DE699963C

DE699963C - Gas-fired aluminum melting furnace

Info

Publication number: DE699963C
Application number: DE1937K0145198
Authority: DE
Inventors: Otto Saffran
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1937-01-21
Filing date: 1937-01-21
Publication date: 1940-12-10

Description

Gasgefeuerter Aluminiumschmelzofen Die Erfindung bezieht sich auf gasgefeuerte Aluminiumschmelzöfen o. dgl. mit aus feuerfestem Stoff bestehenden Heizrohren, die den Ofenraum durchsetzen und auswechselbar angeordnet sind.Gas Fired Aluminum Melting Furnace The invention relates to gas-fired aluminum smelting furnaces or the like made of refractory material Heating pipes that penetrate the furnace chamber and are arranged to be exchangeable.

Die - Heizrohre wurden bisher fest in die Seitenwände des Ofens unterhalb der gewölbeartig ausgebildeten Ofendecke eingebettet. Die Enden der Heizrohre werden' dabei gasdicht an die in den Ofenseitenwänden vorgesehenen Brenner oder Abgaskanäle angeschlossen, so daß die Heizgase nicht in das Ofeninnere eindringen können. Bei dieser Ausbildung- der Öfen sind die Heizrohre der Gefahr des Zerspringens in erhöhtem Maße ausgesetzt, selbst wenn sie vorsichtig auf die Arbeitstemperatur erhitzt werden.The - heating pipes were previously firmly in the side walls of the furnace below embedded in the vault-like furnace ceiling. The ends of the heating pipes are ' at the same time gas-tight to the burners or exhaust gas ducts provided in the furnace side walls connected so that the heating gases cannot penetrate the inside of the furnace. at With this design, the heating tubes are at increased risk of cracking Dimensions exposed even if carefully heated to working temperature.

Es hat sich gezeigt, daß die Temperatur des Rohrkörpers insbesondere während des Anheizens des Ofens von der Temperatur des das .Rohr umgebenden Ofenmauerwerks so stark verschieden ist, daß erhebliche Unterschiede in der Wärmedehnung entstehen. Das Heizrohr, von dem aus die Wärme auf das gesamte Ofenmauerwerk übertragen wird, erreicht vielfach seine Arbeitstemperatur von etwa i2oo bis i3oo°, schon in einem Zeitpunkt, in dem sich das Ofenmauerwerk kaum auf Zoo bis 300° erwärmt hat. Der Rohrkörper dehnt sich bei i3oo° natürlich viel stärker als die Ofenseitenwände, und dadurch, kommt es zu Spannungen in dem Rohr, das schließlich zerreißt. Ähnliche Schwierigkeiten treten auch dann - auf, wenn der Baustoff für die Heizrohre und das Ofenmauerwerk verschieden ist, beispielsweise wenn man für die Heizrohre hochfeuerfesten SiLlimanit wählt und für das Ofenmauerwerk das wohlfeilere Silikamaterial. Silikamaterial hat bekanntlich eine stark ungleichmäßige Wärmedehnung, die bis etwa 6oo° wesentlich stärker ist als bei Schamofte- und Sillimanitmaterial, so daß man auch beim Anheizen eines solchen Ofens durch besondere unmittelbar in den Ofenraum hineinbrennende Einrichtungen zusätzliche Beanspruchungen der Rohrkörpex durch Wärmespannungen nicht vermeiden kann.It has been shown that the temperature of the tubular body in particular during the heating of the furnace from the temperature of the furnace masonry surrounding the pipe is so different that there are significant differences in thermal expansion. The heating pipe from which the heat is transferred to the entire furnace masonry, often reaches its working temperature of around i2oo to i3oo °, all in one Time at which the oven brickwork has barely warmed up to 300 ° at the zoo. Of the At i3oo °, the pipe body naturally expands much more than the furnace side walls, and this creates tension in the pipe which eventually ruptures. Similar Difficulties also arise - when the building material for the heating pipes and the kiln masonry is different, for example when one is highly refractory for the heating pipes SiLlimanit chooses the cheaper silica material for the kiln masonry. Silica material is known to have a highly uneven thermal expansion, which is significant up to about 600 ° is stronger than with Schamofte and Sillimanitmaterial, so that you can also heat up of such a furnace by special ones that burn directly into the furnace chamber Facilities do not cause additional stresses on the tubular body due to thermal stresses can avoid.

Man hat deshalb schon vorgeschlagen, die. Heizrohre an den Auflagepunkten nicht fest mit dem Mauerwerk zu verbinden, sondern so anzuordnen, daß sich die Rohre gegenüber dem Ofenmauerwerk frei dehnen können: Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß an der Stelle, wo sich das Rohrende frei im Mauer werk bewegt, durch die dort notwendigerweise vorzusehende Fuge zwischen Rohr und Mauerwerk Verbrennungsgase in den Ofenraum eintreten, was beispielsweise möglich ist, wenn in den Heizräumen gegenüber dem Ofenraum ein Überdruck vorhanden ist.That is why it has already been suggested. Heating pipes not to be firmly connected to the masonry at the support points, but to be arranged in such a way that that the pipes can expand freely in relation to the kiln masonry: Here there is however, there is a risk that at the point where the pipe end moves freely in the masonry, Combustion gases due to the joint between the pipe and the masonry, which must be provided there enter the furnace room, which is possible, for example, when in the boiler rooms there is an overpressure in relation to the furnace chamber.

