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Ofenanlage, insbesonders zur Eisen-und Stahlerzeugung.
Die Erfindung betrifft eine Schmelzofenanlage, die in erster Linie zur Eisen-und Stahlerzeugung bestimmt ist, u. zw. eine solche mit einseitiger Flammenführung, Abzug der Verbrennungsgase nach unten und Einschaltung eines Schlacken ofens zwischen Schmelzofen und Wärmespeicher.
Eine derartige Ofenanlage wird nach der Erfindung so ausgeführt, dass ihre einzelnen Bestandteile (der Schmelzofen, der Sehlackenofen, die Wärmespeicher, die Umsteuervorrichtung sowie die Gas-und Abgaskanäle) möglichst frei angeordnet und grössere Mauerwerkklötze vermieden sind. Trotzdem ist für Gas und Luft einerseits und die Abgase anderseits das Gegenstromprinzip gewahrt.
Durch die einseitige Flammenführung im Schmelzofen wird es möglich, den Ofen auch so auszubilden, dass der Strom der Abgase hinter dem Schmelzbad geteilt und der eine Teilstrom durch den Schlackenofen und die Wärmespeicher, der andere Teilstrom aber durch einen Wärm-oder Glühofen zum Schornstein geführt wird. Dieser zweite Ofen kann auch ein Röst-, Brenn-oder Agglomerierofen bzw. ein rotierender Ofen, wie sie beispielsweise in der Zementfabrikation verwendet werden, sein. Die Teilung der Abgase ist an sich bekannt. Ihre Verwendung ist jedoch bei der vorliegenden Ofenanlage besonders vorteilhaft, weil die einseitige Flammenführung eine ständige und gleichmässige Beheizung des zweiten Ofens ermöglicht. Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine besondere Ausbildung derjenigen Ofenseite, an der die Abgase in den Schlackenofen abgezogen werden.
Diese besteht darin, dass an der Rückseite Arbeitstüren angebracht sind, die so liegen, dass bei ihren Öffnen keine Luft in den eigentlichen Arbeitsraum des Ofens gelangen kann, sondern etwa eintretende Luft direkt in den Abgaskanal zieht.
Es wird mit Hilfe dieser Türen möglich, nach dem Einsetzen einer Charge den Ofen gewissermassen hermetisch abzuschliessen, wodurch die Durchführung reduzierender Schmelzprozesse erheblich erleichtert wird.
Die Ofenanlage kann für besondere Zwecke statt des Schlackenofens mit einem einfachen Schlackensammelraum (Schlackenkammer) oder einer Staubkammer ausgeführt werden.
Endlich kann man die Ofenanlage gewissermassen mit einem Doppelofen ausführen, indem man hinter den Abgaskanal einen gleichartigen zweiten Ofen ansetzt, der das Spiegelbild des ersten Ofens bildet. Dann heizt man nur den einen Ofen und führt die Abgase zum Teil durch die Wärmespeicher, zum Teil durch den andern Ofen, in welchem sie bei dieser Art der Betriebsführung zum Vorwärmen frisch eingesetzter Charge dienen. Es ist dann nötig, den Brenner des ausgeschalteten Ofens durch eine besondere Abgasführung zu schützen.
Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 die Ofenanlage in einem senkrechten Schnitt dar. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ofenanlage bezeichnet 1 den Schmelzofen, 6 den Abgaskanal, 7 den Schlackenofen, 11 und 13 die Umsteuerventile, 12 den Wärmespeicher und 14 den Fuchs. An einer Ofenseite ist ein Brenner 22 vorhanden, von dem aus eine lange Flamme mit zwei Verbrennungspunkten B1 und B2 über das Bad hinwegstreicht.
Bei der Ofenanlage nach Fig. 1 ist ein Wärmeofen 24 hinter dem Abgaskanal 6 angeschlossen.
Der Ofen 24 kann, wie bereits in der Einleitung erwähnt wurde, sowohl als Wärme-oder Glühofen, vor allem aber auch als Rost-, Brenn-oder Agglomerierofen sowie als rotierender Ofen ausgebildet werden, wodurch das Anwendungsgebiet der Ofenanlage ganz erheblich erweitert wird.
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Die Zeichnung lässt erkennen, dass von sämtlichen Einzelteilen der Ofenanlage, trotzdem sie zu einem Ganzen vereinigt sind, jeder ftir sich leicht zugänglich angeordnet ist, so dass es möglich ist, sowohl Reparaturen bequem auszuführen als auch den Schmelzofen, den Wärmeofen und den Schlackenofen ohne besondere Mühe zu bedienen. Auch wärmetechnisch ist die geschilderte Gliederung der Ofenanlage von besonderem Vorteil, da ihre freibleibenden Einzelteile, die verschieden stark erhitzt werden, in ihrer Ausdehnung durch benachbarte Ofenteile nicht behindert werden.
Bei der in Fig. 2 im Grundriss dargestellten Ofenform bezeichnet 72 den Herd und 73 die normalen Einsetztüren. Durch diese wird die Charge eingebracht, worauf die Türen hermetisch verschlossen werden. An der Seite des Ofens, an der der Abgaskanal 74 liegt, sind weitere Türen 75 angebracht, die als Arbeitstüren während des Schmelzprozesses zum Einbringen weiterer Zuschläge und zum Abziehen der Schlacken dienen. Bei reduzierendem Schmelzen erreicht man-durch diese Anordnung der Türen, dass keine Luft mehr an das Schmelzbad gelangen kann, was der Fall sein würde, wenn die Türen 73 während des Schmelzens geöffnet werden müssten. Diejenige Luft, die durch die Türen 75 während des Schmelzens eintritt, wird sofort von den Abgasen in den Abgaskanal 74 gerissen.
