DD281648A5

DD281648A5 - FURNACE

Info

Publication number: DD281648A5
Application number: DD88315243A
Authority: DD
Inventors: Henning J-E Lauren
Original assignee: Oy Partek Ab,Fi
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1990-08-15
Also published as: RU1838256C; FI871933A0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schmelzofen fuer die Erzeugung einer Schmelze fuer die Mineralwolleproduktion, der aus einem Schacht fuer das Vorwaermen und Schmelzen des Rohmaterials; einem im Bodenabschnitt des Schachtes untergebrachten wassergekuehlten Rost, der ein Bett keramischer Fuellkoerper sowie das Rohmaterial traegt; einer unter dem Schacht befindlichen Verbrennungskammer, die mit einem Bodenabschnitt fuer das Auffangen der aus dem Schacht tropfenden Schmelze und einem Auslasz fuer das Abstechen der Schmelze versehen ist; und mindestens einem in der Verbrennungskammer untergebrachten Hauptbrenner; sowie ueber dem Rost befindlichen zusaetzlichen Brennern besteht. Die Bodenflaeche der Verbrennungskammer ist groeszer, vorzugsweise 20 bis 400% groeszer, als die Querschnittsflaeche des Schachtes. Fig. 1{Schmelzofen; Schmelze; Mineralwolleproduktion; Schacht; Vorwaermen; Rohmaterial; Bodenabschnitt; Rost; keramischer Fuellkoerper; Verbrennungskammer; Auslasz; Hauptbrenner; zusaetzliche Brenner; Querschnittsflaeche}The invention relates to a melting furnace for the production of a melt for mineral wool production, consisting of a shaft for the preheating and melting of the raw material; a water-cooled grate housed in the bottom portion of the shaft and supporting a bed of ceramic filling bodies and the raw material; a combustion chamber located below the shaft and provided with a bottom portion for catching the melt dripping from the shaft and a lip for cutting off the melt; and at least one main burner housed in the combustion chamber; as well as over the grate located additional burners exists. The bottom area of the combustion chamber is larger, preferably 20 to 400% larger, than the cross-sectional area of the shaft. Fig. 1 {melting furnace; Melt; Mineral wool production; Schacht; preheating, tent- covering; raw material; Bottom portion; Rust; ceramic filling body; Combustion chamber; Auslasz; Main burner; additional burners; Cross sectional area}

Description

furnace Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Ofen zur Erzeugung einer Schmelze für die Mineralwolleproduktionr,The invention relates to a furnace for producing a melt for mineral wool production,

Characteristic dee , known , prior art

Bei der Mineralwolleproduktion werden Minerale von Silicium und Metalloxide oder »carbonate und/oder Schlacke ale Rohstoff eingesetzte Das Rohmaterial wird in einem Ofen geschmolzen^ und die Schmelze wird in eine Defibrierungsanlage geleitet-, in der die Mineralschmelze zu Fasern umgewandelt wirdo Während der Defibrierung wird ein Bindemittel zugesetzt; das die Fasern nach einer Wärmebehandlung ineinander bindet¹« so daß ein bleibendes geformtes Produkt entsteht₀ Zur Gewinnung eines Produktes mit guter Qualität ist es erforderlich, daß das Schmelzen gleichmäßig erfolgt und daß die Viskosität der Schmelze und das Fließen aus dem Ofen zu der Oefibrierungsanlage konstant sind·In mineral wool production, minerals of silicon and metal oxides or carbonates and / or slag are used as raw material. The raw material is melted in an oven and the melt is sent to a defibering plant where the mineral melt is converted into fibers Binder added; which the fibers binds to a heat treatment into each other ^1, "so that a permanent shaped product is formed ₀ In order to obtain a product having good quality, it is necessary that the melting is uniform and that the viscosity of the melt and the flow from the furnace to the Oefibrierungsanlage constant are·

