DE2745373A1 - Refractory structure for furnace components - partic. for air-cooled burner support beams and injection heads in limestone furnaces - Google Patents
Refractory structure for furnace components - partic. for air-cooled burner support beams and injection heads in limestone furnacesInfo
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Abstract
Description
lseuerfestes Gefüge für die inneren Organe Fire-resistant structure for the internal organs
vertikaler Öfen, insbesondere Kalkbrennöfen Die Erfindung bezieht sich auf ein feuerfestes Gefüge für den Aufbau der inneren Organe vertikaler Öfen, insbesondere Kalkbrennöfen, wobei diese inneren Organe normalerweise in das Granulat eingetaucht sind, mit dem die Öfen dieses Typs gefüllt sind. vertical kilns, particularly lime kilns The invention relates relying on a refractory structure for the construction of the internal organs of vertical furnaces, especially lime kilns, these internal organs normally in the granules with which the ovens of this type are filled.
Die Erfindung hat insbesondere die Anwendung eines derartigen Gefiiges für den Aufbau eines Tragbalkens fiir einen zentralen Brenner oder eines Stabbrenners für Kalkbrennöfen oder eines Schutzträgers für einen seitlichen Brenner zum Ziel. Außerdem hat die Erfindung die Anwendung eines derartigen feuerfesten Gefüges auf Injektionsköpfe für zentrale Brenner oder Stabbrenner zum Ziel, die in Kalkbrennöfen verwendet werden.In particular, the invention has the application of such a structure for the construction of a support beam for a central burner or a rod burner for lime kilns or a protective support for a side burner to the goal. The invention also includes the use of such a refractory structure Injection heads for central burners or rod burners aimed at those in lime kilns be used.
Von den in Rede stehenden vertikalen Öfen ist folgendes bekannt: Die Injektion des gasförmigen Brennstoffs inmitten der Masse der in dem Ofen befindlichen Granulats wird mittels zentraler Brenner oder Stabbrenner bewirkt, die in das Granulat eingetaucht sind.The following is known of the vertical ovens in question: the Injection of the gaseous fuel in the midst of the bulk of those in the furnace Granulate is effected by means of a central burner or rod burner, which is inserted into the granulate are immersed.
Der in der Mitte des Ofenquerschnitts gelegene zentrale Brenner injiziert den gasförmigen Brennstoff entweder alleine oder iri gemischter Form, sei es mit rückgeführten Abgasen mit oder ohne Luft, ei es mit; Luft alleine.The central burner located in the middle of the furnace cross-section injects the gaseous fuel either alone or in mixed form, be it with recirculated exhaust gases with or without air, ei it with; Air alone.
Ein wesentlicher Vorteil des zentralen Brenners ist in einen Abmessungen und iIi einem relativ geringen Gewichtes zu sehen, wodurch der Brennstoff in der Mitte in das zu behandelnde Material injiziert werden kann. Er stört nicht die Zirkulation des Materials und kann einfach moiitiert werden. Der wesentliche Nachteil dieser Brenner ist darin zu sehen, daß die Injektion des Brennstoffs in einen sehr begrenzten liereich stattfindet.A major advantage of the central burner is in one size and iIi to see a relatively low weight, whereby the fuel in the Middle can be injected into the material to be treated. It does not disturb the circulation of the material and can easily be modified. The main disadvantage of this Burner is seen in that the injection of the fuel in a very limited liiche takes place.
Der Stabbrenner wird durch ein selbsttragendes Element gebildet, da den horizontalen Querschnitt des Ofens überschreitet und eine Reihe Injektoren für den gasförmigen Brennstoff aufweist, der, wie oben erwihnt, entweder alleine oder in gemischter Form eingespeist werden kann. Sein Vorteil ist darin zu sehen, daß er eine über einen Längsbereich verteilte Injektion erlaubt, wodurch eine über den Quer-Schnitt des Ofens bessere Verteilung des Brennstoffes gegeben ist.The rod burner is formed by a self-supporting element, since exceeds the horizontal cross-section of the furnace and has a number of injectors for comprises the gaseous fuel which, as mentioned above, either alone or can be fed in in mixed form. Its advantage is that it allows an injection distributed over a longitudinal area, whereby one over the Cross-section of the furnace gives better fuel distribution.
Der Hauptnachteil dieser Brenner ist darin zu sehen, daß sie ich zwangsläufig in den relativ heißen Zonen des Ofens befinden, was sich im Konstruktionswaufwand und in den Herstellungskosten niederschlägt.The main disadvantage of these burners is that they are inevitable are located in the relatively hot zones of the furnace, which is reflected in the construction work and is reflected in manufacturing costs.
Aufgrund der Anordnung des vertikalen Ofens kann die Position <1es zentralen Brenners zur Verwendung eines l'raghalken. zwingen, tier in einer relativ heißen Zone des Ofens gelegen ist.Due to the arrangement of the vertical furnace, the position can be <1es central burner for using a l'raghalken. force animal in a relative is located in the hot zone of the furnace.
Die Tragbalken und Stabbrenner aus Metall, die in den hein Zonen der vertikalen Öfen gelegen sind, werden im allgemeinen mit Wasser ge'-iihlt.The supporting beams and rod burners made of metal, which are in the hein zones of the vertical ovens are generally cooled with water.
