KR870000663B1

KR870000663B1 - Ceramic burner for gas particularly for a hot-blast stove for a blast furnace

Info

Publication number: KR870000663B1
Application number: KR8201727A
Authority: KR
Inventors: 코넬리스 안토인 반덴 벰트 조한네스
Original assignee: 베르트 주이데마; 에스텔 호고벤스 비부이
Priority date: 1982-04-19
Filing date: 1982-04-19
Publication date: 1987-04-04
Also published as: KR830010347A

Abstract

Ceramic burner for gas, partic. for combustion chamber of a hotblast stove of a blast furnace, boosts mixing action and improves homogeneity of the gas/air mixt. to achieve more complete combustion. It has parallel vertical supply ducts for the gas and air. First duct opens upwards at a first outlet which is substantially oblong in plan and second one opens at a number of second outlets which are on either side of and above the first outlet General discharge directions of the second outlet are oblique to that of the first outlet. To improve mixing, first outlet has a slot shape and has a number of recesses at its long sides, extending towards the second outlets.

Description

Gas ceramic burner for combustion chamber of blast furnace

제1도는 본 발명에 따른 세라믹 버어너의 선단부의 평면도.1 is a plan view of the distal end of the ceramic burner according to the present invention.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 세라믹 버어너의 일측 사시도.3 is a perspective view of one side of the ceramic burner taken along line III-III of FIG.

본 발명은 세라믹 버어너, 특히 용광로 열풍로의 연소실용 가스 세라믹 버어너에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그와 같은 세라믹 버어너를 갖는 열 풍로를 포함한다. 열 풍로의 세라믹 버어너는 열 풍로의 연소축에 위치된다. 독일 특허 명세서 제1803984호에는 두 가지 연소성분, 즉 연소가스와 연소용 공기를 위한 평행한 수직 공급도관을 갖는 세라믹 버어너가 도시되어 있는 바, 이 경우 제1공급도관은 장방형 제1출구에서 상향으로 개방되고, 제2공급도관은 제1출구의 양측 상부에 두개의 셋트로 배열된 제2출구에서 개방되며, 제2출구의 배출 방향은 제1출구의 배출 방향에 대하여 경사져 있다.The present invention relates to a ceramic burner, in particular a gas ceramic burner for a combustion chamber in a furnace hot stove. The invention also includes a thermal furnace with such a ceramic burner. The ceramic burner of the hot stove is located in the combustion shaft of the hot stove. German patent specification no. 1803984 shows a ceramic burner having two combustion components, ie a parallel vertical supply conduit for combustion gas and combustion air, in which case the first supply conduit is directed upward at the rectangular first outlet. The second supply conduit is opened at the second outlet arranged in two sets on both sides of the first outlet, and the discharge direction of the second outlet is inclined with respect to the discharge direction of the first outlet.

열 풍로용 버어너에 있어서, 매우 중요한 것은 연소가스의 어떠한 가연성 성분도 미연소 상태로 남아 있어서는 안 된다는 점이다. 환경에 대한 오염을 피하기 위하여 이와 관련하여 여러 나라의 정부 당국은 엄격한 제한을 부과하고 있다. 다른 한편으로 또한 중요한 것은 과잉의 연소용 공기는 가스연소 생성물의 가능한 최고 온도를 달성하기 위하여 가능한한 적게 유지시켜야만 한다는 점이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 연소 성분들은 버어너의 개구부를 지나 갈 때 함께 충분히 균일하게 혼합되게 할 필요가 있다.In a hot furnace burner, it is very important that no combustible components of the combustion gas remain unburned. In order to avoid contamination of the environment, governmental authorities in many countries have imposed strict restrictions on this. On the other hand it is also important that excess combustion air must be kept as low as possible to achieve the highest possible temperature of the gaseous combustion products. To achieve this goal the combustion components need to be sufficiently uniformly mixed together as they pass through the opening of the burner.