Der am häufigsten eingesetzte Typ eines Schmelzofens ist der wassergekühlte Kupolofen-» der mit einer Mischung von Mineralrohmaterial und Koks beschickt wirdo In dem Kupolofen ist ein Einlaß für die Verbrennungsluft vorgesehen« und die Verbrennungsluft wird gewöhnlich auf eine Temperatur von etwa 500 ⁰C vorgewärmt« Steinrohmaterial eines Basalt- oder Diabastyps schmilzt bei einer Temperatur von etwa 1200 ⁰C₀ Die Schmelze wird in dem Ofen überhitzt, so daß sie mit etwa 1450 ⁰C aus dem Ofen fließtr. Infolge des mit dem Mineralrohmaterial vermischten Kokseβ findet das Schmelzen in dem Kupolofen in einerThe most commonly used type of melting furnace is the water-cooled cupola furnace, which is charged with a mixture of mineral raw material and coke. The cupola provides an inlet for the combustion air and the combustion air is usually preheated to a temperature of about 500 ^° C. a basalt or Diabastyps melts at a temperature of about 1200 ⁰ C ₀ The melt is overheated in the furnace so that they fließtr with about 1450 ⁰ C from the oven. As a result of the Kokseβ mixed with the mineral raw material, the melting in the cupola takes place in one

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reduzierenden Atmosphäre statt« Die ausgestoßenen Abgase enthalten dann praktisch 8 bis 10 % unverbranntes Kohlenmonoxid (CO) und eine geringe Menge Schwefelwasserstoff und gleichfalls Schwefeldioxid (SO₂),The emitted exhaust gases then contain practically 8 to 10% unburned carbon monoxide (CO) and a small amount of hydrogen sulphide and also sulfur dioxide (SO ₂ ),

Die Kupolöfen haben einen schwerwiegenden Nachteil·; weil sie aus Umweltgründen in den meisten Fällen mit einem Gasreiniger ausgestattet sein müssen; der den Staub abtrennt und die Ab» gase nachverbrennt und der auch das Vorwärmen der Verbrennungsluft besorgte Eine solche Einrichtung für die Gasreinigung und die Nachverbrennung ist gewöhnlich komplizierter und teurer als der Kupolofen für das Schmelzen selbst« Ein an» derer Nachteil» der sich durch die reduzierende Atmosphäre bei mit Koks beschickten Kupolöfen ergibt, besteht darin·, daß das in dem Rohmaterial vorhandene Eisenoxid zu metallischem Eisen reduziert wird, so daß der Ofen mit einer Vorrichtung für das Abstechen des Eisens ausgerüstet sein muß₀ Durch das Eisenabstechen, das alle vier Stunden vorgenommen wird, ist eine Produktionsunterbrechung von etwa 15 Minuten erforderlicheThe cupolas have a serious disadvantage ·; because they have to be equipped with a gas purifier for environmental reasons in most cases; Such a device for gas purification and afterburning is usually more complicated and more expensive than the cupola for melting itself. "Another drawback which is caused by the reducing atmosphere in coke-fed cupolas is that the iron oxide present in the raw material is reduced to metallic iron, so that the furnace must be equipped with a device for cutting off the iron. ₀ By ironing off every four hours is made, a production interruption of about 15 minutes is required

Des weiteren sind Kupolofen?, bei denen Erdgas als zusatz» licher Brennstoff verwendet wird, aus Gründen der Energieeinsparung hergestellt worden, wodurch maximal 25 bis 30 % des Kokses durch Gas ersetzt wurden₀ Trotzdem bleibt das Problem der unvollständigen Verbrennung bestehen, das Nachverbrennung, Abgasreinigung und Eisenabstechen erforderiich machtv wodurch auch wieder eine Produktionsunterbrechung notwendig wird₀ Furthermore, cupola ?, where natural gas Licher fuel as an additive "used, have been manufactured for the sake of energy saving, whereby a maximum of 25 to 30% of the coke has been replaced by gas ₀ Nevertheless, there remains the problem of incomplete combustion exist, the post-combustion exhaust gas purification and Eisenabstechen erforderiich machtv which again a production interruption is necessary ₀