Die Wasserkülilung hat jedoch folgende Nachteile zur Folge: 1. Betr:chtliche Wasserumwilzung ( bei 1-2 m-/t Kalk), wodurch die Installation eines geschlossenen Kreislaufs relativ teuer wird, 2. komplizierte Installation im Falle eines Sicherheitskreislaufes, 3. beträchtliche Wärmeverluste durch das Kühlwasser (5-10% oder 60-100 Kcal/kg Kalk), 4. Unfallgefahr durch einen Wasserrohrbruch, der schwerwiegende Folgen für den Ofen haben kann.However, water cooling has the following disadvantages: 1. Significant Water circulation (at 1-2 m- / t lime), which makes the installation of a closed one Circuit becomes relatively expensive, 2. complicated installation in the case of a safety circuit, 3. Considerable heat losses through the cooling water (5-10% or 60-100 Kcal / kg lime), 4. Risk of accident due to a water pipe burst, which has serious consequences for the stove may have.
Um die Wasserkühlung zu vermeiden, hat man bereits versucht, den Metallbalken mit einer feuerfesten Verkleidung zu schützen. Aufgrund der sehr großen Beanspruchungen, denen der Balken unterworfen ist, nutzte sich jedoch die feuerfeste Verkleidung nb, so da'? man von dieser Lösung wieder Abstand genommen hat.In order to avoid water cooling, attempts have already been made to use the metal beam to protect with a fireproof cladding. Due to the very high demands to which the beam is subject, however, took advantage of the refractory cladding nb, so there '? one has refrained from this solution again.
Ebenso wie die Tragbalken in den vertikalen Ofen müssen die Injektionsköpfe der Brenner, die in das in den Ofen gefüllte Granulat eingetaucht arbeiten, den sehr hohen thermischen Beanspruchungen widerstehen, wobei die lnjektionsköpfe darüber hinaus gegen eine Verstopfungsgefahr durch die Körner des zu behandelnden Materials (Kalk, Dolomit,usw...) geschützt werden müssen.Just like the supporting beams in the vertical furnace, the injection heads must be the burners that work immersed in the granules filled in the furnace, the withstand very high thermal loads, with the injection heads above it also against the risk of clogging by the grains of the material to be treated (Lime, dolomite, etc ...) must be protected.
Um das Ver@@@fen zu vermeiden werden oftmals von oben nach unten gerichtete Ausströmstutzen verwendet. Diese Lösung hat aber zwei wesentlliche Nachteile: Die Ausströmung des Brennstoffes aus diesen Stutzen wird im allgemeinen durch das Granulat, das sich in der Nähe der Auslassöffnungen der Stutzen befindet, plötzlich stark gebremst. Die Verteilung des Brennstoffes wird dadurch beeinflusst und ist mehl oder weniger ungewiß.In order to avoid the @@@ fencing, they are often directed from top to bottom Outlet nozzle used. This solution has two major disadvantages: The Outflow of the fuel from these nozzles is generally through the granules, that is near the outlet openings of the nozzles suddenly becomes strong braked. The distribution of the fuel is influenced by it and is flour or less uncertain.
Die Injektionsköpfe miissen, ggf. durch Gießen, als massive Werkstücke ausgebildet sein.The injection heads must be solid workpieces, possibly by casting be trained.
Diese diversen Nachteile werden mit der Erfindung dank der Verwendung eines feuerfesten, tragfähigen und zellenartigen Gefüges fiir den Aufbau der Tragbalken und der Injektionsköpfe vermieden. Das iii Rede stehende Gefüge weist einen Kern aus Blech auf, ferner längs- und querverlaufende Trennwände, clie # cnkrecht auf der Oberfläche des Kerns befestigt sind, wobei die Drennwjnde eine Vielzahl von vierseitigen Zellen bestimmen, deren eines Ende durch den Kern geschlossen und deren gegenüberliegendes Ende offen ist, und schließlich eine Ausstattung mit feuerfestem Material, das in jede Zelle eingefüllt ist.These various disadvantages become with the invention thanks to the use a fireproof, load-bearing and cell-like structure for the construction of the supporting beams and the injection heads avoided. The structure in question has a core made of sheet metal, furthermore longitudinal and transverse partition walls, clie # vertically are attached to the surface of the core, the drift walls having a plurality of four-sided cells determine whose one end is closed by the nucleus and whose the opposite end is open, and finally a refractory finish Material that is filled in each cell.
Wenn man für den Aufbau der Wände eines zentralen Trägers ein Gefüge gem. der Erfindung verwendet, ist man auf die Wasserkühlung nicht mehr angewiesen, und es reicht eine natürliche oder erzwungene Luftkühlung aus, wodurch die zuvor genannten Nachteile ausgeschaltet sind.If you have a structure for building the walls of a central girder used in accordance with the invention, one is no longer dependent on water cooling, and natural or forced air cooling is sufficient, whereby the previously mentioned disadvantages are eliminated.
In ähnlicher Weise kann ein Brennerinjektionskopf verwirklicht werden, bei dem der Brennstoffinjektor von einem Hut umgeben ist, der den Injektor gegen das in den Ofen gefüllte Granulat schützt und zwischen dessen Innenfläche und dem Injektor ein ringförmiger Zwischenraum zum Austritt des Brennstoffes vorgesehen ist, und bei dem der Hut durch ein feuerfestes, tragfähigen und zellenartigen Gefüge gem. der Erfindung gebildet ist, dessen feuerfeste Ausstattung nach außen gekehrt ist.In a similar way, a burner injection head can be realized, in which the fuel injector is surrounded by a hat that opposes the injector protects the granules filled in the oven and between its inner surface and the Injector an annular gap to the outlet of the fuel is provided, and in which the hat by a fireproof, load-bearing and cell-like Structure is formed according to the invention, its fire-resistant equipment to the outside is swept.
MRII schafft auf diese Weise um den Injektor einen ringförmigen,vom Granulat fre-i gehaltenen Bereich und schützt die Auslassöffnungen für den gasförmigen Brennstoff gegen eine Verstopfung durch die Körner des Granulats.In this way, MRII creates a ring-shaped dome around the injector Granules free-i kept area and protects the outlet openings for the gaseous Fuel against clogging by the grains of the granules.
