DE2002375C3 - Gas burners for shaft furnaces - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner für Schachtofen, de. ein als Zufuhrrohr für unbrennbares Gas dienendes Gehäuse und ein koaxial in diesem angeordnetes Brenngasrohr enthält, wobei das Gehäuse und das Brenngasrohr mit kegelförmigen Schirmen an den Gasaustrittsöffnungen versehen sind.The invention relates to a gas burner for shaft furnace, de. one as a supply pipe for incombustible Contains gas serving housing and a coaxially arranged in this fuel gas pipe, wherein the housing and the fuel gas pipe is provided with conical screens at the gas outlet openings.

Aus der DE-PS 4 68 782 ist eine Vorrichtung zur Einführung von Gas und Luft in Schachtbrennöfen bekannt, die gekennzeichnet ist durch zwei gleichachsig ineinanderliegende und in nahezu gleicher oder verschiedener Hohe ausmündende Rohre für Gas und Luft, die von der Abzugsvorricht;-\ig für das gebrannte Gut getragen werden und ,mit oder in dieser drehbar sind. Eine derartige Vorrichturl·- erfordert einen Drehantrieb und unterliegt durch die Reibung mit dem Brenngut einem starken Verschleiß.DE-PS 4 68 782 discloses a device for introducing gas and air into shaft kilns known, which is characterized by two equiaxed one inside the other and at almost the same or different heights opening out pipes for gas and Air coming from the extractor; - \ ig for the fired Can be carried well and can be rotated with or in this are. Such a device requires a rotary drive and is subject to the friction with the The material to be fired is subject to severe wear and tear.

Aus dem DE-Gm 19 92 636 ist eine Vorrichtung zur Beheizung von Schachtofen mit Heizgas von der Ofensohle aus bekannt, bestehend aus einer aufrecht stehenden Zuleitung und Verteilerkammer für das Heizgas und einer damit zusammengefaßten Zuführung für die Verbrennungsluft, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Luftführung als doppelter Ringraum um die Heizgaszuleitung angeordnet und innen in aufsteigender, außen in absteigender Richtung von der Verbrennungsluft durchströmt wird. Dadurch soll eine getrennte Regelung der Heizgas- und Luftzuführung und eine zuverlässige Verteilung über den ganzen Querschnitt des Ofenschachtes erreicht werden.From DE-Gm 19 92 636 a device for heating shaft furnace with heating gas from the Oven sole known from, consisting of an upright supply line and distribution chamber for the Heating gas and a combined supply for the combustion air, which is characterized is that the air duct is arranged as a double annular space around the heating gas supply line and inside in ascending, the combustion air flows through the outside in a descending direction. This is intended to be a separate Regulation of the heating gas and air supply and reliable distribution over the entire cross-section of the furnace shaft can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der eingangs erwähnten Art anzugeben, der dem Gemisch im Ofen die Eigenschaft verleiht, daß seine Zündtemperatur bedeutend höher ist als die Temperatur eines einfachen Gas-Luftgemisches, wobei die Entzündungstemperatur der Menge des unbrennbaren Gases im Gemisch proportional ist, wodurch eine Stabilisierung der Bedingungen möglich ist, die die Entzündung des Gasgemisches nur in der Brennzone durch Veränderung der Menge des unbrennbaren Bestandteils im Gemisch gewährleistet,The invention is based on the object of specifying a gas burner of the type mentioned at the beginning, which gives the mixture in the furnace the property that its ignition temperature is significantly higher than that Temperature of a simple gas-air mixture, the ignition temperature being the amount of incombustible Gas in the mixture is proportional, whereby a stabilization of the conditions is possible, which the Ignition of the gas mixture only in the combustion zone by changing the amount of the non-combustible Constituent in the mixture guaranteed,

