-
Vorrichtung zur Beeinflussung der Verbrennungsvorgänge im Gestell
von Schachtöfen Gegenstand des Hauptpatents 595 $o2 ist eine Vorrichtung zur Beeinflussung
der Verbrennungsvorgänge im Gestell von Schachtöfen. Die Erfindung geht von der
Erkenntnis aus, daß die vor den Windformen der Schachtöfen lagernden Oxydationsräume
entscheidenden Einfluß auf die Gasströmung im Gestell und Schacht, damit auf den
Betrieb und die gesamten Verbrennungsvorgänge der Ofen haben. Sie will durch eine
während des Betriebes erfolgte Änderung der Lage der Oxydationsräume den Gang der
Schachtöfen, insbesondere der Hochöfen, regelnd beeinflussen, indem sie träge arbeitende
Teile der Beschickung in stärkerem Maße mit dem in den Oxydationsräumen vorhandenen
Sauerstoffmengen zusammenbringt. Diese während des Betriebes erfolgende Regelung
der Sauerstoffverteilung im Gestell der Schachtöfen kann nun auch durch eine Änderung
der Form, d. h. des Umfanges und der Größe der Oxydationszonen, anstatt durch deren
wahlweise räumliche Verlegung erfolgen.
-
Bei den für Schachtöfen, insbesondere für Hochöfen im allgemeinen
in. Anwendung befindlichen Windformen haben die Oxydationsräume bekanntlich etwa
die Gestalt von Kugeln, deren Durchmesser mit dem Durchmesser der Formen wächst.
Man hat bereits versucht, den Umfang dieser Kugeln dadurch zu vergrößern, daß man
den Windformen doppelkonische Form gab, wobei dann der Windstrom vor den Formen
breit auseinandergezogen wurde. Dadurch wurde die Gestalt der Oxydationsräume zwar
einmalig geändert, eine den jeweiligen Betriebsverhältnissen anzupassende Regelung
des Umfanges der Oxydationsräume war auf diese Weise nicht möglich; sie wäre nur
durch einen ständigen, in langen Ofenstillständen zu bewerkstelligenden Ein- und
Ausbau verschiedener Formen erreichbar.
-
Eine den Betriebsverhältnissen entsprechende Regelung der Gestalt
und des Umfanges der Oxydationsräume ist aber für den Verlauf der Gasströmung, den
Gang und die Leistung der Ofen und damit für deren Wirtschaftlichkeit von größter
Bedeutung: Da die vor den einzelnen Formen lagernden Oxydationsräume sich normalerweise
nicht berühren und zwischen ihnen sogenannte »tote Räume«, d. h. reaktionsträge
Räume, lagern, muß beispielsweise die Leistung eines Hochofens wesentlich ansteigen,
wenn es gelingt, die Oxydationsräume so zu verbreitern, daß eine vor den Windformen
sich erstreckende, praktisch geschlossene Ringzone entsteht. Bei »randgängigen«
Ofen wird man durch eine Verkleinerung der Oxydationszonen und eine Vergrößerung
der toten Zonen eine Behebung der Randgängigkeit erreichen. Man hat also durch die
wechselnde Gestaltung des Umfanges der Oxydationszonen ein Mittel an der Hand, regelnd
in den Gang und auf die Leistung der Schachtöfen einzuwirken.
Zwecks
Änderung des Umfanges der Oxydationszonen während des Betriebes der Ofen durch eine
Änderung der Richtung des in das Gestell tretenden Windstromes ist erfindungsgemäß
in jeder Windform ein verschiebbarer Verdrängungskörper angeordnet, der die Aufgabe
hat, den Wind in eine jeweils gewollte Richtung abzudrängen. Am zweckmäßigsten erhält
dieser Verdrängungskörper die Gestalt eines mit der Grundfläche gegen die Formspitze
gerichteten wassergekühlten oder auch umgekühlten Kegels, dessen Grundfläche kleiner
ist als der Blasquerschnitt der Form, so daß er gegebenenfalls auch durch die Form
hindurch in den Ofen geführt werden kann. Dieser Verdrängungskörper, der im übrigen
auch jede beliebige andere Gestalt haben kann, ist, je nachdem in welche Stellung
er gebracht wird, geeignet, die Form, d. h. den Umfang der Oxydationsräume im Gestell
der Schachtöfen durch Änderung der Windströmungsrichtung weitgehend zu verändern.