Ein feuerfestes Gefüge gem. der Erfindungs, das einen Kern aus Blech aufweist, auf dem längs- und querverlaufende, mit feuerfestem Material füllbare Zellen bildende Trennwände befestigt sind, ist ebenso guit: für den Aufbau seitlicher Brenner geeignet, die den gasförmigen Brennstoff im Umfangsbereich des zur Verarbeitung von Granulat (Kalk, Dolomit, Ton und dergl.) herangezogenen vertikalen Ofens injizieren.A refractory structure according to the invention, which has a core made of sheet metal has, on the longitudinal and transverse, fillable with refractory material Cell-forming partitions are attached, is just as guit: for building on the side Burners suitable for processing the gaseous fuel in the peripheral area of the inject granules (lime, dolomite, clay and the like) into a vertical furnace.
Die bekannten Seitlichen Brenner haben mit zahlreichen Schwierigkeiten zu kämpfen, weil sie sehr großen mechanischen und thermischen Beanspruchungen aufgrund der Tatsache ausgesetzt :in(-l, da" die fiir eine bessere,durch die Wirkung der Wand beeinfluss-te Temperaturverteilung in das Granulat eindringen müssen.The known side burners have had numerous difficulties to fight because they are due to very high mechanical and thermal loads exposed to the fact: in (-l, since "the for better, by the action of the Wall-influenced temperature distribution must penetrate into the granulate.
Bei der ilerwirklichung dieses Brennertyps sind nach dem Stand der Technik folgende Lösungswege im Hinblick auf den mechanischen und thermischen Schutz des Brenners eingeschlagen worden: 1. Schutzüberzug aus einem feuerfesten keramischen Material; 2. Wasserkühlung; 3. Metallschutz, der durch in den Ofen injizierte Luft gekühlt wird.In the implementation of this burner type, according to the state of the Technique following solutions with regard to mechanical and thermal protection of the burner: 1. Protective coating made of a refractory ceramic Material; 2. water cooling; 3. Metal protection created by air injected into the furnace is cooled.
Alle diese Lösungsversuche haben ihre Nachteile, nähmlich: Bei der ersten Lösung besteht die Gefahr, daß das feuerfeste keramische Material bricht.All of these attempted solutions have their disadvantages, namely: In the first solution there is a risk that the refractory ceramic material breaks.
Bei der zweiten Lösung ergeben sich die gleichen Nachteile, wie sie in Verbindung mit dem wassergekühlten Tragbalken eines zentralen Brenners beschrieben worden sind. The second solution has the same disadvantages as her described in connection with the water-cooled girder of a central burner have been.
Die dritte Lösung hat den Nachteil, daß die Kühlluft in den Ofen gelangt, so daß ein Hochtemperaturbereich an der Spitze des Brenners und einem Teil des Metallschutzes entsteht, der daher besonders thermisch beansprucht wird. The third solution has the disadvantage that the cooling air enters the furnace arrives so that a high temperature area at the tip of the torch and part the metal protection is created, which is therefore particularly thermally stressed.
Außerdem wird durch das Ausstromen der Kühlluft aus deni Metallschutz cler thermische Wirkungsgrad des Ofens vermindert, weil sie an die Stelle der allgemeinen Verbrennungsluft tritt, die zuvor in Verbindung mit dem Kalk vor dem Abbrand vorgewärmt worden ist. In addition, the outflow of cooling air from the metal protection The thermal efficiency of the furnace is reduced because it takes the place of general Combustion air occurs, which is previously preheated in connection with the lime before it is burned off has been.
Die dritte Leitung fiihrt trotz der zuvor genannten Luftkehlung zu recht hohen Metall temperaturen der Injektoren. The third line leads in despite the aforementioned air cooling quite high metal temperatures of the injectors.
Diese Nachteile werden mit der Erfindung dank eines feuerfesten zellenartigen Gefüges derart, wie es oben beschrieben worden ist, vermieden, das auf einen seitlichen Brenner eines vertikalen Ofens angewendet wird. Der Kern dieses Gefüges ist als Ilohlprofil zur Aufnahme des seitlichen Brenners in seinem Inneren ausgebildet, wobei der Auslaß des Brenners in der Nachbarschaft eines Endes des Kerns mündet, und durchdringt nur eine der feuerfesten Winde des Ofens und ragt mit clern einen Ende in den Innenraum des Ofens. Die mit feuerfestem Material versehenen Zellen dieses Gefüges erstrecken sich mindestens über den Teil des Kerns, der in den Innenraum des Ofens ragt und normalerweise in das in den Ofen gefüllte Granulat eintaucht.These disadvantages become with the invention thanks to a refractory cell-like A structure of the kind described above avoided that on a lateral Burner of a vertical furnace is applied. The core of this structure is as Ilohlprofil designed to accommodate the side burner in its interior, the outlet of the burner opening in the vicinity of one end of the core, and penetrates only one of the refractory winds of the furnace and protrudes with one End in the interior of the furnace. The cells provided with refractory material this structure extend at least over the part of the core that goes into the interior of the oven protrudes and is usually immersed in the granules filled in the oven.
Die Erfindung betrifft gleichmaßen einen seitlichen Brenner für ein vertikalen Ofen, insbesondere einen luftgekühlten seitlichen Brenner, der ein solches feuerfestes zellenartiges Gefüge aufweist.The invention also relates to a side burner for a vertical furnace, particularly an air-cooled side burner that has such a having refractory cell-like structure.
