Pulsphasen weit in das Ofeninnere eingetragen.In the pulse pauses, the relatively "soft" one that cools in via the wind pipe cools Air volume from the burner or lance zones. Using this procedure overheating is effectively avoided and at the same time that of the furnace shaft supplied oxygen or the oxygen-containing gas mixture in the pulse phases far entered in the interior of the oven.

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.Burner, in particular high-speed burner, with a central outlet opening and essentially annular outlet opening regions arranged concentrically around the central outlet opening, characterized in that at least three annular outlet opening regions are provided. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Austrittsöffnung und/oder wenigstens einer der ringförmigen Austrittsöffnungsbereiche absperrbar ausgebildet sind.Burner according to claim 1, characterized in that the central outlet opening and / or at least one of the annular outlet opening areas are designed lockable. 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.Shaft furnace, in particular cupola furnace, for the production of metals, in particular cast iron, and metal alloys, with an furnace shaft which is filled with a corresponding insert or is filled continuously or periodically and from which the cast iron melt is removed from the bottom, and with a feed device via which the furnace shaft, in particular in its lower region, is supplied with oxygen or an oxygen-containing gas mixture, characterized in that the feed devices as at least one burner according to the previous claims and / or as at least one oxygen lance with at least one burner attached according to the previous claims is trained. Schachtofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner und/oder die Sauerstofflanze dreh- und/oder verschiebbar angeordnet ist.Shaft furnace according to claim 3, characterized in that the burner and / or the oxygen lance is rotatably and / or displaceably arranged. 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.Shaft furnace according to claim 3 or 4, characterized in that the central one Outlet opening and / or the annular outlet opening areas of the burner via separate gas supply lines with one or more gas sources are connected or connectable. Schachtofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den separaten Gaseversorgungsleitungen jeweils wenigstens ein Absperrventil sowie diese Absperrventile umgehende Bypass-Leitungen angeordnet sind. Shaft furnace according to claim 5, characterized in that in the separate Gas supply lines each have at least one shut-off valve and this Shut-off valves bypass lines are arranged. 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.Method for operating a shaft furnace, in particular a cupola furnace, for producing metals, in particular cast iron, and metal alloys, in which the furnace shaft is filled with a corresponding insert or is filled continuously or periodically and the cast iron melt is removed from the bottom, the furnace shaft, in particular in its lower region, oxygen or an oxygen-containing gas mixture is fed over several essentially evenly arranged number n of burners and / or oxygen lances with attached burners, characterized in that the feed by means of at least one burner corresponds to the previous ones Claims and / or by means of at least one oxygen lance with at least one burner attached according to the previous claims. 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.A method of operating a shaft furnace according to claim 7, characterized characterized in that oxygen or an oxygen-containing gas mixture over the central outlet opening and over the two closest annular Outlet areas and fuel gas over the outermost annular Exit opening area is guided. 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.A method of operating a shaft furnace according to claim 7, characterized characterized in that fuel gas over the innermost annular outlet opening area and oxygen or an oxygen-containing gas mixture via the central one Outlet opening and the outer annular outlet opening areas becomes. 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. A method of operating a shaft furnace according to claim 7, characterized characterized in that fuel gas through one of the intermediate annular Exit opening areas and oxygen or an oxygen-containing gas mixture through the central outlet and the intermediate ring Exit opening area including annular exit opening areas to be led. 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.Method for operating a shaft furnace according to one of claims 7 to 10, characterized in that the number of burners and / or lances is n and a maximum of n - 1 burners and / or lances are applied simultaneously. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Zeit nur jeweils ein Brenner oder eine Lanze beaufschlagt wird.A method according to claim 11, characterized in that only at any time one burner or one lance is applied. 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.Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that the Supply of the gas or gases to the burner or the lance pulsed he follows. 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.Method according to one of claims 7 to 13, wherein the gas supply of the or the burner is carried out via separate gas supply lines and each at least one shut-off valve and a bypass line bypassing this shut-off valve are provided in the gas supply lines, characterized in that that when the shut-off valve is closed, a basic loading of the Burner or the lance with an amount of 0.1 to 0.5 in normal operation amount of gas supplied to the burner or the lance.
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