Um dies zu verhindern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, innerhalb der Ofenwand, und zwar rund um das Rohr herum, einen engen Ringkanal anzuordnen, in welchem gegenüber dem Ofenraum ein etwas geringerer Druck aufrechterhalten wird, so daß, falls Gase von den Verbrennungsräumen her durch die absichtlich gebildeten Schlitze rund um das Heizrohr herum in den Ofenraum ziehen wollen, dieselben in diesen Ringkanal abströmen müssen.To prevent this, it is proposed according to the invention, within the furnace wall, around the pipe, to arrange a narrow ring channel, in which a slightly lower pressure is maintained compared to the furnace chamber, so that if gases come from the combustion chambers through the intentionally formed ones Want to draw slots around the heating tube in the oven chamber, the same in this ring channel must flow off.

Die Erfindung besteht somit darin, daß, in den die Heizröhrenden frei verschiebbar aufnehmenden Durchbrechungen der Ofenseitenwände zwischen dem Rohrende und dem Ofenraum Ringkanäle angeordnet werden,. die einerseits mit dem Zwischenraum zwischen dem Heizrohr und der Wanddurchbrechung und andererseits mit einem unter vermindertem regelbarem Druck stehenden Raum, vorzugsweise dem Kamin, verbunden sind.The invention thus consists in that, in which the heating tubes are free slidably receiving openings in the furnace side walls between the pipe end and annular channels are arranged in the furnace chamber. the one with the space in between between the heating pipe and the wall opening and on the other hand with an under Reduced controllable pressure room, preferably the chimney, connected are.

Bei dem erfindungsgemäßen Ofen wird also in dem Ringkanal, der die Heizrohrenden umgibt, ein geringer regelbarer Unterdruck gegenüber dem Ofenraum aufrechterhalten, was zur Folge hat, daß eine Gasströmung durch den Zwischenraum zwischen Heizrohr und Ofenwand in den Ofenraum hinein unmöglich ist. Man kann daher die Heizrohrenden mit genügendem Spiel in der Ofenwand lagern, so daß sich die Rohre frei dehnen können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß man die Rohre seitlich durch die vergrößerten Durchbrechungen des Ofenmauerwerks auswechseln kann.In the furnace according to the invention is therefore in the annular channel that the Surrounding the ends of the heating pipe, a low controllable negative pressure compared to the furnace chamber maintained, with the result that a gas flow through the gap between the heating pipe and the furnace wall into the furnace chamber is impossible. One can therefore store the ends of the heating pipes in the furnace wall with enough play so that the pipes are can stretch freely. Another advantage of the invention is that the Replace the pipes laterally through the enlarged openings in the furnace masonry can.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein kippbarer Schmelzofen gemäß der Erfindung dargestellt. .In the accompanying drawing, a tiltable melting furnace is shown in accordance with of the invention shown. .

Fig. i stellt einen senkrechten Querschnitt durch den Ofen und Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt dar.Fig. I shows a vertical cross-section through the furnace and Fig. 2 shows a vertical longitudinal section.

Der Ofen i nach Fig. i ist im oberen Teil mit den Heizrohren 3 versehen, welche den Ofenraum durchsetzen. Auf der einen Seite des Ofens sind die Brenner 4 angeordnet, welche einzeln oder gruppenweise die Rohre beheizen, während auf der anderen Seite der Abzugskanal 5 vorgesehen ist, in welchem die Verbrennungsgase gesammelt werden. Damit keine Verbrennungsgase in den Ofenraum eintreten können, ist in der Wand zwischen Brennerraum und Ofenraum sowie zwischen dem Abgassammellkanal und Ofenraum je. y ein Ringkanal 6 angeordnet, durch welche G-ä:se, die gegebenenfalls vom Brennerraum oder vom Abgaskanal in den Ofenraum strömen wollen, aufgefangen und abgeleitet werden.The furnace i according to FIG. I is provided in the upper part with the heating pipes 3 which penetrate the furnace space. On one side of the furnace, the burners 4 are arranged, which individually or in groups heat the tubes, while on the other side the exhaust duct 5 is provided, in which the combustion gases are collected. So that no combustion gases can enter the furnace space, there is each in the wall between the burner space and the furnace space and between the exhaust gas collecting duct and the furnace space. y an annular channel 6 is arranged, through which gases, which possibly want to flow from the burner chamber or from the exhaust gas channel into the furnace chamber, are collected and diverted.