Die Erfindung wind nun an Ausführung>sbeispielen und anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. In der Zeichnung stellen dar: Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch einen vertiallen Kalkbrennofen, der mit einem auf einem Tragbalken angeordneten zentralen Brenner ausgerüstet ist, Fig. 2 perspektivisch einen Teil eines zellenartigen Gefüges gem. der Erfindung, das zur Bildung einer Wand eines Brennertragbalkens verwendet wird, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Ebene III-III der Fig.2, Fig. 4 einen Schnitt analog zu Fig. 3, einer anderen Ausführungsform der Erfindung, einen 5a,5b, einen Querschnitt, einen Langsschnitt und eine 5c Draufsicht auf einen Tragbalken für einen zentralen Brenner bzw. einen Stabbrenner, Figuren analoge Ansichten eines Tragbalkens, der mit Ea,6b, einem zentralen Brenner ausgeriistet ist, dessen Injektor erfindungsgemäß durch ein zellenartiges Gefüge geschützt ist, Fig. 7 einen Schnitt durch einen Brenner gem. der Erfindung, der auf einem herkömmlichen Tragbalken angeordnet werden kann, Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen seitlichen Brenner mit einem feuerfesten zellenartigen Gefüge und Fig. 9 einen Querschnitt durch den gleichen Brenner.The invention winds now to execution> sbeispielen and based on explained in more detail in the accompanying drawings. The drawing shows: Fig. 1 schematically a section through a vertical lime kiln with one on a support beam arranged central burner is equipped, Fig. 2 is a perspective view of a part of a cell-like structure according to the invention, which is used to form a wall of a Burner support beam is used, Fig. 3 shows a section along the plane III-III 2, 4 show a section analogous to FIG. 3, another embodiment of the invention, a 5a, 5b, a cross section, a longitudinal section and a 5c plan view on a support beam for a central burner or a rod burner, figures analogous views of a support beam equipped with Ea, 6b, a central burner whose injector is protected according to the invention by a cell-like structure, 7 shows a section through a burner according to the invention, which is mounted on a conventional Support beam can be arranged, Fig. 8 shows a longitudinal section through a lateral Burner with a refractory cell-like structure and FIG. 9 shows a cross section through the same burner.
In Fig. 1 ist ein vertikaler Ofen 1, ein Kalkbrennofen, dargestellt, er mit einem von einem querliegenden Tragbalken 5 getragenen zentralen Brenner 3 ausgerüstet ist.In Fig. 1, a vertical furnace 1, a lime kiln, is shown, it with a central burner 3 carried by a transverse support beam 5 is equipped.
Der ggf. mit zuriick;eSiihrter1 Abgasen mit oder ohne Luft bzw. riur mit Luft gemische gasförnige Brennstoff für den Brenner wircl jiber eine Leitung 7, (lie im inneren des hohlen Tragbalkens verläuft, an den Brenner 3 herausgeführt.The exhaust gases with or without air or with riur Gaseous fuel mixed with air for the burner is fed through a pipe 7, (lies inside the hollow support beam, led out to the burner 3.
Der Tragbalken ist ein selbsttragendes Element, das sich iiber den horizontalen Querschnitt des Ofens erstreckt und beispielsweise eine Linge von etwa 4 m aufweisen kann.The support beam is a self-supporting element that extends over the horizontal cross-section of the furnace extends and, for example, a length of about 4 m.
Der Tragbalken befindet sich ebenso wie dr Brenner in der heißen hohle des Ofens und ist beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen aufgrund der Tatsache unterworfen, daß er in das in den Ofen gefüllte Gut eingetaucht ist.The supporting beam, like the burner, is in the hot hollow of the furnace and is subject to considerable mechanical stresses due to the fact subject to being immersed in the goods filled in the oven.
Die Forderung nach der mechanischen und chemischen Festigkeit des Tragbalkens wirft schwierige Probleme auf, die dank der Erfindung ohne Zuhilfenahme einer Wasserkühlung gelöst werden. In dem erfindungsgemäß ausgestatteten Ofen 1 wird die Kühlung des hohlen Tragbalkens einfach durch eine natürliche oder erzwungene Luftzirkulation sichergestellt.The requirement for the mechanical and chemical strength of the Support beam poses difficult problems, thanks to the invention without the aid a water cooling can be solved. In the furnace 1 equipped according to the invention the cooling of the hollow girder is simply natural or forced Air circulation ensured.
Im letzteren Fall wird die Luft durch ein Gebläse 9 über eine Leitung 8 herangeführt.In the latter case, the air is blown by a fan 9 through a duct 8 introduced.
Erfindungsgemäß ist der Tragbalken mit Hilfe von Elementen mit zellenartigem Gefüge aufgebaut, die in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellt sind und die Wände des hohlen Tragbalkens bilden.According to the invention, the support beam is made with the help of elements with cellular Structure built up, which are shown in Figures 2, 3 and 4 and the walls of the form hollow support beam.
Jedes Element mit einem zellenartigen Gefüge weist einen Kern 11 auf, z.B. ein (Metall-) Blech mit einer Dicke von 15 oder 20 mm, auf dem längsverlaufende Trennwände 13 und querverlaufende Trennwände 15 befestigt sind.Each element with a cell-like structure has a core 11, E.g. a (metal) sheet with a thickness of 15 or 20 mm on the lengthwise Partitions 13 and transverse partitions 15 are attached.
Auf diese neise wird ein tragf?i}iiges durch Trennwände geteilte:; Gefüge gebildet, deren auf <3er einen Seite durch den Kern 1'. geschlossene und auf tier gegeniiberliegenden Seite offenen Zellen 17 mit einem feuerfesten Material 19, insbesondere feuerfestem Beton, gefüllt sind.In this way a load-bearing structure is divided by partition walls :; Structure formed on one side by the core 1 '. closed and open cells 17 with a refractory material on the opposite side 19, in particular refractory concrete, are filled.