Dies wird bei einem Gasbrenner für Schachtofen, der ein als Zufuhrrohr für unbrennbares Gas dienendes Gehäuse und ein koaxial in diesem angeordnetes Brenngasrohr enthält, wobei das Gehäuse und das Brenngasrohr mit kegelförmigen Schirmen an den Gasaustrittsöffnungen versehen sind erfindungsgemäß erreicht durch ein in Form eines Flansches mitThis is the case with a gas burner for shaft furnaces, which is used as a supply pipe for incombustible gas Housing and a coaxially arranged in this fuel gas tube, wherein the housing and the Fuel gas pipe with conical screens at the gas outlet openings are provided according to the invention achieved by having a in the form of a flange

h'i Düsenbohrungen ausgeführtes Anschlußstück, das an der Austrittsstelle des durch das Brenngasrohr zugeführten Brenngases eine sich in Bewegungsrichtung des Gases verjüngende Kammer begrenzt und durch vor den Austrittsöffnungen für unbrennbares Gas im Gehäuse von kegelförmigen Schirmen gebildete, sich in Bewegungsrichtung des Gases verjüngende Kammern. Connection piece made with nozzle bores, which delimits a chamber tapering in the direction of movement of the gas at the exit point of the fuel gas supplied through the fuel gas pipe and through chambers formed by conical shields in front of the exit openings for incombustible gas in the housing and tapering in the direction of movement of the gas.

Durch diesen Aufbau werden Kammern vor den Austrittsöffnungen gebildet, die Brenngas und unbrennbares Gas bei hoher Entzündungstemperatur bis in die Brennzone aufsteigen lassen, wodurch erst in dieser die Entzündung erfolgt und die Brennvorgänge beispielsweise bei Veränderung der Fraktionszusammensetzung des Brenngutes und anderen Faktoren, welche die Lage der Brennzone beeinflussen können, leicht gesteuert werden können.Due to this structure, chambers are formed in front of the outlet openings, the fuel gas and incombustible Let the gas rise up into the combustion zone at a high ignition temperature, whereby the Ignition takes place and the burning processes, for example, when the fraction composition changes the items to be fired and other factors that can influence the position of the firing zone are easily controlled can be.

Die Verwendung von unbrennbaren Gasen beim Brennen im Schachtofen ist beispielsweise aus der DE-PS 10 86 165 und der DE-AS 1156 694 zum Fernhalten der Flammen von der Außenwand und zu deren Schonung an sich bekannt.The use of incombustible gases when burning in the shaft furnace is, for example, from the DE-PS 10 86 165 and DE-AS 1156 694 to keep the flames away from the outer wall and too whose protection is known per se.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der ein erfindungsgemäßer Gasbrenner im Schnitt dargestellt istThe invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained, in which a gas burner according to the invention is shown in section

Der Gasbrenner besitzt ein Gehäuse 1, das zusammen mit einem Sattel 2, der zum Anordnen ties Brenners in dem Ofen dient, die Grundlage der Konstruktion bildet Gleichzeitig erfüllt das Gehäuse 1 die Funktion eines Zufuhrrohres für unbrennbares Gas. Diese Lösung gestattet es, das Gehäuse aus gewöhnlichen Stahlsorten herzustellen, weil unbrennbares Gas, welches dem Gehäuse 1 zuströmt, gleichzeitig auch ein ausreichendes Kühlmedium für den Gasbrenner ist, was es bei relativ geringen Wandstärken dem Gehäuse 1 ermöglicht, den beträchtlichen Druck einer großen Masse von Brenngut auszuhalten.The gas burner has a housing 1 which, together with a saddle 2, for arranging ties in the burner Serves the furnace, forms the basis of the construction At the same time, the housing 1 fulfills the function of a Supply pipe for incombustible gas. This solution allows the housing to be made from ordinary types of steel produce because incombustible gas which flows into the housing 1, at the same time also a sufficient one The cooling medium for the gas burner is what makes it possible for the housing 1 to have relatively small wall thicknesses withstand considerable pressure from a large mass of material to be fired.