상술한 독일 특허 명세서는 제1출구가 대락 장방형 형상을 이루고 있고, 제1셋트의 제2출구는 제2셋트의 제2출구로부터 일정한 거리를 두고 위치되어 있는 버어너를 기술하고 있다. 이는 여러 출구로부터 배출되는 연소 성분이 서로의 출구를 통하여 나란히 유동되게 하여 그 결과 이들 성분이 함께 혼합되게 한다. 이러한 혼합은 더욱 증진시킬 수 있음을 알았다.The above-mentioned German patent specification describes a burner in which the first outlet has a large rectangular shape, and the second outlet of the first set is positioned at a predetermined distance from the second outlet of the second set. This allows combustion components exiting from different outlets to flow side by side through each other's outlets, resulting in mixing these components together. It has been found that this mixing can be further enhanced.

따라서, 본 발명의 목적은 연소가스의 보다 완전한 연소를 달성하기 위하여 가스/공기 혼합물의 혼합작용 및 균질화를 증진시켜 주는 버어너를 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a burner which enhances the mixing and homogenization of the gas / air mixture to achieve more complete combustion of the combustion gases.

본 발명에 의하면, 제1출구는 슬로트 형상을 갖고 있으며, 그의 긴 측면에는 각 측면에 있는 상기 제2출구 중 교대하는 제2출구에 대향하여 위치된 오목부를 갖고 있으며, 일측면에 있는 제2출구는 타측면에 있는 제2출구에 각각 대향하여 있다. 이러한 배열은 독일 특허 명세서 제1803984호에 도시된 설계의 유동 방식과 완전히 상이한 유동방식을 나타낸다. 두 개의 셋트의 제2출구로부터의 연소 성분의 유동 흐름은 더 이상 서로 나란히 향하지 않으며, 상기 유동흐름이 제1출구로부터 배출되는 연소 성분의 유동흐름을 관통하도록 한다. 이는 두 개의 셋트의 출구가 서로로부터 일정한 거리에 위치되지 않기 때문이다. 철저한 혼합작용과 균질화는 제1출구의 슬로트 형상의 오목부의 존재에 의하여 달성된다. 이들 오목부는 제1출구의 긴 측면 둘레에 맹렬한 난류를 일으켜 다양한 가스 흐름의 신속하고 효과적인 혼합작용 및 균질화가 일어나게 한다. 따라서 이 경우에 있어서 혼합작용은 다양한 가스 제트류를 서로 교차하여 분사시켜서가 아니라, 얇은 가스층을 서로를 향하도록 하여 이들 가스층이 증가된 난류로 인한 가속된 속도로 확산되게 함으로서 달성된다.According to the present invention, the first exit has a slot shape, the long side of which has a recess located opposite the alternate second exit of the second exits on each side, and the second exit on one side. The outlets respectively face the second outlets on the other side. This arrangement represents a completely different flow mode than the flow mode of the design shown in German patent specification no. The flows of combustion components from the two sets of second outlets no longer point side by side to each other and allow the flows to pass through the flows of combustion components exiting the first outlet. This is because the two sets of outlets are not located at a certain distance from each other. Thorough mixing and homogenization are achieved by the presence of slot-shaped recesses in the first exit. These recesses create intense turbulence around the long side of the first outlet, resulting in rapid and effective mixing and homogenization of the various gas flows. Thus in this case the mixing action is achieved not by jetting the various gas jets cross each other, but by directing the thin gas layers towards each other so that these gas layers diffuse at an accelerated rate due to increased turbulence.

이는 지금까지 공지된 버어너를 사용하여 가능하였던 것보다도 연소가스의 더욱 완전한 연소로 인한 매우 안정된 불꽃 모양을 이루게 한다.This results in a very stable flame shape due to more complete combustion of the combustion gas than has been possible with burners known to date.