Die Trennwinde 1), 15 können aus Blechstreifen mit einer Dicke von beispielsweise 10 rmn bestehen, die auf dem Kern angeschweist sind. Als Trennwände können aber auch Profilbleche, z.B. mit T- oder I-Profil, oder Schienen 21, wie es in Fig. 4 geeigt ist, verwendet werden.The separating winch 1), 15 can be made of sheet metal strips with a thickness of for example 10 rmn, which are welded on the core. As partitions but also profiled sheets, e.g. with T or I profile, or rails 21, such as it is suitable in Fig. 4 can be used.
In der Praxis kann jedes Element eine Länge von etwa 5 m und eine Breite von etwa 40 - 60 cm haben.In practice, each element can have a length of about 5 m and one Have a width of about 40 - 60 cm.
Das zellenartige Gefüge sorgt für die mechanische Festigkeit der feuerfesten Ausstattung 19, wohingegen dieser der thermische Schutz des Tragbalkens zufällt. Das zellenartige Gefüge dient also einmal dazu, die den thermischen Schutz sicherstellende feuerfeste Ausstattung 19 zu schützen und zu fixieren, und zum anderen dazu, die Starrheit des Tragbalkens bzw. der Wande des Tragbalkens zu erhöhen, was zu einem besseren Festhalten der feuerfesten Ausstattung beiträgt.The cell-like structure ensures the mechanical strength of the refractory Equipment 19, whereas this is the responsibility of the thermal protection of the supporting beam. The cell-like structure serves to ensure the thermal protection Fireproof equipment 19 to protect and fix, and on the other hand, the To increase rigidity of the supporting beam or the walls of the supporting beam, which leads to a contributes to better retention of the refractory equipment.
Ausgehend von Elementen mit einem zellenartigen tragfähigen Gefüge gem. der Erfindung können Tragbalken für zentrale Brenner oder Stabbrenner mit mehreren lnjektionsköpfen von der Art, wie sie in den Figuren 5a, 5b und 5c gezeigt sind, verwirklicht werden.Based on elements with a cell-like, stable structure According to the invention, support beams for central burners or rod burners with several Injection heads of the type shown in Figures 5a, 5b and 5c, be realized.
Zur Bildung eines hohlen Balkens müssen mindestens drei streifenförmige Elemente mit zellenartigem Gefüge, vorzugsweise aber 5 Elemente 231 232, 233, 234 und 235 (Fig.5a) verwendet werden, um einen Balken mit spitzdachförmiger Oberseite zu erhalten, so daß dem von oben herab kommenden Ofengut weniger Widerstand entgegengesetzt wird.To form a hollow beam, at least three are strip-shaped Elements with a cellular structure, but preferably 5 elements 231 232, 233, 234 and 235 (Fig.5a) are used to construct a beam with a pointed roof-shaped top to obtain, so that the furnace material coming down from above has less resistance will.
Es sei darauf hitewieseri, <laß die Ausstattung 19 mit feuerfestem Material bezogen auf den Balken nach außen gekehrt ist, um den Kern 11 zu schützen.It should be hitewieseri, <leave the furnishing with fire-proof Material is turned outward relative to the beam in order to protect the core 11.
Einer oder mehrere Injektionsköpfe 15 können auf dem Balken angeordnet :e i n. Sie werden iiber eine im Inneren des Balkens verlaufen(he Leitung 7 mit gasförmigem Brennstoff versorgt.One or more injection heads 15 can be arranged on the beam : one. They will run over one inside the beam (he line 7 with supplied with gaseous fuel.
Es können auch mehrere, vorzugsweise konzentrisch zueinander verlaufende Leitungen vorgesehen sein, die die unterschiedlichen Sestandteile eines Brennstoffgemisches (Luft, zurückgeführte Abgase, usw.) heranführen.There can also be several, preferably concentric to one another Lines may be provided which contain the different constituents of a fuel mixture (Air, recirculated exhaust gases, etc.).
Die Kiihlluft zirkuliert im Inneren des hohlen Balkens, z.B.The cooling air circulates inside the hollow beam, e.g.
in Richtung der Pfeile 27 (Figur 5b). Dabei kann es sich um eine natiirliche oder eine erzwungene Zirkulation (Figur 1) handeln. Auf diese Weise schaltet man alle Nachteile aus, die der bekannten Wasserkühlung anhsften, und sorgt insgesamt für eine ausgezeichnete mechanische und thermische Festigkeit des Balkens. Es sei hier insbesondere darauf hingewiesen, daß das feuerfeste Material in vollkommener Weise in den Zellen festgehalten wird, selbst dann, wenn sich Risse im feuerfesten Material bilden, die auf die jeweilige Zelle beschränkt bleiben und auch für einen thermischen Schutz sorgen.in the direction of arrows 27 (Figure 5b). It can be a natural one or a forced circulation (Figure 1) act. This is how you switch all of the disadvantages of the well-known water cooling and ensures overall for excellent mechanical and thermal strength of the beam. Be it Particularly noted here that the refractory material in perfect Way is retained in the cells, even if there are cracks in the refractory Form material that remains limited to the respective cell and also for one provide thermal protection.
Das zellenartige Gefüge gemaß der Erfindung kann auch beim Aufbau von Injektionsköpfen von Brennern für vertikale Ofen angewendet werden, wobei vorzugsweise diese Injektionsköpfe in Kombination mit Tragbalken oder Stabbrennern, wie sie soeben beschrieben worden sind, verwendet werden.The cell-like structure according to the invention can also be used in the construction of injection heads of burners for vertical furnace are applied, preferably being these injection heads in combination with supporting beams or rod burners, as you have just seen can be used.