In Fig. 3 ist der eigentliche Schmelzofen gewissermassen verdoppelt. In der Mitte befindet sich der Abgaskanal 76, links und rechts je ein Herd 77 bzw. 78 mit den dazugehörigen Brennern 79 und 80.
Vor den Brennern sind noch besondere Abgaskanäle 81 und 82 vorgesehen. Der Kanal 82 ist mit den Deckeln 83 abgeschlossen. Angenommen, der Brenner 80 sei in Betrieb und auf dem Herd 78 befindet sich ein Schmelzbad, dann geren die Abgase zum, Teil durch den Kanal 76, zum Teil über den Herd 77 hinweg zum Abgaskanal81. Auf dem Herd 77 ist eine neue Charge als sperriges Arbeitgut hoch aufgetürmt.
Der Brenner 79 ist ausgeschaltet. Der Ofen arbeitet jetzt so, dass auf dem Herd 78 geschmolzen wird, während auf dem Herd 77 die neue Charge nur vorgewärmt wird ; die über diese hinwegstreichenden Abgase werden noch vor dem Brenner 79 durch den Kanal 81 abgezogen, um den Brenner zu schützen. Letzterer könnte auch, wie der Kanal 82, besonders abgedeckt sein.
'In Fig. 4 ist der Doppelofen im Grundriss dargestellt. 84 und 85 sind Wärmespeicher, 86 der Schornstein, 87, 88 und 89 drei Ventile. Die Gas-und Luftführung ist folgende :
Das Gas wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht vorgewärmt und den Brennern 79 und 80 durch Leitungen 90 zugeführt. Der Brenner 80 ist in Betrieb, wie in Fig. 3. Die Luft tritt durch die Öffnung 91 in das Ventil 87 ein, geht durch den Kanal 92 zum Wärmespeicher 85, wird in diesem erwärmt, geht durch den Kanal 93 zum Ventil 88, von diesem durch einen kurzen Verbindungskanal über das Ventil 89 durch den Kanal 94 zum Brenner 80. Eine Verbindungskammer 95 im Kanal 94 steht durch einen Kanal 96 mit dem durch die Deckplatte 83 abgeschlossenen Abgaskanal 82, der in der Ofensohle gegabelt ist, in Verbindung.
Die Abgase gehen teils in den Abgaskanal 76 und teils über den Herd 77 hinweg zu dem ebenfalls gegabelten Abgaskanal 81. Der Kanal 76 ist zum Ventil 88 geführt, das den einen Teilstrom der Abgase durch den Kanal 97 zum Wärmespeicher 84 leitet. Nach Passieren des Wärmespeicher 84gehen die Abgase durch einen Kanal 98 und das Ventil 57 sowie einen anschliessenden Kanal 99 zum Schornsteinzug 86. Der andere Teilstrom der Abgase geht von dem Abgaskanal 81 durch
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durch einen tiefliegenden Kanal 103 unter den Ventilen 88 und 87 hindurch direkt zum Schornstein. Esistersichtlich, dass mit Hilfe der beschriebenen Ventile und Kanalanordnung jederzeit die Brenner 79 und 80 beliebig abwechselnd in Betrieb gesetzt und die Abgase entsprechend durch den Kanal 76 sowie die
Kanäle 81 und 82 abgezogen werden können.
Dabei wird jeweils derjenige Abgaskanal abgedeckt, der neben dem in Betrieb befindlichen Brenner liegt.
Um zu erreichen, dass das Bad möglichst gleichmässig durchgewärmt wird, können an der Seite der Flammenzuführung mehrere Brenner angeordnet werden, die mit verschieden langer Flamme arbeiten. Ein Teil erhält dann eine kurze Flamme und ein Teil eine lange, so dass die verschiedenen
Regionen des Bades von den verschieden weit von der Brennerwand entfernten heissesten Flammenteilen getroffen werden. Um die Gleichmässigkeit der Beheizung noch zu vergrössern, kann man durch geeignete Umsehaltvorrichtungen, die in der Technik genügend bekannt sind, die Flammenlänge der einzelnen
Brenner abwechselnd kurz oder lang machen.
Man ist auch nicht gezwungen, die Brenner nur an der Stirnseite des Ofens anzuordnen, vielmehr können auch an beliebigen andern Stellen, beispielsweise an der Vorder-oder Rückseite des Ofens, weitere Brenner eingebaut werden. Die Einzelflammen der verschiedenen Brenner ergänzen sich auf die beschriebene Art, gewissermassen zu einer einzigen gleichmässig heissen, das ganze Bad bedeckenden Flamme.
Je nach dem Zweck des Ofens, z. B. ob er als Glüh-, Wärme-, Rost-oder Schmelzofen verwendet wird, kann man den Abzug höher oder tiefer legen und seine Gestalt abändern, um jeweils die günstigste Flammenzuführung zu erreichen.
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