Ein Brenngasrohr 3, das im Gehäuse 1 des Gasbrenners koaxial dazu angeordnet ist, dient zur Brenngaszufuhr. Diese Lage des Erenngasrohres 3 sichert es vor zufälligen mechanischen Beschädigungen und somit vor unerwünschtem Gasentweichen. Der obere Teil des Brenngasrohres 3 ragt etwas über das Gehäuse 1, welches mit einem Flansch 4 endet, und besitzt Öffnungen 5, die in Radialrichtung zum Austritt vom Brenngas gleichmäßig verteilt liegen, wobei unter ihnen ein Anschlußstück 6 angeordnet ist, das in Gestalt eines Flansches mit Düsenbohrungen 7 ausgeführt ist. Diese ganze Konstruktion ist mit einem kegelförmigen Schirm 8 abgedeckt, der als Sicherung vor Verstopfung der öffnungen 5 zum Austritt von Brenngas aus Rohr 3 und Düsenbohrungen 7 durch das Brenngut dient. Dieser Schirm 8 bildet zusammen mit dem Flansch 4 eine Kammer 9 für Brenngas.A fuel gas pipe 3, which is arranged in the housing 1 of the gas burner coaxially to it, is used for Fuel gas supply. This position of the Erenngasrohres 3 protects it from accidental mechanical damage and thus against undesired gas escape. The upper part of the fuel gas pipe 3 protrudes slightly over the Housing 1, which ends with a flange 4, and has openings 5, which exit in the radial direction from the fuel gas are evenly distributed, with a connector 6 being arranged below them, which is in the form a flange with nozzle bores 7 is carried out. This whole construction is cone-shaped with a Covered screen 8, which acts as a safeguard against clogging of the openings 5 for the escape of fuel gas from the pipe 3 and nozzle holes 7 through the material to be fired. This screen 8 forms together with the flange 4 a chamber 9 for fuel gas.

Unter der Kammer 9 für Brenngas liegende kegelförmige Schirme 10 dienen zum Schutz der Öffnungen 11 zum Austritt von unbrennbarem Gas, welche im Gehäuse 1 vorgesehen sind, so daß eine Kammer 12 für unbrennbares Gas gebildet wird.Conical screens 10 lying under the chamber 9 for fuel gas serve to protect the Openings 11 for the escape of incombustible gas, which are provided in the housing 1, so that a Chamber 12 is formed for incombustible gas.

Unbrennbares Gas wird in den Schacht in beträchtlich größeren Mengen als brennbares eingeführt, weshalb Verteileinrichtungen in Form von Öffnungen 11 ausgeführt sind, die am Umfang des Gehäuses 1 gleichmäßig verteilt liegen.Incombustible gas is introduced into the shaft in considerably larger quantities than combustible gas, which is why distribution devices are designed in the form of openings 11, which are located on the circumference of the housing 1 lie evenly distributed.

Um der Konstruktion eine größere Steifheit zu verleihen, ist sie mit Versteifungsrippen 13, 14, 15 versehen, die in Radialdichtung angeordnet sind und die Ausbreitung der Gasströme in keiner Weise stören.To give the construction greater rigidity, it is provided with stiffening ribs 13, 14, 15 provided, which are arranged in a radial seal and in no way interfere with the propagation of the gas flows.

Der letzte kegelförmige Schirm 10 ist von unten durch einen Deckel 16 zugedeckt, der ein Eindringen des Brenngutes in diesen Hohlraum verhindert.The last conical screen 10 is covered from below by a cover 16, the penetration of the Prevents fuel in this cavity.

Zum bequemeren Einbau der Konstruktion ist im oberen Teil eine Aufhängeöse 17 vorhanden.A hanging loop 17 is provided in the upper part for easier installation of the construction.

Der Gasbrenner ist aus einfachsten Walzprofilen und Konstruktionswerkstoffen ausgeführt und bedarf keiner hohen mechanischen Bearbeitungsgenauigkeit; der Zusammenbau erfolgt mit Hilfe der Schweißung, weshalb der Gasbrenner in jeder mechanischen Werkstatt hergestellt werden kann. Der Einbau des Gasbrenners ruft ebenfalls keine Schwierigkeiten und Umänderungen an bestehenden öfen hervor.The gas burner is made of the simplest rolled profiles and construction materials and does not require any high mechanical machining accuracy; assembly takes place with the help of welding, which is why the gas burner can be manufactured in any mechanical workshop. The installation of the Gas burner also does not cause difficulties or changes to existing ovens.