Die Rohre 3 sind in den Durchführungen des Mauerwerks 7 mit Spiel gelagert, so daß sie sich entsprechend der Wärmedehnung frei bewegen können. Die Gewölbe 8 der Füllöffnungen 9 des Ofens ragen so weit in, den Ofen hinein, daß die 'vor der Füllöffnung liegenden Rohre vor Beschädigung durch Arbeitsgeräte oder vor plötzlicher Abkühlung durch kalte Luft geschützt werden. Nach Fig. 3 sind die Rohre 3 leicht gebogen ausgeführt, wodurch die Tragfähigkeit der Rohrkörper verbessert und ein Durchbiegen der Rohre verhindert wird.The pipes 3 are in the leadthroughs of the masonry 7 with play stored so that they can move freely according to the thermal expansion. the Vaults 8 of the filling openings 9 of the furnace protrude so far into the furnace that the '' Pipes lying in front of the filling opening from damage by tools or from be protected from sudden cooling by cold air. According to Fig. 3 are the tubes 3 slightly curved, which improves the load-bearing capacity of the tubular body and bending of the pipes is prevented.

Die Auswechslung der Rohre geschieht entweder durch die öffnungen, in welchen die Brenner ¢ sitzen, oder nach der anderen Seite durch die Aussparung i o, welche im Mauerwerk freigelassen und nachträglich für sich spiegelartig zugemauert wird.The exchange of the pipes is done either through the openings, in which the burners ¢ sit, or on the other side through the recess i o, which were left free in the masonry and later walled up in a mirror-like manner will.

In Fig.4 wird gezeigt, wie die Heizkanäle angeordnet werden, falls die Seitenwände und der . Boden des Ofens mit beheizt werden sollen. In diesem Falle werden durch die Brenner 4 die Rohre 3 beheizt, die Verbrennungsgase durchstreichen die Seitenkanäle i i und die Bodenkanäle 12 und treten dann in den Abzugskanal 13 ein.In Fig.4 it is shown how the heating channels are arranged, if the side walls and the. The bottom of the oven is to be heated with. In this case If the tubes 3 are heated by the burners 4, the combustion gases are passed through the side channels i i and the bottom channels 12 and then enter the exhaust channel 13 a.

Nach Fig. 5 wirken die Brenner 14 in den Bodenkanal 1ä. Die Verbrennungsgase steigen durch die Kanäle in der Seitenwand nach oben in den Sammelkanal 15 und streichen von hier durch die Heizrohre 3 in den Sammelkanal 16. According to FIG. 5, the burners 14 act in the floor duct 1a. The combustion gases rise up through the channels in the side wall into the collecting duct 1 5 and from here sweep through the heating pipes 3 into the collecting duct 1 6.

Nach Fig. 6 ist die Durchführung der Brenner 3 .durch das Ofenmauerwerk in größerem Maßstab gezeigt, wobei man erkennen kann, daß, falls Gase aus dem Sammelkanal 5 in den Heizraum 2 eintreten wollen, dieselben zuerst den Kanal 6 passieren müssen und hier dann sofort abgeleitet werden und deshalb nicht in den Ofenraum 2 gelangen können.According to Fig. 6, the implementation of the burner 3. Through the furnace masonry shown on a larger scale, it can be seen that, if gases from the collecting duct 5 want to enter the boiler room 2, the same must first pass through the channel 6 and are then immediately diverted here and therefore do not get into the furnace chamber 2 can.

In dem Ringkanal 6 wird während des Betriebes ein geringer regelbarer Unterdruck gegenüber dem Ofenraum eingehalten, was in einfacher Weise dadurch geschehen kann, daß der Kanal 6 unter Zwischenschaltung, einer Drosselung mit dem Kamin verbunden wird. Ist nun der Gasdruck im Abgaskanals größer als im Ofenraum; so daß die Abgase die Neigung haben, teilweise in den Ofenraum. durch die offene Fuge zwischen Heizrohrende und. Ofenwand abzuströmen, hält der unter einem geringeren Druck als der Ofenraum stehende .Ringkanal 6 den Abgasstrom in der Wandfuge auf und leitet die Abgase beispielsweise in den Kamin ab.In the ring channel 6 is a little controllable during operation Negative pressure compared to the furnace chamber maintained, which is done in a simple manner can that the channel 6 is connected to the chimney with the interposition of a throttle will. If the gas pressure in the flue gas duct is now greater than in the furnace; so that the exhaust have a tendency to partially enter the furnace chamber. through the open joint between the end of the heating pipe and. To flow away from the furnace wall, holds the one under less pressure as the furnace chamber standing .Ringkanal 6 and directs the exhaust gas flow in the wall joint the exhaust gases, for example, into the chimney.

Claims

PATENT CLAIM: Gas-fired aluminum melting furnace or the like with from refractory, preferably ceramic material existing heating pipes, the dexi The furnace chamber through and are arranged interchangeably, characterized by that in the freely displaceable receiving openings of the heating tube ends Furnace side walls are arranged between the pipe end and the furnace chamber channels, which on the one hand with the space between the heating pipes and the wall opening and on the other hand with a pressure which is reduced compared to the furnace space Room, preferably the fireplace.