Eine derartige Kombination ist in den Figuren 6a, 6b und 6c dargestellt, wobei der Injektionskopf noch genauer in Figur 7 dargestellt ist.Such a combination is shown in Figures 6a, 6b and 6c, the injection head being shown in more detail in FIG.
Ein Schlot 28 des Injektionskopfs 25, in den eine mit der Leitung 7 verbundene Leitung 7' zur Abgabe des Brennstoffes mündet, ist auf einem konischen Injektor 29 angeordnet, der mit Austrittsöffnungen 41 für den gasförmigen Brennstoff bzw. das Brennstoffgemisch versehen ist.A vent 28 of the injection head 25, in the one with the line 7th connected line 7 'opens for the delivery of the fuel, is on a conical Injector 29 arranged with outlet openings 41 for the gaseous fuel or the fuel mixture is provided.
Der konische Injektor 29 wird gegen das in den Ofen eingefüllte Granulat durch einen Hut 33 oder irgendeinen anderen pilzartigen ßufsatz geschützt, der um den konischen Injektor herum einen ringförmigen Bereich 35 freiläßt, in den das Granulat nicht eindringen kann.The conical injector 29 is against the granules filled into the oven protected by a hat 33 or some other mushroom-like attachment that is around the conical injector leaves an annular area 35 free into which the Granules cannot penetrate.
Der Hut 33 wird auf dem konischen Injektor 29 in Abstand von diesem mittels Rippen 37 gehalten.The hat 33 is on the conical injector 29 at a distance from this held by means of ribs 37.
Der Hut 33 ist aus dem mit dem feuerfesten Material 19 gefüllten zellenartigen Gefüge aufgebaut, wie es in Verbindung mit Figur 2 beschrieben worden ist, wobei der Kern 11' des zellenartigen Gefiiges nunmehr anstelle eines flachen Bleches durch ein zu einem Kegel geformtes Blech gebildet ist.The hat 33 is made of the cell-like filled with the refractory material 19 Structure constructed as it has been described in connection with Figure 2, wherein the core 11 'of the cell-like structure now passes through instead of a flat sheet a sheet metal shaped into a cone is formed.
Ebenso wie beim Balken schützt das zellenartige Gefüge den oder die Injektoren sowohl mechanisch als auch thermisch.As with the beam, the cell-like structure protects the one or the other Injectors both mechanical and thermal.
Bei einem deratigen Injektionskopf sind die zuvor beschriebenen Nachteile der bekannten Injektionsköpfe vermieden. Dank des vom Granulat freigehaltenen ringförmigen Bereichs 35 um den Injektionskopf wird eine Abbremsung des Brennstoffstromes vermieden, der nunmehr ungehindert austreten kann, wie in Figur 7 jalt den Pfeilen 39 angedeutet ist.Such an injection head has the disadvantages described above the known injection heads avoided. Thanks to the ring-shaped one kept free from the granulate A braking of the fuel flow is avoided in the area 35 around the injection head, which can now emerge unhindered, as indicated by the arrows 39 in FIG is.
Bei den bekannten Anordnungen, wo die Ausströmkanäle nach unten verlaufen, wird eine Abbremsung und eine ungleichmässige Verteilung der Gasströme bewirkt.In the known arrangements where the outflow channels run downwards, a deceleration and an uneven distribution of the gas flows is caused.
bei dem erfindungsgemäßen Injektionskopf sind die Austrittsöffnungen @1 für den gasförmigen Brennstoff vollständig geger1 eire Verstopfung durch die Körner des Granulats geschützt, untl die Verteilung des Brennstoffen wird verbessert und stahili i ert.the outlet openings are in the injection head according to the invention @ 1 for the gaseous fuel a clogging by the Grains of the granulate are protected, and the distribution of the fuel is improved and stahili i ert.
Dieser Injektionskopf erlaubt auch das Einbringen zweier oder mehrerer Garten (Brennstoff, Luft, zurückgeführte Abgase usw.) ohne Vormischung, denn die Mischung findet am Ausgang des ringförmigen Zwischenraums 35 und in dem Granulat statt, mit dem der Ofen geffillt ist.This injection head also allows the introduction of two or more Garden (fuel, air, recirculated exhaust gases, etc.) without premixing because the Mixing takes place at the exit of the annular space 35 and in the granulate instead of the one with which the oven is filled.
Diese Möglichkeit der getrennten Injektion des Brennstoffes, der Luft, der zurückgeführten Gase usw. erhöht die Sicherheit der Anlage, weil Gemische, die für sich alleine bereits brennbar oder explosiv sind, nicht herangefördert werden müssen.This possibility of separate injection of fuel, air, the recycled gases etc. increases the safety of the system because mixtures that are already flammable or explosive on their own, are not conveyed have to.
Ein derartiger Injektionskopf kann ausgehend von geläufigen Werkstücken wie Bleche, Rohre usw. ohne Verwendung massiver Spezialwerkstficke aufgebaut werden.Such an injection head can be based on common workpieces how sheets, pipes, etc. can be built without the use of massive Spezialwerkstficke.
Vorzugsweise gibt man dem zellenartigen, den Hut 33 des Injektionskopfes bildenden Gefüge eine konische Form. Man könnte genausogut die Form einer Pyramide oder eines Stützdaches wählen, jedoch können dann unter der Einwirkung des in dem Ofen befindlichen Granulat asymmetrische Kräfte auf das zellenartige Gefüge wirken.Preferably, the cell-like hat 33 of the injection head is given forming a conical shape. You might as well have the shape of a pyramid or a support roof, but can then under the action of in the Asymmetrical forces act on the cell-like structure in the granulate located in the oven.
Selbstverständlich können einer oder mehrere Injektionsköpfe der eben beschriebenen Art auf einem Balken mit einem zellenartigen Gefüge derart, wie es in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, angeordnet werden.Of course, one or more injection heads can also be used described type on a beam with a cell-like structure such as it is shown in Figures 5 and 6, can be arranged.
