DD207974A1

DD207974A1 - Anordnung von hochgeschwindigkeitsbrennern an tiefoefen

Info

Publication number: DD207974A1
Application number: DD24073282A
Authority: DD
Inventors: Bernd Erdtel; Ralf Noack; Ernst Leipold; Reinhard Vogt
Original assignee: Bernd Erdtel; Ralf Noack; Ernst Leipold; Reinhard Vogt
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1984-03-21

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF DIE ANORDNUNG VON HOCHGESCHWINDIGKEITSBRENNERN ZUR BEHEIZUNG VON METALLURGISCHEN TIEFOEFEN. SIE STELLT SICH DIE AUFGABE, DURCH EINE ZWECKMAESSIGEANORDNUNG DER EINZELNEN BRENNER EIN GLEICHMAESSIGES TEMPERATURPROFIL UEBER D. GESAMTE WAERMEGUT ZU ERZEUGEN. DIE ERFINDUNGSGEMAESSE LOESUNG DER AUFGABE BESTEHT DARIN, DASS DIE BRENNERACHSEN SOWOHL IN HORIZONTALER LAGE GESCHWENKT ALS AUCH IN VERTIKALER RICHTUNG GENEIGT SIND, UM DEN BRENNERSTRAHL AUCH IN DIE GEBIETE DES OFENS ZU LENKEN, IN DENEN BISHEREIN UNZUREICHENDER WAERMEUEBERGANG STATTFAND. DER ZUR HORIZONTALEN EINZUHALTENDE SCHWENKWINKEL ALPHA BETRAEGT HIERBEI 3 BIS 15 GRD, DER ZUR HORIZONTALEN NOTWENDIGE NEIGUNGSWINKEL BETHA 3 BIS 10 GRD. MIT DEM GLEICHMAESSIGEN TEMPERTURPROFIL IM TIEFOFEN WIRD EINE VERKUERZUNG D. VERWEILZEITEN D. WAERMEGUTES UUND DAMIT EINE STEIGERUNG DER PRODUKTION ERREICHT.

Description

Titel der Erfindung

Anordnung von Hochgeschwindigkeitsbrennern an Tiefofen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung von Hochgeschwindigkeit sbrennern zur Beheizung von Tieföfen, die in metallurgischen Betrieben im Einsatz sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind zahlreiche Einsatzgebiete von Hochgeschwindigkeitsbrennern bekannt. Der wohl wichtigste Grund für den Einsatz von Hochgeschwindigkeitsbrennern ist die dadurch erreichbare hohe Temperaturgleichmäßigkeit im Industrieofen. Sowohl für die Wärmebehandlung von Stahl im Hoch- und Mitteltemperaturbereich als auch beim Trocknen von Gießerei-Pormen im Niedertemperaturbereich werden konstante Temperaturen über das gesamte Ofenprofil verlangt. Extrem hohe Anforderungen an die Wärmebehandlung hinsichtlich der Temperaturverteilung stellen das Glühen oder Anlassen großer Behälter oder Gußstücke dar. Solche Prozesse konnten nur durch die Anwendung von ümwälzgasgebläsen realisiert werden. Deren Einsatz steht jedoch die teure Unterhaltung und Temp era tür anf; .11 igke it - besonders bei Temperaturen über 600 ⁰G - entgegen. Die Hochgeschwindigkeitsbrenner saugen, bedingt; durch die hohen Ausströmteschwin-

digkeiten des Abgases am Brennermund, Abgas aus dem Ofenraum an, wodurch es zu einer starken Umwälzung des im Industrieofen befindlichen Gases kommt.

Bedingt durch die hohe Temperaturgleichmäßigkeit und die erzeugten hohen Strömungsgeschwindigkeiten steigt die Erwärmungsgeschwindigkeit des Einsatzgutes auf das Zwei- bis Fünffache an. Das ist besonders erwünscht, da damit die Durchsatzleistungen des -Industrieof ens steigen, der Platzbedarf sinkt und solche prägnante Bewertungskriterien eines Industrieofens, wie Anlaufzeit, Speicherverlust, Zunderanfall etc. sich positiv, verändern. . . , _;

Bin weiterer Grund,für den Einsatz von Hocägeschwindigkeitsbrezinern ist, daß der spezifische Energieverbrauch des Industrie ofens erfahrungsgemäß sinkt. - . - '

Alle diese aufgezeigten Vorteile werden jedoch nur erreicht, wenn.die Hochgeschwindigkeitsbrenner am Industrieofen richtig angeordnet werden. .. .' "..'

Diesbezüglich wird in der DDE-PS 7-0 712 ein Verfahren zur Beheizung von Brennräumen unter^: Verwendung von mindestens zwei Brennern beschrieben, die einander gegenüberliegend und gegeneinander gerichtet sind, wobei die. Wärmeleistung der ζweI jeweils gegenüberliegenden Brenner periodisch schwankt.

.Nachteil dieser Erfindung ist es, daß auch mit dieser Anordnung der Brenner und ihrer Regelung der VJ arme leistung nicht die geforderte -Temperaturgleichmäßigkeit über das gesamte Ofenprofil erreicht" wird. Besonders, die Eclien, aber auch gewisse Bereiche des Ofenbodens erhalten nicht die geforderte V;arme, um den hohen Anforderungen'der Teinperaturgleichciaßigkeit zu genügen. · ; .

Ein weiterer Nachteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, daß sie nur auf solche Anwendungsfälle beschränkt ist, bei denen ,Hochgeschwindigkeitsbrenner sowohl am Boden als auch in der

Nähe der Decke des Industrie ofens eingesetzt v/erden und bei denen durch entsprechende Ofenbodengestaltung genügend große Gassen für die Ausbreitung des Abgasstrahles zur Verfügung stehen.