Der Gasbrenner arbeitet folgendermaßen:The gas burner works as follows:

Brenngas wird dem Brenngasrohr 3 zugeführt und gelangt durch die öffnungen 5 im oberen Teil desselben unter den kegelförmigen Schirm 8 der Kammer 9. Da die Kammer 9 für Brenngas mit dem Anschlußstück 6 versehen ist, das in Gestalt eines Flansches mit Düsenbohrungen 7 ausgeführt ist, wird das Gas beim Austritt in den Ofen bis auf Geschwindigkeiten beschleunigt, wie sie zur gleichmäßigen Verteilung im Querschnitt des Ofenschachtes in der Kühlzone erforderlich sind.Fuel gas is fed to the fuel gas pipe 3 and passes through the openings 5 in the upper part of the same under the conical screen 8 of the chamber 9. Since the chamber 9 for fuel gas with the connecting piece 6 is provided, which is designed in the form of a flange with nozzle holes 7, the gas is when Exit into the furnace accelerated up to speeds required for even distribution in the Cross-section of the furnace shaft in the cooling zone are required.

Unbrennbares Gas wird dem Gehäuse 1 und weiter durch die in diesem vorgesehenen öffnungen 11 dem Raum zwischen den kegelförmigen Schirmen 10 zugeführt, welcher die Kammer 12 für unbrennbares Gas bildet. Aus der Kammer 12 gelangt das unbrennbare Gas in die Kühlzone des Schachtofens. Nebenher bewirkt das unbrennbare Gas, das durch das Gehäuse 1 strömt, eine Abkühlung des letzteren, weswegen keine besonderen Einrichtungen zur Kühlung des Gasbrenners notwendig sind.Incombustible gas is the housing 1 and further through the openings 11 provided in this Space between the conical screens 10 supplied, which the chamber 12 for incombustible Forms gas. The incombustible gas passes from the chamber 12 into the cooling zone of the shaft furnace. Besides causes the incombustible gas flowing through the housing 1, a cooling of the latter, therefore none special devices for cooling the gas burner are necessary.

Nachdem die Gase in die Kühlzone des Ofens gelangt sind, diffundieren sie in die Brenngutschicht, indem sie sich in den Hohlräumen zwischen den Stücken gleichmäßig über den ganzen Ofenquerschnitt verbreiten. Gleichzeitig erfolgt eine Verwirbelung von Gasströrnen und somit ihre intensive Vermischung, es wird ein Gemisch aus brennbarem und unbrennbarem Gas sowie Luft gebildet, die in den Ofen durch Austraghiken oder anderswie gelangt war. Dieses Gemisch besitzt die Eigenschaften, daß seine Entzündungstemperatur beträchtlich höher als die Temperatur eines einfachen Gas-Luft-Gemisches ist, wobei diese Entzündungstemperatur der Menge des unbrennbaren Gases im Gemisch proportional ist, weshalb eine Stabilisierung der Bedingungen möglich ist, dis die Entzündung des Gasgemisches nur in der Brennzone durch Veränderung der Menge des unbrennbaren Bestandteiles im Gemisch gewährleisten, beispielsweise bei Veränderung der Fraktionszusammensetzung des Brenngutes und anderer Faktoren, welche die Lage der Brennzone beeinflussen können.After the gases have reached the cooling zone of the furnace, they diffuse into the layer of material to be fired by spread evenly over the entire cross-section of the furnace in the cavities between the pieces. At the same time there is a swirling of gas streams and thus their intensive mixing, es a mixture of flammable and non-flammable gas and air is formed, which enters the furnace Austraghiken or something else. This mixture has the properties that its ignition temperature is considerably higher than the temperature of a simple gas-air mixture, this being this Ignition temperature is proportional to the amount of incombustible gas in the mixture, which is why a Stabilization of the conditions is possible dis the ignition of the gas mixture only in the combustion zone ensure by changing the amount of the non-combustible component in the mixture, for example in the event of a change in the fraction composition of the items to be fired and other factors that affect the location of the Can affect the burn zone.