Andere Ausführungen von Schmelzaggregaton sind Elektroöfen eines Wannentyps, denen die Schmelzenergie durch drei Graphitelektroden zugeführt wird, die mit 150 bis 200 V Wechselstrom und 10 000 bis 20 COO A Strom gespeist werden₀ Die von einemOther designs by Schmelzaggregaton are electric furnaces of a well type, which the melting energy is supplied by three graphite electrodes fed with 150 to 200 V AC and 10,000 to 20 ₀ COO A current of the a

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Elektroofen auegestoßenen Abgasmengen sind normalerweise so gering» daß keine Reinigung erforderlich wird« Neben dieam Vorteil in bezug auf die Umwelt bietet der Elektroofen auch noch den Vorteil» daß er eine freiere Wahl des Rohmaterials (feinverteilt) zuläßt und ein regelmäßigeres Schmelzefließen und eine gleichmäßigere Temperatur als der Kupolofen ermöglicht« Allerdings hat der Elektroofen den Nachteil^ daß er etwa die vierfachen Ausrüstungskosten gegenüber einem Kupolofen mit Gasreinigung verursacht und daß er eine sehr verfeinerte und teure Form der Energie erforderlich machteElectric furnace exhaust emissions are usually so low that no cleaning is required. In addition to the environmental benefits, the electric furnace also has the advantage of allowing a freer choice of raw material (finely divided) and a more regular melt flow and more uniform temperature However, the electric furnace has the disadvantage that it causes about four times the cost of equipment compared with a cupola with gas cleaning and that it requires a very refined and expensive form of energy

Außerdem werden gas- oder ölbeheizte Schmelzwannen eines ähnlichen Typs» wie sie in der Glasindustrie eingesetzt werden« möglicherweise mit einer zusätzlichen Energie von 5 bis 10 % durch Molybdänelektroden betrieben« Gasbeheizte Wannen verursachen etwas höhere Ausrüstungskosten als Elektroöfen eines Wannentyps und weisen eine etwa doppelt so große Schmelzbadoberfläche bei der gleichen Kapazität auf. Gas und 01 haben den Vorteil» daß es sich bei ihnen um leicht verfügbare Brennstoffe handelt, während gas» oder ölbeheizte Wannen den Nachteil haben» daß die Auskleidung nur eine Haltbarkeit von 3 bis 4 Jahren hat und die Rekonstruktionskosten sich auf etwa 30 bis 40 % einer neu gebauten Wanne belaufen«In addition, gas-fired or oil-fired furnaces of a similar type "as used in the glass industry" may be operated with 5 to 10% additional energy from molybdenum electrodes. "Gas-fired tubs cost slightly more equipment than a-tub type electric furnaces and are about twice as large Melt bath surface at the same capacity. Gas and oil have the advantage "that they are readily available fuels, whereas gas or oil fired tanks have the disadvantage" that the lining only has a durability of 3 to 4 years and the reconstruction costs are about 30 to 40 % of a newly built bath «

Alle oben vorgestellten Ofentypen haben ihre eigenen Vor- und Nachteile» so daß keiner als ideal angesehen werden kann» aber aus Umweltρ runden (hauptsächlich Schwefel) geht der heutige Trend zum Einsatz von elektrisch- oder gasbeheizten Öfen·«All types of furnaces presented above have their own advantages and disadvantages "so that no one can be regarded as ideal" but environmental trends (mainly sulfur) are the current trend for the use of electric or gas-fired stoves · «

Wie oben erläutert wurde» haben die zuletzt genannten Ofen den Nachteil» daß sie erheblich teurer als Kupolöfen mit Abgasreinigung sind» wobei sie gleichzeitig weniger flexibelAs explained above, "the latter furnaces have the disadvantage that they are considerably more expensive than cupola furnaces with exhaust gas purification", while being less flexible