In den bezüglich der Brennertragbalken oben gemachten Ausführungen ist vor allem die Rede von Balken, in denen das feuerfeste Gefüge selbst das tragfähige Element des Balkens bildet.In the statements made above with regard to the burner support beams above all we are talking about beams in which the refractory structure itself forms the load-bearing element of the beam.
Aber genausorgut kann das zellenartige Gefüge einfach nur eine hohle Hülle bilden, die einen inneren, tragfähigen Balken umgibt und schützt.But the cell-like structure can just as well be just a hollow one Form a shell that surrounds and protects an inner, load-bearing beam.
Ausgehen von streifenförmigen, flachen zellenartigen Gefügen wurde rler Aufbau von i3alken mit Inehreckigem Querschnitt beschrieben. Jec3och kann das feuerfeste zellenartige Gefüge gemäß der Erfindung auch für den Aufbau tragfähiger Balken oder feuerfester lijillen für tragfähige Balken verwendet werden, die im Querschnitt rund oder elliptisch sind.Starting from strip-shaped, flat cell-like structures The construction of i3alks with an triangular cross-section is described. Jec3och can Refractory cell-like structure according to the invention also for building more load-bearing Beams or refractory lijillen are used for load-bearing beams that are in Cross-section are round or elliptical.
Falls die Zellen an Ort und Stelle mit einem zunächst in plastischer Form vorliegenden silikon-aluminlumhaltigen, feuerfesten Material ausgegossen werden, ist es vorteilhaft, den Halt des feuerfesten Materials in den Zellen mittels Klauen zu verbessern (wie sie in der oberen Zelle der Figur 3 dargestellt sind), die an den Kern 11 des Gefiiges angeschweißt werden.If the cells are in place with a first in plastic In the form of a silicon-aluminum-containing, refractory material that is poured out, it is advantageous to hold the refractory material in the cells by means of claws to improve (as shown in the upper cell of Figure 3) that at be welded to the core 11 of the structure.
Han kann genausogut rampen vorsehen (wie sie in den unteren Zellen der figur 3 dargestellt sind), die an den Trennwänden der Zellen angeschweißt werden oder diese Trennwände durchdringen. Diese Rampen können ggf. durch Stangen ersetzt werden, die über den gesamten feuerfesten Block laufen und in in den Trennwänden 13 vorgesehenen Bohrungen gehalten sind.Han can just as easily provide ramps (as they do in the lower cells of Figure 3), which are welded to the dividing walls of the cells or penetrate these partitions. These ramps can be replaced by bars if necessary that run across the entire refractory block and into the partitions 13 provided holes are held.
Gemäß einer Abwandlung kann das feuerfeste Material, z.B.According to a modification, the refractory material, e.g.
Beton, das an Ort und Stelle in die Zellen gegossen wird, durch vorgefertigte feuerfeste Blöcke ersetzt werden, die in die Zellen eingebracht und dort beispielsweise durch eine Stange festgehalten werden, die eine in den Blöcken vorgesehene Bohrung durchdringt und in in den Trennwänden vorgesehene Bohrungen, wie oben erwahnt, gehalten ist.Concrete that is poured into the cells on the spot, through prefabricated Refractory blocks are replaced, which are introduced into the cells and there for example held in place by a rod having a hole provided in the blocks penetrates and held in holes provided in the partition walls, as mentioned above is.
Kann auch vorteilhaft sein, Trennwände 13 vorzusehen, deren Höhe ein wenig geringer, beispielsweise 10 bis 20 mm, als die Dicke der Ausstattung mit feuerfestem Material 19 ist. Auf diese Weise kann man die Enden der Trennwände besser schützen, und ctie feuerfeste Wandung knan sich bei hohen 'I'emperaturen ungehinderter in Querrichtung ausdehnen. It can also be advantageous to provide partition walls 13, the height of which a little less, for example 10 to 20 mm, than the thickness of the equipment with refractory material 19 is. That way you can get the ends of the partitions better protect, and the fire-resistant wall can move more freely at high temperatures stretch in the transverse direction.
Es wi i'ri nun in Verbindung mit den Figuren 8 und 9 die Anwendung eines feuerfesten zellenartigen Gefüges gemäß der Erfindung fr (ien Aufbau seitlicher Brenner beschrieben.It will now be used in conjunction with FIGS. 8 and 9 of a refractory cell-like structure according to the invention for a lateral structure Brenner described.
In Figur 8 ist ein Bereich am Außenumfang eines vertikalen Ofens gezeigt, dessen feuerfeste Wandung 41 von einem Durchgang 43 zur Aufnahme eines seitlichen Brenners 45 durchsetzt ist. Der Brenner 45 wird durch ein ohr 47 aus feuerfestem Stahl gebildet, durch das der Brennstoff injiziert wird und das mit seinem Ende 49 in den Innenraum des Ofens mündet.In Figure 8, an area on the outer circumference of a vertical furnace is shown, the refractory wall 41 of a passage 43 for receiving a lateral Burner 45 is penetrated. The burner 45 is through an ear 47 made of refractory Steel is formed through which the fuel is injected and that with its end 49 opens into the interior of the furnace.
Das Rohr 47 wird von einem zellenartigen Gefüge 51 getragen und geschiitzt, das einen Kern aus feuerfestem Stahl 53 mit einertilohlprofil, beispielsweise in Form eines umgekehrten IJ, aufweist. Auf wenigstens einem Teil des Kerns 53, der in den Innenraum des Ofens ragt, sind längsverlaufende Trennwände 13 (Figur 9) und querverlaufende Trennwände 15 befestigt, die die mit feuerfestem Material 19 gefüllten Zellen bilden.The tube 47 is supported and protected by a cell-like structure 51, a core made of refractory steel 53 with a hollow profile, for example in The shape of an inverted IJ. On at least part of the core 53, the protrudes into the interior of the furnace, are longitudinal partition walls 13 (Figure 9) and transverse partitions 15 attached to the filled with refractory material 19 Cells form.