상기 제2출구 중 상술한 교대하는 출구 사이에 위치되는 제2출구가 제1출구로부터 떨어져 경사지게 외측 상향으로 연장되는 평면에 형성되는 경우 혼합 난류의 형성이 더욱 증진될 수 있으며, 제1출구의 오목부는 제1공급 도관의 측벽에서 제1출구까지 상향 연장되는 장방형 단면의 홈에 의하여 형성되고, 상기 홈은 상기 제2출구의 상기 각 교대하는 출구와 교차하도록 상기 제1출구로부터 상기 평면에 평행하게 경사져 연장되어 있다. 많은 경우에 있어서, 공지의 세라믹 버어너는 여러 개의 분리된 내화부재로 축조되어 있다. 장치의 비용을 낮추기 위하여 일반적으로 형태를 가능한한 약간만 다르게 한 내화부재로 버어너를 축조하고자 하였다. 이는 오목부가 이러한 방식으로 홈에 의하여 형성되는 경우 매우 효과적으로 달성될 수 있음을 알았다.If the second outlet located between the above-mentioned alternate outlets of the second outlet is formed in a plane extending outwardly inclined away from the first outlet, the formation of the mixed turbulence can be further promoted, and the concave of the first outlet The portion is formed by a groove of a rectangular cross section extending upwardly from the side wall of the first supply conduit to the first outlet, the groove being parallel to the plane from the first outlet to intersect with each of the alternate outlets of the second outlet. It is inclined and extended. In many cases, known ceramic burners are constructed from several separate refractory members. In order to lower the cost of the apparatus, burners were usually constructed from refractory members with a slightly different shape. It has been found that this can be achieved very effectively when the recess is formed by the groove in this way.

불꽃의 형태, 그의 안정성 및 연소가스의 완전 연소는 특히 이들 경사면의 위치 및 연소성분이 서로에 대하여 배출되는 방향에 의하여 영향을 받는다. 경사면이 수직에 대하여 15~45

의 각도(

)로 경사지고 제2출구의 배출 방향이 상기 수직 방향에 대하여 30~70

의 각도(

)로 경사지는 경우 좋은 결과가 달성될 수 있다. 바람직한 각도(

)는 35~40

이고, 바람직한 각도(

)는 25~30

이다.The shape of the flame, its stability and complete combustion of the combustion gases are particularly affected by the position of these slopes and the direction in which the combustion components are discharged relative to one another. Slope is 15 to 45 with respect to the vertical

Angle of

) And the discharge direction of the second exit is 30 to 70 with respect to the vertical direction.

Angle of

Good results can be achieved when sloped with). Desirable angle (

) Is 35-40

, The preferred angle (

) Is 25-30

to be.

오목부가 평면도로 도시한 바와 같이 정방형 형상이고 측면 길이가 제1출구의 슬로트 형상의 폭의 25~40%에 해당하는 경우 비교적 간단하고 효과적인 구조가 달성될 수 있었다.As shown in the plan view, a relatively simple and effective structure could be achieved when the square shape and the side length corresponds to 25-40% of the width of the slot shape of the first exit.

본 발명을 첨부 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

열 풍로의 연소축에 본 발명의 세라믹 버어너의 설치 및 이용은 예컨대 독일 특허 명세서 제1803984호에 기술되어 있는 바와 같은 기술 상태에 전적으로 따르기 때문에 이에 대한 추가적인 설명과 기술은 생략한다.The installation and use of the ceramic burner of the present invention in the combustion shaft of a hot stove is entirely dependent on the state of the art as described, for example, in German Patent Specification No. 1803984, so further description and description thereof are omitted.