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für einen diskontinuierlichen Betrieb während Wochenenden oder für beispielsweise den 1- oder 2-Schicht~Betrieb eingerichtet werden können· Der Kupolofen enthält nur einige Hundert Kilogramm Schmelze auf seinem Boden, wogegen die Wan» nenöfen eine Schmelzkapazität von mehreren zehnfachen Tonnen haben· Aus diesem Grunde kann der Kupolofen heruntergefahren und die Schmelze sehr schnell abgezogen werden"» ohne daß ein nennenswerter Verlust an Produktionszeit zu verzeichnen ist« Der KupdLofen kann auch in einer sehr kurzen Zeit bei 1- oder 2~Schicht-Betrieb hochgefahren werden« gewöhnlich in etwa 1 Stunde« Dagegen dauert das Hochfahren von Wannenöfen 1 bis 3 Tage, woraus deutlich hervorgeht'» daß sie in bezug auf einen diskontinuierlichen Betrieb nicht flexibel ausgelegt werden können·· The cupola contains only a few hundred kilograms of melt on its soil, whereas the kilns have a melting capacity of several tens of tons · For this reason the cupola can be shut down and the melt removed very quickly "" without a significant loss of production time. "The cupola can also be run up in a very short time in 1- or 2-shift operation, usually in about 1 hour "On the other hand, it takes 1 to 3 days to start up the furnaces, which clearly shows that they can not be designed flexibly with regard to discontinuous operation.

In der GEi-PS 1.326,884 wird unter anderem ein gcebeheizter Eisenschmelzofen eines Kupolofentyps vorgestellte in dem das Schmelzen in einem Schacht erfolgt, in dessen Bodenteil sich ein wassergekühlter Rost, der das zu schmelzende Eisenrohmaterial trägt, und ein Bett von keramischen, mit Graphit vermischten Füllkörpern befindet, die langsam herunterschmelzen und mit der geschmolzenen Schlacke vermischt werden, wobei die Eisenschmelze gleichzeitig aufgekohlt wird«, Öle aus einem solchen Ofen gewonnene Eisenschmelze hat eine Temperatur von etwa 1350 C, und es ist erforderlich, die Temperatur auf die richtige Gießtemperatur zu erhöhen, was gewöhnlich in einem getrennten Induktionsofen vorgenommen wird₀ In GEi-PS 1,326,884, inter alia, a cube-heated iron furnace of a cupola type is presented, in which melting takes place in a shaft in the bottom part of which a water-cooled grate carrying the raw iron material to be melted and a bed of ceramic blended with graphite Packages which are slowly melted down and mixed with the molten slag while carburizing the molten iron at the same time, the molten iron obtained from such a furnace has a temperature of about 1350 C, and it is necessary to raise the temperature to the proper pouring temperature , which is usually done in a separate induction oven ₀

Object of the invention.

Ziel der Erfindung ist die wirtschaftliche Herstellung von Eisenschmelze für die Mineralwolleproduktion_o The aim of the invention is the economical production of molten iron for mineral wool production _o

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m 7 ~ m 7 ~

Explanation of the essence of the invention

Oer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» einen Schmelzofen zur Erzeugung einer Schmelze für die Mineralwolleproduktion zur Verfügung zu stellen, der umweltfreundlich betrieben werden kann, der ein regelmäßiges Fließen ermöglicht, dessen Temperatur gleich der endgültigen Arbeitstemperatur ist und der für einen diskontinuierlichen Betrieb geeignet ist·Oer invention is based on the object »to provide a melting furnace for producing a melt for mineral wool production available, which can be operated environmentally friendly, which allows a regular flow, whose temperature is equal to the final working temperature and which is suitable for discontinuous operation ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß der Schmelzofen für den Einsatz beim Schmelzen von Rohstoffen für die Mineralwolleproduktion vorgesehen istV und dad die Bodenfläche der Verbrennungekammer größer ist als die Quer« echnittsflache des SchachtesoAccording to the invention, the object is achieved in such a way that the melting furnace is intended for use in the melting of raw materials for mineral wool production and that the bottom surface of the combustion chamber is greater than the transverse cut surface of the shaft