Vorteile des erfindungsgemäßen Gasbrenners sind seine hohe Leistungsfähigkeit und einfache Konstruktion. Hohe Leistungsfähigkeit bei geringen Außenabmessungen ergeben einen niedrigen Metallbedarf gegenüber den in den Schachtofen am meisten verbreiteten Balken-, Kern- und anderen Brennern. Einfache Konstruktion und das Entfallen von präzisen und komplizierten mechanischen Bearbeitungsvorgängen ermöglichen die Herstellung dieser Brenner in allen mechanischen Werkstätten mit der universellen Ausrüstung aus zur Verfügung stehenden Materialien, was geringe Selbstkosten dieser Brennereinrichtungen bedingt. Dadurch, daß die Kühlung des Gehäuses mittels des dieses durchströmenden unbrennbaren Gases erfolgt, entfällt die Notwendigkeit eines besonderen Wasserkühlsystems.Advantages of the gas burner according to the invention are its high efficiency and simple construction. High performance with small external dimensions result in a low metal requirement compared to the beam, core and other burners most widely used in shaft furnaces. Simple construction and the elimination of precise and complicated mechanical machining processes enable the production of these burners in all mechanical workshops with universal equipment from available materials, which means low cost of these burner devices. The fact that the housing is cooled by means of the non-combustible gas flowing through it takes place, there is no need for a special water cooling system.

Die hohe Leistungsfähigkeit dieses Brenners gestattet es, die Betriebsbedingungen des Ofens aufgrund der Verringerung der Anzahl von Gasbrennern gegenüber bekannten Brennern zu verbessern sowie den Querschnitt der Brennzone nicht durch Brennereinrichtun-The high efficiency of this burner allows the operating conditions of the furnace due to the Reduction in the number of gas burners compared to known burners and to improve the cross section the combustion zone not through burner equipment

Hi gen zu versperren, die einen Widerstand gegen die Bewegung der Brenngutschicht schaffen. Die fehlende Wasserkühlung verringert des weiteren den spezifischen Brennstoffverbrauch, weil keine ständige Wärmeentnahme durch ein Kühlsystem, beispielsweise Wasser, stattfindetHi gen to block those who have a resistance to the Create movement of the firing layer. The lack of water cooling also reduces the specific Fuel consumption because there is no constant heat extraction by a cooling system, for example Water, takes place

Die Befreiung des Ofenquerschnittes von überflüssigen Brenneinrichtungen führt zur Beseitigung von Brennguthemmungen und somit zu einheitlicher Verweilzeit des Brenngutes in der Brennzone, was aufThe removal of superfluous cross-sections of the furnace Firing equipment leads to the elimination of firing inhibitions and thus to a uniform dwell time of the items to be fired in the firing zone, which is on

2(i gleichmäßige Durchwärmung des Brenngutes und Ofenleistung positiv wirkt.2 (i uniform heating of the material to be fired and Furnace performance has a positive effect.

Der Gasbrenner ist durch Regel- urd Meßgeräte nicht behindert, die auf äußeren Gasleitungen verlegt sind, weshalb seine Konstruktion recht einfach ist, wodurch die Bedienung dieses ganzen Komplexes verbessert wird.The gas burner is through control and measuring devices not obstructed, which are laid on external gas pipes, which is why its construction is quite simple, thereby improving the operation of this whole complex.

Gleichzeitig bietet sich die Möglichkeit, innerhalb des Gasbrenners Temperaturmeßgeber an beliebigen Abschnitten unterzubringen, weil die koaxiale Lage derAt the same time there is the possibility of installing temperature sensors at any section within the gas burner accommodate because of the coaxial position of the

κι Gasleitungen dies ohne Versperrung derselben ermöglicht Beim Einbau dieser Geber kann die Funktion des Brenners hinsichtlich der Stabilisierung der Bedingungen voll automatisiert werden, welche die Gasentzündung nur in der Brennzone durch Veränderung derκι gas lines allows this without blocking the same When these sensors are installed, the function of the burner in terms of stabilizing the conditions fully automated, which ignites the gas only in the combustion zone by changing the

D Zusammensetzung des Gasgemisches gewährleisten, beispielsweise bei Veränderung der Fraktionszusammensetzung des Brenngutes.D Ensure the composition of the gas mixture, for example when the fraction composition changes of the material to be fired.

Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Gasbrenners wird gleichmäßige Gasverteilung im Querschnitt derWhen using the gas burner according to the invention, uniform gas distribution in the cross section is achieved

4(i Brennzone durch Verwirbelung und Diffusion des inerten Gas-Luft-Gemisches bei dessen Bewegung in der Srenngutschicht verbessert, die sich in der Kühlzone befindet. Gleichmäßige Zufuhr des Brennstoffs bedingt gleichförmige Wärmeverteilung in der Brennzone, was4 (i combustion zone due to turbulence and diffusion of the inert gas-air mixture improves its movement in the Schrenngutschicht, which is in the cooling zone is located. Uniform supply of fuel results in uniform heat distribution in the combustion zone, which

4·-, zu geringerer Bildung von Zusammenbackungen führt, während in den bestehenden Brennern ungenügende Verteilung des zugeführten Gases zu örtlichen Überhitzungen und dadurch auftretenden Zusammenbackungen führt.4 -, leads to less caking, while in the existing burners insufficient distribution of the supplied gas leads to local overheating and the resulting caking.

-,„ Der Einbau des Gasbrenners erfolgt in der KUhlzone, weswegen er in vorteilhafteren Temperaturbedingungen arbeitet als bestehende Brennereinrichtungen, wodurch sich auch seine relativ hohe Lebensdauer erklärt.-, "The gas burner is installed in the cooling zone, which is why it works in more favorable temperature conditions than existing burner systems, which also explains its relatively long service life.

,-, Der Einbau des Gasbrenners in dem unteren Teil der Kühlzone bedingt einfache Montage und geringe Reparaturzeiten. Der Brenner kann auf bestehenden Windkammern, Verteilern oder besonderen Balken angeordnet und befestigt werden, die im unteren Teil, -, The installation of the gas burner in the lower part of the Cooling zone requires simple assembly and short repair times. The burner can be on existing Wind chambers, distributors or special beams can be arranged and fixed in the lower part

_M, der Kühlzone angebracht werden. _M , to be attached to the cooling zone.

Infolge der Verringerung der Gasbrenneranzahl je Ofen vermindert sich die Anzahl der Kontroll- und Meßgeräte.
Dank der Verringerung der Gasbrenneranzahl imAs a result of the reduction in the number of gas burners per furnace, the number of control and measuring devices is reduced.
Thanks to the reduction in the number of gas burners in the

_v-, Ofen und de Anzahl der Kontroll- und Meßgeräte kann auch die Anzahl des Bedienungspersonals vermindert werden. _v -, furnace and the number of control and measuring devices, the number of operating personnel can also be reduced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Gasbrenner für Schachtofen, der ein als Zufuhrrohr für unbrennbares Gas dienendes Gehäuse und ein koaxial in diesem angeordnetes Brenngasrohr enthält, wobei das Gehäuse und das Brenngasrohr mit kegelförmigen Schirmen an den Gasaustrittsöffnungen versehen sind, gekennzeichnet durch ein in Form eines Flansches mit Düsenbohrungen (7) ausgeführtes Anschlußstück (6), das an in der Austrittsstelle des durch das Brenngasrohr (3) zugeführteri Brenngases eine sich in Bewegungsrichtung des Gases verjüngende Kammer (9) begrenzt und durch vor den Austrittsöffnungen (11) für unbrennbares Gas im Gehäuse (1) von kegelförmigen Schirmen (10) gebildete, sich in Bewegungsrichtung des Gases verjüngende Kammern (12).Gas burner for shaft furnace, which has a housing serving as a supply pipe for incombustible gas and contains a fuel gas tube arranged coaxially therein, the housing and the fuel gas tube are provided with conical screens on the gas outlet openings, marked by one in the form of a flange with nozzle holes (7) executed connection piece (6), which in the outlet point of the through the fuel gas pipe (3) supplied fuel gas delimits a chamber (9) which tapers in the direction of movement of the gas and through in front of the outlet openings (11) for incombustible gas in the housing (1) of conical Shields (10) formed chambers (12) tapering in the direction of movement of the gas.