연소가스는 버어너 선단부(6)에 있는 중앙의 공급도관(1)을 통하여 공급되어 제1출구(3)에서 열 풍로의 연소축으로 배출된다. 제1출구(3)는 평면도로 도시된 바와 같이 세장된 슬로트 형상으로 이루어져 있다. 버어너 선단부의 두 개의 경사면(10)(제2도 참조)은 제1출구(3)로부터 일정한 각도로 외측 상향으로 연장되어 제2도에 부분적으로 도시되어 있는 연소축의 벽(11)과 연결되어 있다. 경사면(10)은 수직에 대하여 30

의 각도(

)로 경사져 있다.The combustion gas is supplied through the central supply conduit 1 at the burner tip 6 and discharged from the first outlet 3 to the combustion shaft of the hot air path. The first outlet 3 has an elongated slot shape as shown in plan view. The two inclined surfaces 10 (see FIG. 2) of the burner tip extend outwardly at an angle from the first outlet 3 and are connected to the wall 11 of the combustion shaft, which is partially shown in FIG. 2. have. The inclined surface 10 is 30 with respect to the vertical

Angle of

Tilt to).

공급도관(1)의 양측에는 경사지게 연장된 도관(4)을 경유하여 제2출구(5a 및 5b)로 공기를 배출시키는 공기 공급도관(2)이 형성되어 있다. 이들 제2출구는 제1출구(3)의 각측에 한 셋트씩 두 개의 셋트로 이루어져 있다. 각 셋트는 이후 상세히 설명하는 바와 같이 제2출구(5b)와 교대하는 제2출구(5a)를 갖고 있다. 제2출구(5a 및 5b)를 통한 이들 도관(4)의 배출 각도는 제2도에서 각도(

)로 표시되어 있다(이 경우

는 36

). 제2출구(5a)는 경사면(10)의 수준으로 형성되어 있다.On both sides of the supply conduit 1, an air supply conduit 2 is formed for discharging air to the

second outlets

5a and 5b via an inclined conduit 4. These second outlets consist of two sets, one set on each side of the first outlet 3. Each set has a second outlet 5a that alternates with the second outlet 5b, as will be described in detail later. The discharge angles of these conduits 4 through the

second outlets

5a and 5b are shown in FIG.

Is indicated by (in this case

Is 36

). The second outlet 5a is formed at the level of the inclined surface 10.

공급도관(1)의 긴 측벽에는 장방형 단면의 홈(7)이 형성되어 있는데, 이 홈(7)은 버어너 선단부(6)의 경사면에 도달하면 유사한 형상의 홈(9)으로서 연장된다. 홈(9)은 제2출구(5b)에서 도관(4)으로 개방되어 있다. 제2출구(5a 및 5b)는 각 셋트의 출구내에서 서로 교대로 배치되며, 더우기 하나의 셋트의 출구가 다른 하나의 셋트의 출구에 대하여 교대로 위치를 점유하고 있다. 홈(7)은 제1도에 도시한 바와 같이 제1출구(3)에서 정방형 오목부를 형성하며, 여기서 제1출구는 공급도관(1)으로부터 가스를 배출시킨다. 제1도에 도시한 바와 같이, 이들 오목부는 제1출구(3)의 종 방향으로 제1출구(3)의 일측으로부터 타측까지 교대로 배치되어 있다.The long side wall of the supply conduit 1 is formed with a groove 7 having a rectangular cross section, which extends as a groove 9 having a similar shape when reaching the inclined surface of the burner tip 6. The groove 9 is open to the conduit 4 at the second outlet 5b. The second outlets 5a and 5b are alternately arranged in the outlet of each set, and moreover, the outlet of one set alternately occupies a position with respect to the outlet of the other set. The groove 7 forms a square recess at the first outlet 3 as shown in FIG. 1, where the first outlet discharges gas from the supply conduit 1. As shown in FIG. 1, these recesses are alternately arranged from one side to the other side of the first outlet 3 in the longitudinal direction of the first outlet 3.

제3도는 세라믹 버어너의 일측 사시도로서, 이 도면으로부터 홈(7 및 9)의 방향 및 제2출구(5a)에 대한 제2출구(5b)의 오목부 위치를 명확히 알 수 있다.3 is a perspective view of one side of the ceramic burner, from which the direction of the grooves 7 and 9 and the position of the recess of the second outlet 5b with respect to the second outlet 5a can be clearly seen.