Vorzugsweise ist da; Hohlprofil des Kerns 53 geschlossen, beispielsweise durch ein Blech 55 aus feuerfestem Stahl, das ebenfalls mit feuerfestem Material gefüllte Zellen trägt. Genauso ist vorzugsweise das in dem Innenraum des Ofens gelegene Ende des hohlen Kerns mit geschlossenem Profil 53, 55 durch eine Endwand 57 verschlossen, die ebenfalls mit mit feuerfestem Material gefülltenZellen versehen ist, wobei die Endwand 57 und ihre feuerfeste Ausstattung lediglich einen Durchtritt für das Ende 49 des Brennstoffinjektionsrohrs 47 lassen.Preferably there is; Hollow profile of the core 53 closed, for example through a sheet 55 made of refractory steel, which is also made with refractory material bears filled cells. The same is preferably the one located in the interior of the furnace End of the hollow core with closed profile 53, 55 closed by an end wall 57, which is also provided with cells filled with refractory material, the End wall 57 and its refractory equipment only have a passage for the end 49 of the fuel injection tube 47.
Der Eiern 53, 55 wird im Durchgang 43 der feuerfesten Wandung 41 de:; Ofens lurch Halter 58 abgestützt, die in einen flaltering 4t) des Ofens greifen.The eggs 53, 55 are in the passage 43 of the refractory wall 41 de :; Oven lurch holder 58 supported, which engage in a flaltering 4t) of the oven.
Der Kern 55, 55 und seine Endwand 57 sind wie ein Handschuhfinger um den Brenner gelegt, der aufgrund einer Zirkulation eines Kühlmittels, insbesondere einer erzwungenen Luftzirkulation, gekiihlt werden kann, wobei die Luft über eine Zuführ- und Abführleitung 61 bzw. b1' zu- und abgefiihrt wird.The core 55, 55 and its end wall 57 are like a glove finger placed around the burner, due to a circulation of a coolant, in particular a forced air circulation, can be cooled, whereby the air over a Feed and discharge line 61 or b1 'is fed and discharged.
Um die Stabilität des Brenners im Inneren der feuerfesten Hülle zu erhöhen, kann ein I-Profil 63 vorgesehen werden, das durchaus aus gewöhnlichem Stahl bestehen kann, da es sich im Strömungsweg der Kühlluft befindet.To increase the stability of the burner inside the refractory envelope increase, an I-profile 63 can be provided, which is entirely made of ordinary steel can exist because it is in the flow path of the cooling air.
Dieses Profil sorgt auch fiir eine Teilung im Inneren der feuerfesten Hülle und bestimmt Kanäle 65, 65', durch die Kühlluft zirkuliert, ohne daß sie in den Ofen gelangt.This profile also ensures a division inside the refractory Sheath and defines channels 65, 65 'through which cooling air circulates without it being in enters the furnace.
Bisher war vor allem von der Anwendung des erfindungsgemäßen zellenartigen Gefüges auf Kalkbrennöfen'die Rede, jedoch kann die Erfindung ebenso gut auch auf die Ausrüstung aller vertikalen Öfen ähnlicher Art angewendet werden, wie z.B. Dolomitbrennöfen, Magnesiabrennöfen, Schamottebrennöfen und sogar Müllverbrennungsöfen.So far it was mainly from the application of the cell-like according to the invention Structure on Kalkbrennöfen 'the speech, however, the invention can just as well also on the equipment of all vertical furnaces of a similar type, such as dolomite kilns, are used, Magnesia kilns, fireclay kilns, and even garbage incinerators.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7631510A FR2368676A1 (en) | 1976-10-20 | 1976-10-20 | Refractory structure for furnace components - partic. for air-cooled burner support beams and injection heads in limestone furnaces |
FR7719941A FR2396254A2 (en) | 1977-06-29 | 1977-06-29 | Refractory structure for furnace components - partic. for air-cooled burner support beams and injection heads in limestone furnaces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2745373A1 true DE2745373A1 (en) | 1978-04-27 |
Family
ID=26219680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19772745373 Pending DE2745373A1 (en) | 1976-10-20 | 1977-10-08 | Refractory structure for furnace components - partic. for air-cooled burner support beams and injection heads in limestone furnaces |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE2745373A1 (en) |
ES (1) | ES463541A1 (en) |
IT (1) | IT1087203B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4766031A (en) * | 1984-01-17 | 1988-08-23 | Walter Kohl | Integral foam body and method of manufacturing the same |
DE3914700A1 (en) * | 1989-05-04 | 1990-11-08 | Beckenbach Waermestelle Gmbh | Bridging rib for shaft furnace top - has metal cooling duct supporting refractory bricks |
-
1977
- 1977-10-08 DE DE19772745373 patent/DE2745373A1/en active Pending
- 1977-10-19 IT IT2877477A patent/IT1087203B/en active
- 1977-10-19 ES ES463541A patent/ES463541A1/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4766031A (en) * | 1984-01-17 | 1988-08-23 | Walter Kohl | Integral foam body and method of manufacturing the same |
DE3914700A1 (en) * | 1989-05-04 | 1990-11-08 | Beckenbach Waermestelle Gmbh | Bridging rib for shaft furnace top - has metal cooling duct supporting refractory bricks |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1087203B (en) | 1985-06-04 |
ES463541A1 (en) | 1978-07-16 |
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