Der .gegenwärtige technische Stand bei der Jieheizung von Tief-Öfen besteht darin, daß die Brenner stets mit ihrer Brennerachse im rechten Winkel zur Ofenverplattung angeordnet sind. Diese Brenneranordnung führt zu den gleichen Nachteilen, wie sie bereits oben dargelegt wurden.

Ziel der lürfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, ein gleichmäßiges Temperaturprofil im gesamten Ofen zu erreichen, damit die Produktionsleistung zu erhöhen und gleichzeitig den Energieeinsätζ beträchtlich zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Anordnung der Hochgeschwindigkeitsbrenner im Tiefofen ein gleichmäßiges Temperaturprofil über das gesamte Wärmgut zu erzeugen. Dies konnte mit den bisher bekannten Lösungen nicht erreicht werden.

Krfindungsgemäß ist die Brennerachse eines oder mehrerer der eingesetzten Ilochgeschwindigkeitsbrenner innerhalb der Ofen-', ausmauerung der.Stirnwände sowohl in horizontaler Lage geschwenkt als auch in vertikaler Lage, geneigt, um den Brennerstrahl besonders in die Gebiete des Ofens zu lenken, in denen bisher ein unzureichender Wärmeübergang stattfand. Der zur Horizontalen erforderliche Schwenkwinkel ^ beträgt 3° bis 15° und der gegenüber der Horizontalen einzuhaltende Neigungswinkel ß> beträgt 3° bis 10°. Durch die erfindungsge-

mäße Brenneranordnung wird im !Tiefofen ein Strömungsprofil der heißen Abgase erzeugt, das eine starke Umwälzung des Abgases im gesamten Ofenraum, also auch in den bisherigen Tot-räumen, garantiert β Einhergehend mit dieser Starken Umwälzung istieine hohe Vergleichmäßigung der Temperatur der heißen Abgase«' Daraus ergibt sich, daß das Wärmgut an jeder Stelle mit einem Abgas umspült wird, das ein gleichmäßiges Temperaturprofil über den gesamten Ofen aufweist. Es findet eine völlig gleichmäßige Erwärmung des gesamten Wärmgutes statt. Das gleichmäßige Temperaturprofil im Tiefofen bewirkt eine "Verkürzung der Verweilzeiten des Wärmgutes und damit eine Steigerung der Produktion sowie eine Verbesserung der Qualität des Erwärmungsprozesses durch Gewährleistung einer guten Temperaturverteilung im Wärmgut und hat damit eine beachtliche Energieeinsparung zur Folge.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einer Zeichnung näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Schnittdarstellung eines Tiefofens in der Draufsicht Fig.- 2: Schnittdarstellung eines Tiefofens in der Seitenansicht : ' · ' . - '/

Im Tiefofen werden die vom Stahlwerk übergebenen Rohstahlblöcke auf Walztemperatur erwärmt und bestehende Temperaturdifferenzen im Block ausgeglichen. · Zu Beginn dieses Prozesses wird das Wärmgut 3 auf den Boden 7 der Tiefofenkammer 1 gesetzt. Nach Schließen, des TiefofendeckeIs 6 beginnt die Aufheizphase des.Wärmgutes.3. Die Beheizung der Tief ofenkammer 1 erfolgt mit Hilfe der beiden in der Ofenausn^erung 2 der Stirnwände diagonal gegenüberliegend angeordneten Kochgeschwindigkeitsbrennern, Die Brennerachsen 5 sind hierbei zur Horizontalen 4 um einen Winkel <Λ> von 3° bis 15° geschwenkt

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und um einen Winkel & von 3° bis 10° geneigt. Die durch die Verbrennung des iieiztnediums erzeugten Verbrennungsgase strömen mit hoher Austrittsgescliwindigkeit aus dem Brennermund in die Tiefofenkammer 1, umspülen mit hoher Turbolenz das Wärmgut 3 sowie die Ofenausmauerung 2 und werden über den Abgaskanal 8 aus der Tiefofenkammer 1 abgeführt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Brenner werden die Wärmeübergangsbedingungen im Ofengefäß verbessert und Gebiete mit reduziertem Wärmeübergang vermieden.

Während der Verweilzeit der Verbrennungsgase erfolgt ein Wärmeübergang zwischen Verbrennungsgasen, Wärmgut 3 und Ofenausmauerung 2. Aus diesem Wärmeübergangsprozeß resultiert ein Temperaturanstieg des Wärmgutes 3. Nach Erreichen der Sollwerttemperatur und nach Abschluß des TemperaturauSgleich.es im Wärmgut 3 ist der technologische Wärmzyklus des Tiefofens beendet und das Wärmgut 3 kann nach Abnahme des TiefofendeckeIs 6 zum anschließenden Walzen aus der Tiefofenkammer1 gezogen Werden.: ^: '.'.-:. ' ^:'^::-·'"·'-. ' . / ' -/^:'-'_; ^:;ν;^;λ.::: .- : : > '^::'-^y:_:- .-.'

Claims

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Erf indungsanspruch ..',. '

Anordnung von Hochgeschwindigkeftsbremiern an Tieföfen, gekennzeichnet dadurch., daß die Brenne wachsen (5) der Hochgeschwindigkeit sbrenner innerhalb der Of e na us mauerung (2) der Stirnwände zur Horizontalen (4) um einen Winkel OC =3° bis 15° geschwenkt und um. einen Winkel/^· =3° bis 10° geneigt sind. ~ . · - .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen«