Düse zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen oder zum Einblasen von Oxydationsgas in Hüttenöfen Die Erfindung betrifft eine Düse zum Verbrennen von flüssigen Brennstoffen mit einem Oxydationsgas oder zum Einblasen von Oxydationsgas in Hüttenöfen, insbesondere Siemens-Martin- und Tandemöfen und Konverter, welche konzentrische Rohre aufweist, und zwar, von innen heraus, ein Rohr zur Zuführung von Brennstoff oder einem nicht brennbaren Gas, ein Iso- lierrohr, ein Rohr zur Zuführung von Kühlmittel, ein Rohr zur Zuführung von Oxydationsgas und ein Rohr zur Abführung des Kühlmittels,
von denen die Zuführ- rohre für den Brennstoff oder das nicht brennbare Gas und für das Oxydationsgas in schräg zur Düsenlängs achse angeordnete Kanäle münden, deren Längsachsen sich ausserhalb der Düsenmündungen schneiden.
Die bisher bekannten Sauerstoff-Brennstoff-Düsen sind konstruktiv kompliziert und schwierig instandzu- halten; sie erfordern komplizierte Sicherungsvorrichtun gen und sind betrieblich unzuverlässig.
Bei einer ersten Düse findet die Mischung von Gas brennstoff mit Sauerstoff entweder in einer im Düsen körper angebrachten Mischkammer oder in der Düsen- oder Gaskanalmündung oder schliesslich ausserhalb der Düse in einer nicht zu grossen Entfernung vom Düsen mantel statt. Alle diese drei Mischungsarten sind unvor teilhaft, die erste und die zweite wegen Explosionsgefahr, die dritte, weil die Düsen- bzw. Gaskanalmündung leicht mit Schlacke oder Metall verstopfen kann, die wegen der beträchtlichen Schaumbildung in der Schlacke und im Metallbad am Düsenmantel haften bleiben.
Eine zweite bekannte Düse ist mit einem zur Rege lung der Flammenlage dienenden ;Ring, in dem der Sauerstoff strömt und ein flüssiger Brennstoff zerstäubt wird, versehen. Ihre Herstellung erfordert einen ziemlich grossen Arbeitsaufwand und sie ist nicht leicht instand zuhalten.
Weiter müssen die Betriebsbedingungen ganz genau beobachtet werden, da bei Sauerstoffzuführungs- störungen der nicht verbrannte Brennstoffteil mit gros- ser Wahrscheinlichkeit im Regelungsring abgesetzt wird, so dass die Funktion des Rings gefährdet oder sogar ver hindert wird, und anderseits bei einem plötzlichen Sauer- stoff-Druckabfall der flüssige Brennstoff in die Sauer stoffzuführung eindringen kann.
Eine andere Ursache unbefriedigender Düsenfunktion besteht darin, dass Schlacke und Metall während des Einblasens von Gas auf die Metallschmelzen-Oberfläche stark zerspritzen und Tröpfchen von Schlacke und Metall auf der Regel ring-Innenwand abgelagert werden können, wodurch wiederum die Funktion der Düse gefährlich beeinflusst werden kann.
Die letzte der bekannten Düsen ist mit einem System von in den Sauerstoffzuführkanälen des Düsenkopfes angebrachten und zur Zerstäubung flüssigen Brennstoffs dienenden Mischkammern versehen. Im Falle einer Ver stopfung der Mischkammer-Mündungen mit Schlacke oder Metall besteht die Gefahr, dass der flüssige Brenn stoff mit Sauerstoff zusammentrifft, wobei die eng am Düsenkopf gebildeten Flammen den Düsenkopf stark thermisch überlasten können.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die ge schilderten Nachteile zu beheben.
Die Düse nach der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, dass das Zuführrohr für den Brennstoff oder das nicht brennbare Gas mit dem Düsenkopf verbunden ist, in dem ein lösbarer, mit einem Deckel fest verbun dener Stutzen eingesetzt ist, und dass in dem Stutzen radial angeordnete Öffnungen und in dem Düsenkopf ein Verteilungskanal und radial angeordnete, an der inneren Seite mit dem Verteilungskanal in Verbindung stehende und an der äusseren Seite in den Umgebungs raum der Düse führende Rillen vorgesehen sind.
Auf diese Weise ist es z. B. möglich, eine wirkungs volle Verbrennung von flüssigem, durch einen Oxyda- tionsgasstrom zerstäubten Brennstoff oder das Einblasen von Sauerstoff oder Oxydationsgasgemischen in Herd öfen oder Konverter und sonstiger Frischgefässen zu erreichen.
Weiter kann die neue Düse aus einfachen, ferti gungsbilligen Einzelteilen aufgebaut werden, unterliegt erfahrungsgemäss nur einer schwachen Abnutzung, kann thermisch wirkungsvoll eingesetzt und z. B. an beson- dere Forderungen des Hüttenbetriebes angepasst wer den und ermöglicht ein rasches, operatives Eingreifen in den Frischprozess.
Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figur .an-.einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Das zur zentrischen Zuführung von Brennstoff die nende Brennstoffrohr 1 ist von einem Isolierrohr 8 und einem Kühlmittelzuführrohr 9 und einem Sauerstoffrohr 12 und einem Kühlmittelabführungsrohr 11 konzen trisch umgeben. Das Ende des Brennstoffrohres 1 in der Richtung des Brennstoffflusses ist mit einem Düsenkopf 2 verbunden, der auch am Endteil des Sauerstoffrohres 12 anliegt. In den ssüsenkopf 2 und an dessen unterem Ende ist ein Rohrstutzen 4 eingesetzt, der mit einem Deckel 3 fest verbunden ist.
Das innere Kühlmittelzu- führrohr 9 ist mit dem äusseren Kühlmittelabführrohr 11 mit im Düsenkopf 2 vorgesehenen und radial ver laufenden Verbindungskanälen 10 verbunden.
Die im Düsenkopf angeordnete Verlängerung des Sauerstoffrohrs 12 steht mit einer Mehrzahl von radial verlaufenden, mit der Düsenlängsachse einen Winkel bil denden und in den Herdraum mündenden Kanälen 13, welche zum Einblasen von Sauerstoff in den Herdraum vorgesehen sind, in Verbindung.
Der Rohrstutzen A. ist mit einer Mehrzahl von un mittelbar oberhalb des -Schutzdeckels 3 -angeordneten Öffnungen 5 versehen. Diese Öffnungen 5 münden in einen ringförmigen, den Rohrstutzen .4 umgebenden Verteilerkanal 6, dessen Wandung teilweise durch die Oberseite des Deckels 3 und teilweise durch die Unter seite des Stutzens 4 gebildet ist.
Weiter ist im Unterteil des Düsenkopfes 2 eine Mehrzahl von radial verlaufen den und in den Herdraum mündenden Rillen 7 ange bracht, deren Wandungen teils durch die Oberseite des Deckels 3 und teils durch den Düsenkopfkörper gebildet sind und sich in der Richtung auf den Herdraum gleich- mässig verengen. Die Öffnungen 5 verbinden das Innere des Stutzens 4 mit dem Verteiler 6, so dass der :durch das Brennstoffrohr 1 strömende Brennstoff frei in den Herdraum eintreten kann, wobei seine :Strömungsge schwindigkeit in den sich verengenden Rillen 7 zunimmt.
Die Strömungsrichtungen des flüssigen Brennstoffs und bzw. der Gase sind in der Zeichnung mit Pfeilen veranschaulicht, und zwar die Richtung des Brennstoffs mit einem punktierten, die Richtung des Sauerstoffs mit einem gestrichelten und die Richtung des Kühlmittels mit einem ausgezogenen Pfeil.
Im folgenden soll noch die Funktion der beschrie benen Düse angegeben werden: Der flüssige Brennstoff, z. B. Heizöl, wird durch das Brennstoffrohr 1, den Düsenkopf 2, die radial ange- brachten ..Öffnungen 5, den Verteilerkanal 6 _und.die Ril len 7 in den Herdraum -geführt. Das Oxydationsmittel, z. B.
Sauerstoff, wird durch den Raum zwischen dem inneren Kühlrohr 9 und dem Sauerstoffrohr 12 =und durch das System von Sauerstoffkanälen 13 ebenfalls, und zwar in unmittelbarer Nähe der Mündungen der Rillen 7 in den Herdraum eingeblasen. Das Kühlmittel strömt durch den Raum zwischen dem Brennstoffrohr 1 und dem Düsenkopf 2, die Verbindungskanäle 10 und den Raum zwischen dem Sauerstoffrohr 12 und dem Abführrohr 11.
Das Oxydationsmittel stösst nach seinem Austritt aus den Sauerstoffkanälen 13 gegen den aus den Rillen 7 herausfliessenden Brennstoff, den es vollkom men zerstäubt und an Ort und Stelle verbrennt.
Die Düse kann auch zum Blasen von oxydierenden Gasen auf -die Oberfläche einer Metallschmelze verwen det werden. In diesem Falle wird durch das Rohr 1 an statt Brennstoff Dampf, Pressluft oder ein anderes nicht brennbares Gas zugeführt, dessen Aufgabe es ist, die Rillen 7 gegen Verunreinigung durch Ablagerungen von Schlacke oder Metall zu schützen.
Sollten die Rillen 7 bei der einen oder anderen Ver wendung doch verschmutzen, so können sie nach Ab nahme des Deckels 3 und des Stutzens 4 leicht gereinigt werden.