제1도는 제1출구(3)의 일측에 있는 한 셋트의 제2출구(5a 및 5b)가 각각 제1출구(3)의 타측에 있는 다른 한 셋트의 제2출구(5a 및 5b)와 동일 평면상에 어떻게 배열되는가를 나타내고 있다. 따라서, 이들 셋트의 제2구(5a 및 5b)로부터 배출되는 연소용 공기는 중심부의 가스 흐름을 통하여 유동하는 것이 아니라 가스흐름을 향하여 그를 따라 유동한다. 도면에 도시한 바와 같이, 오목부(8)의 특수 설계 및 제2출구(5b)의 효과적인 오목부 위치는 가스와 공기의 흐름 사이에 이례적인 난류 전이층을 일으켜 그 결과 가스와 공기의 이상적인 균질화가 매우 짧은 거리에 걸쳐 달성된다. 이 결과 연소용 공기의 지나친 과잉 공급 없이도 연소가스의 매일 균일하고 완전한 연소 및 안정한 불꽃 형태가 이루어진다.1 is the same as one set of second outlets 5a and 5b on one side of the first outlet 3 and the other set of second outlets 5a and 5b on the other side of the first outlet 3, respectively. It shows how it is arranged on the plane. Thus, the combustion air discharged from these sets of second spheres 5a and 5b does not flow through the gas stream at the center but flows along it towards the gas stream. As shown in the figure, the special design of the recess 8 and the effective recess position of the second outlet 5b create an unusual turbulent transition layer between the flow of gas and air, resulting in an ideal homogenization of gas and air. Achieved over a very short distance. The result is a uniform and complete combustion of the combustion gases daily and a stable flame pattern without excessive oversupply of combustion air.

Claims

Parallel vertical feed conduits 1 and 2 for the two combustion components (gas and air) are formed so that the feed conduit 1 opens upward at the first outlet 3 and the feed conduit 2 is Gas ceramics for the combustion chamber of the furnace hot-furnace furnace which is opened at a plurality of second outlets 5a and 5b located at both upper portions of the first outlet 3, and the discharge direction of the second outlet is inclined with respect to the discharge direction of the first outlet. In the burner, the first outlet 3 has a slot shape, and on its long side, a plurality of recesses 8 extending outwardly toward the second outlets 5a and 5b are formed. 5a and 5b are arranged side by side with the long side of the first outlet 3 so that the second outlet on one side is opposed to the second outlet on the other side, the recess 8 is the length of the first outlet (3) Along each side of the long side toward the alternate second outlet 5b of the second outlet The combustion furnace of heat air flow path, characterized in that in which to configure a practical ceramic gas burner.

2. The second outlet 5a according to claim 1, wherein the second outlet 5a located between the alternating second outlets 5b is inclined away from the first outlet 3 on two sides of the first outlet 3. It is formed in the upwardly inclined surface 10, the recess 8 is formed by a groove 7 of a rectangular cross section extending upward from the side wall of the supply conduit 1 to the first outlet 3, The groove 7 extends in parallel and inclined with respect to the inclined surface 10 from the first outlet 3 so as to intersect the alternate second outlet 5b of the second outlet. Gas ceramic burners for combustion chambers.

According to claim 2, wherein the inclined surface 10 is 15 to 45 with respect to the vertical

Angle of

) And the discharge direction of the second outlets 5a and 5b is 30 to 70 with respect to the vertical.

Angle of

A gas ceramic burner for a combustion chamber of a blast furnace hot air furnace, characterized in that it is inclined to

The method of claim 3, wherein the angle (

) Is 35-40

, The angle (

) Is 25-30

A gas ceramic burner for a combustion chamber of a blast furnace hot air furnace, characterized by the above-mentioned.

The concave portion (8) according to any one of claims 1 to 4, wherein the concave portion (8) has a square shape in plan view and has a depth corresponding to 20 to 30% of the width of the first outlet (3). Gas ceramic burner for the combustion chamber of the furnace heat furnace.