Die Erfindung betrifft somit insbesondere einen Schmelzofen, der im wesentlichen besteht aus einem senkrechten Schacht für die Aufnahme, das Vorwärmen und Schmelzen des Mineralrohmaterialsj einem wassergekühlten, im Bodenteil des Schachtes befindlichen Rost, der das Rohmaterial und keramische Füllkörper trägt) einer Verbrennungskammer unter dem Schachr, die einen Bodenabschnitt für das Auffangen und Überhitzen der Mineralschmelze, die aus dem Schacht tropft, und einen Auslaß für das Abstechen der Schmelze aufweist ι und wenigstens einem in der Verbrennungskammer untergebrachten Hauptbrenner_e Für den Hauptbrenner kann gasförmiger Brennstoff, flüssiger Brennstoff oder pulverisierter Kohlebrennetoff eingesetzt werden·The invention thus relates in particular to a melting furnace which consists essentially of a vertical shaft for receiving, preheating and melting the mineral raw material with a water-cooled grate located in the bottom part of the shaft carrying the raw material and ceramic packing) of a combustion chamber under the chaff, a bottom portion for collecting and overheating the mineral melt dripping from the shaft, and having an outlet for cutting off the melt ι and at least one housed in the combustion chamber main burner _e For the main burner, gaseous fuel, liquid fuel or pulverized coal fuel can be used ·

So betrifft die Erfindung einen Schmelzofen, der für die Erzeugung einer Schmelze in der Mineralwolleproduktion brauch· bar ist οThus, the invention relates to a melting furnace useful for producing a melt in mineral wool production

Die keramischen Füllkörper; die für die heißen Abgase aus der darunterliegenden Verbrennungskammer ein poröses durch·· lässiges Bett bilden', tragen das zu schmelzende Rohmaterial und vergrößern die Oberfläche der durch sie nach unten fließenden Mineralschmelzev so daß eine größere Kontaktoberfläche zwischen der Schmelze und den Gasen für eine anfängliche Überhitzung der Schmelze geschaffen wird· Die Füllkörper bestehen aus einem feuerfesten Material*« das dem Angriff der Mineralschmelze so gut als möglich widerstehen mußo Entsprechende schmelzbeständige Werkstoffe sind beispielsweise Siliciumcarbid und verschiedene mit Chromiumoxid gebundene und Aluminiumoxid enthaltende Stoffe_e Die Körper werden durch die heißen Abgase erhitzt und durch die über sie herunterlaufende Schmelze wieder gekühlt« Gleichzeitig erhalten sie auch die Porosität des Bettes aufrecht₀ Es sind vorzugsweise Kugeln mit einem Durchmesser von 100 bis 200 mm₀ The ceramic packing; which form a porous bed through the combustion chamber for the hot exhaust gases, carry the raw material to be melted and increase the surface area of the mineral melt flowing down through it so that a larger contact surface exists between the melt and the gases for initial overheating of the melt is created · the filling bodies consist of a refractory material * "the resist as well as possible the attack of the mineral melt Musso Appropriate melt resisting materials are for instance silicon carbide and various bonded with chromium oxide and aluminum oxide-containing substances _e the bodies are heated by the hot exhaust gases and cooled again by the melt running down on them, "the same time they also maintain the porosity of the bed upright ₀ There are preferably spheres with a diameter of 100 to 200 mm ₀

Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal ist die Bodenfläche der Verbrennungskammer« d, h₀ die Oberfläche des Schmelzbadesv größer; vorzugsweise um 20 bis 400 % größer als die Querschnittsfläche des Schachtes«»' damit die Wärme von den Flammen die Temperatur der Schmelze weiter auf etwa 1450 ⁰C erhöhen kann« bevor die Abgase mit etwa 1600 ⁰C durch den Schacht nach oben strömen« Auf diese Weise wird in dem Ofen eine Schmelze erzeugt« die direkt in die Cefibrierungsanlage geleitet werden kann· Die größere Bodenfläche der Verbrennungskammer bietet den weiteren Vorteil, daß das Herunterlaufen der Schmölze an den Wandungen der Verbrennungskammer verhindert wird*, das zur Erosion des Wandmaterials führen würde« Der Boden der Verbrennungskammer kann eine quadratische, hexagonale*, ovale oder runde Form haben*¹« wobei andere Formen gleichfalls möglich sind· Die Wandungen der Verbrennungskammer können senkrecht oder schräg sein·According to a feature of the invention, the bottom area of the combustion chamber "d, h _0, the surface of the Schmelzbadesv is greater; preferably by 20 to 400 % greater than the cross-sectional area of the shaft ""'so that the heat from the flames, the temperature of the melt can further increase to about 1450 ⁰ C before the exhaust gases with about 1600 ⁰ C flow through the shaft up in this way, a melt is produced in the furnace which can be fed directly into the curing plant. The larger bottom area of the combustion chamber has the further advantage of preventing the flow of molten oil down the walls of the combustion chamber which would lead to erosion of the wall material «The bottom of the combustion chamber may have a square, hexagonal *, oval or round shape * ¹ « other shapes are also possible · the walls of the combustion chamber may be vertical or oblique ·

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Erfindungsgemäß ist ββ, wenn der Auslauf für die Schmelze in einer angemessenen Höhe über dem Boden der Verbrennungskammer angebracht ist« so daß ein Schmelzbad gebildet wird· According to the invention , when the melt outlet is located at an appropriate height above the bottom of the combustion chamber, ββ is formed so that a molten bath is formed.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Schmelzofen neben den Hauptbrennern noch zusätzliche Brenner, die ringförmig über dem wassergekühlten Rost angebracht sindo Für diese werden gasförmige Brennstoffe wie Erdgas oder Flüssiggas verwendet-, und die Zusatzbrenner werden vorzugsweise mit kalter-, möglichst sauerstoff-angereicherter Luft betrieben» Die Aufgabe der Zusatzbrenner ist es vor allem, sin einheitliches Abschmelzen zu garantieren-, um dadurch die Bildung von Tunneln in dem Schacht zu verhindern« Die Zusatzbrenner sind auch für die Entleerung des Schachtes vor Produktionsunterbrechungen an Wochenenden und dergleichen entscheidend.According to a preferred embodiment, the furnace in addition to the main burners still contains additional burners, which are annularly mounted above the water-cooled grateo for these gaseous fuels such as natural gas or liquefied gas are used-, and the auxiliary burners are preferably operated with cold, preferably oxygen-enriched air » The purpose of the auxiliary burners is, above all, to guarantee a uniform melting - in order to prevent the formation of tunnels in the shaft. "The auxiliary burners are also crucial for the emptying of the shaft before production interruptions on weekends and the like.

Die durch die Zusatzbrenner zugeführte Energiemenge liegt vorzugsweise im Bereich von 15 bis 30 % der Gesamtmenge der erforderlichen Energie·» Die Anzahl der Zusatzbrenner beträgt vorzugsweise 10 bis 30, Der Schacht und die Verbrennungskammer sind vollständig mit entsprechenden feuerfesten Auskleidungsstoffen ausgekeleidetοThe amount of energy supplied by the auxiliary burners is preferably in the range of 15 to 30 % of the total amount of energy required. The number of auxiliary burners is preferably 10 to 30. The shaft and the combustion chamber are completely lined with appropriate refractory lining materials

Verschiedene Arten von Steinen, Schlacke oder Mischungen davon können als Rohmaterial eingesetzt werden« Außerdem werden Dolomit oder Kalkstein zugesetzt«Different kinds of stones, slag or mixtures thereof can be used as raw material «In addition, dolomite or limestone are added«

Ein entsprechender Anteil des Rohmaterials mißt 40 bis 80 mm, und mit diesem Anteil wirkt das Rohmaterialbett als Staubfilter in dem Schacht, und daher ist die Staubmenge von diesem Ofentyp in den meisten Fällen so gering, daß keinerlei Staubfilter erforderlich wird.A corresponding proportion of the raw material measures 40 to 80 mm, and with this proportion, the raw material bed acts as a dust filter in the shaft, and therefore the amount of dust of this furnace type is so small in most cases that no dust filter is required.