Schließt beispielsweise die Grundfläche des Kegels mit der Formenspitze ab, so wird
der Windstrom stark in die Breite getrieben. Unter dem Einfluß der Kegelflächen,
die als breite Führungsflächen wirken, treten die einzelnen Windstrahlen in fast
senkrechter Richtung zur Formenachse abgelenkt aus der Form. Da gleichzeitig durch
die Querschnittsverengung eine starke Erhöhung der Windgeschwindigkeit erfolgt,
bildet sich also bei dieser Stellung des Verdrängungskörpers eine breite Oxydationszone
großen Umfanges, die auch die zwischen zwei Formen befindlichen toten Räume erfaßt
und so zu einer geschlossenen Ringzone wird. Wird nun der Verdrängungskörper, in
diesem Falle der Kegel, in die Blasform zurückgezogen, so geht sein Einfluß auf
die Breitung der Oxydationszone zurück. Unter dem Einfluß der Gestalt der Blasform
bildet sich jetzt eine schmale und infolge der großen Windgeschwindigkeit tiefe
Oxydationszone. Zwischen diesen beiden Stellungen des Oxydationskörpers läßt sich
im laufenden Betrieb jede Form der Oxydationszone und damit jede beliebige Sauerstoffverteilung
im Gestell der Schachtöfen erreichen. Diese Wirkung läßt sich mit den bekannten,
in die Windformen eingebauten wassergekühlten und aus einem geschlossenen Rohr gebildeten
Ringkörpern nicht erreichen. Solche Einsatzringe können höchstens in ihrer Endstellung
an der Düsenspitze eine Verringerung des Blasquerschnittes und damit Windmenge bewirken;
zu einer Führung des Windstromes und damit zu einer Beeinflussung des Umfanges der
Oxydationszone sind auch die in die Formen zurückgezogenen Rohrringe nicht geeignet.
-
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform, wie sie
zur Ausführung des Verfahrens entsprechend der Erfindung dient, dargestellt.
-
Fig. i zeigt einen waagerechten Längsschnitt durch eine Windform und
einen Düsenstock mit Verdrängungskörper.
-
Fig. 2 zeigt den Verlauf des Windstromes innerhalb -und außerhalb
der Windform für den Fall, daß der Verdrängungskörper in die Form zurückgezogen
ist.
-
Fig. 3 stellt einen waagerechten Querschnitt durch das Schachtofengestell
dar und zeigt schematisch die Form der Oxydationsräume, wie sie sich in der bei
Fig. 2 gekennzeichneten Stellung des Verdrängungskörpers ergibt.
-
Fig. 4 und 5 zeigen entsprechende Darstellungen `für eine andere Stellung
des Verdrängungskörpers.
-
In Fig. = ist der Verdrängungskörper 6 beispielsweise kegeliger Gestalt
und an dem einen Ende der Führungsstange 3, die bei wassergekühlten Körpern die
Wasserzu- und -abführung bewerkstelligt, angeordnet, während das andere Ende der
Führungsstange in einer Stopfbüchse 4 geführt ist, die für eine in allen Stellungen
zentrale Lage des Verdrängungskörpers sorgt. Die zentrale Anordnung des Verdrängungskörpers
in der Windform ist wichtig, da sonst eine Überwachung der Windströmung nicht möglich
ist.
-
Die Fig. 2 bis 5 sind ohne weiteres verständlich. In Fig. 2 haben
die Oxydationsräume 7 einen kleinen Umfang, so daß auf dem Querschnitt des Gestelles
eine große Anzahl toter Räume entsteht, während sich in Fig. 5 die Oxydationsräume
8 überschneiden und so eine zusammenhängende Ringzone bilden.
-
Die Längsverschiebung des Verdrängungskörpers 6 innerhalb und außerhalb
der Windform 2 kann von Hand durch ummittelbares Vortreiben der Führungsstange 3
oder durch Handrad mit Zahngetriebe mittelbar geschehen.