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ίο ~~ο ~

Die Erwärmung des Rohmaterials auf die Schmelztemperatur von etwa 1200 ⁰C erfolgt durch Konvektionswärmeüöertragung von demjieißen Ajgas an das klumpige Rohmaterial·, Das Schmelzen erfolgt auch in einer neutralen oder schwach oxydierenden Atmosphäre« und daher strömen keine unverbrannten Gase aus dem Ofen· Es findet keine Reduktion des Eisenoxidanteils des Rohmaterials statt« und daher braucht keine Eisenabstichvorrichtung in dem Ofen vorgesehen zu werden, wie es bei koksbeheizten Kupolöfen und Elektroöfen mit Graphitelektroden der Fall ist«The heating of the raw material to the melting temperature of about 1200 ⁰ C takes place by Konvektionswärmeüöertragung of thejjjjjissen Ajgas to the lumpy raw material ·, the melting is also in a neutral or weakly oxidizing atmosphere «and therefore no unburned gases flow out of the oven · There is no reduction the iron oxide content of the raw material instead of "and therefore no Eisenabstichvorrichtung needs to be provided in the oven, as is the case with coke-heated cupolas and electric furnaces with graphite electrodes«

Die Verbrennungskammer ist mit einem¹, oder vorzugsweise mit mehreren Hauptbrennern eines herkömmlichen Typs ausgestattete Vorzugsweise wird ein gasförmiger Brennstoff wie Erdgas oder Flüssiggas oder ein flüssiger Brennstoff wie Dl angewendete« aber auch pulverisierte Kohle ist verwendbar· Zur Erzielung einer höheren Verbrennungstemperatur kann vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt werden₀ Es kann auch Sauerstoffgas in die Verbrennungsluft eingemischt werden_e Die Brenner sind vorzugsweise auf die Oberfläche des Schmelzbades gerichtet.The combustion chamber is equipped with a ¹ or, preferably, a plurality of main burners of a conventional type. Preferably, a gaseous fuel such as natural gas or liquefied petroleum gas or a liquid fuel such as DI is used. However, pulverized coal may also be used. Preheated combustion air may be supplied to achieve a higher combustion temperature ₀ Oxygen gas can also be mixed into the combustion air _e The burners are preferably directed to the surface of the molten bath.

Erfindungsgemäß ist auch, daß Vorricl ungen für die Zuleitung zusätzlicher Elektroenergie mit Hilfe der Elektroden- oder Plasmatechnik für die weitere Überhitzung der Schmelze in der Verbrennungskammer auf die Arbeitstemperatur aufweist«The invention also provides that provisions for the supply of additional electrical energy using the electrode or plasma technology for the further overheating of the melt in the combustion chamber to the working temperature has «

Der Schmelzofen kann auch mit verschiedenen Vorrichtungen für die Überhitzung der Schmelze mit Hilfe der Elektroenergie durch Elektroden eines bekannten Typs-, wie beispielsweise Molybdänelektroden« ausgestattet sein»The smelting furnace can also be equipped with various devices for overheating of the melt by means of electric energy through electrodes of a known type, such as molybdenum electrodes.

Die überhitzung der Schmelze im Bodenabschnitt des Ofens kann auch durch Plasmaenergie direkt in der Verbrennungskammer er-The overheating of the melt in the bottom section of the furnace can also be achieved by plasma energy directly in the combustion chamber.

folgen,* wobei die Plaamaenergie von einer wassergekühlten Elektrode im Gewölbe des Ofens durch die Schmelze zu einer Elektrode im Ofenboden fließt₀ *, where the plasma energy flows from a water-cooled electrode in the vault of the furnace through the melt to an electrode in the bottom of the furnace ₀

Die durch die Elektroden*· oder Plasmatechnik zusätzlich zugeführte Elektroenergie beläuft oich auf maximal 20 % der erforderlichen Gesamtenergie₀ The additional electrical energy supplied by the electrode or plasma technique amounts to a maximum of 20 % of the total energy required ₀

Zur Verbesserung der Energierückgewinnung des Schmelzofens kann der Auslaßkanal für das Abgas« das eine Temperatur von etwa 700 bis 800 ⁰C besitztv mit einen Rekuperator zum Vorwärmen der Verbrennungsluft versehen werdendTo improve the energy recovery of the melting furnace, the outlet channel for the exhaust gas ", the a temperature of about 700 to 800 ⁰ C besitztv provided with a recuperator for preheating the combustion air becoming

Erfindung8§emäß ist es» wenn der Schmelzofen mit einem in dem Kanal für die heißen Abgase befindlichen Rekuperator für das Vorwärmen der Verbrennungsluft ausgestattet ist· Erfindungsgemäß ist auch, wenn der Schmelzofen mit einer keramischen Auskleidung versehene Bodenabschnitt der Verbrennungskammer so gestaltet ist, daß er entfernt werden kann« Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß der Schmelzofen mit einer Vorrichtung für die Zurückleitung von Defibriarungsrückständen direkt in die Verbrennungskammer ausgestattet ist·According to the invention, even when the furnace is provided with a ceramic lined bottom portion of the combustion chamber so as to be removed, it is provided with the recuperator for preheating the combustion air in the hot exhaust gas passage Moreover, according to the invention, the melting furnace is equipped with a device for returning defibrating residues directly into the combustion chamber.

Ein wesentlicher Vorteil der Konstruktion des erfindungsgemäßen Ofens ist die Möglichkeit, die verfestigte Abfallschmelze, die während des Oefibrierungsprozesses nicht zarfasert wurde und daher aus dem Faserbereich entfernt worden ist, wieder direkt in den Schmelzraum einsetzen zu können· Bei dieser Abfallschmelze handelt es sich in den meisten Fällen um ein hochwertiges Material, das natürlich wieder in den Prozeß zurückgeführt werden sollte« Beim Einsatz eines Kupolofens ist das ohne Brikettierung nicht möglich«, Ein wei-A major advantage of the design of the furnace according to the invention is the ability to re-use the solidified waste melt, which was not zarfasert during the Oefibrierungsprozesses and therefore has been removed from the fiber area directly into the melting space · This waste melt is in most Cases involving a high-quality material which, of course, should be recycled back into the process "When using a cupola, this is not possible without briquetting".

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terer Vorteil ist durch die Tatsache gegeben', daß es durch dieee Ofenkonstruktion möglich iet_# feinverteiltes zusatz» lichee Material direkt auf die Oberfläche des Schmelzbades zu leiten«more excellent advantage is' given by the fact that it is possible by iet dieee furnace design "to direct _# finely divided additive lichee material directly onto the surface of the molten bath"

Outline examples The solution according to the invention is intended below in several Refer to the accompanying drawings for details

erläutert werden«, Es zeigen:be explained «, show:

Fig« Ii einen Senkrechtschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzofens;FIG. 1 shows a vertical section through a preferred embodiment of the melting furnace according to the invention; FIG.

Fig β 2: einen Querschnitt auf der Linie A-A von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;Fig. 2 is a cross-sectional view on the line A-A of Fig. 1 on an enlarged scale;

Fig₀ 3» einen Senkrechtschnitt durch eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzofens;Fig ₀ 3 »a vertical section through another preferred embodiment of the melting furnace according to the invention;

Fig» 4» einen Senkrechtschnitt durch die Verbrennungskammer des Schmelzofens auf der Linie B-B von Fig₀ 3 undFigure "4" a vertical section through the combustion chamber of the furnace on the line BB of Figure 3 and ₀

Fig, 5j den gleichen Schmelzofen wie in Fig_o 3 von oben geseheneFig. 5j the same furnace as in Fig _o 3 seen from above

Der in den Fig₀ 1 und 2 dargestellte Ofen besticht aus einem senkrechten Vorwärm- und Schmelzschacht für die Charge, d₀ h. das zu schmelzende Steinmaterial 6 (angemessene Größe 40 bis 80 mm), und einer unter dem Schacht 2 befindlichen Verbrennungskammer 3e Das Steinmaterial 6 wird in einen oben über dem Schacht 2 befindlichen wassergekühlten Speiseschacht 1The furnace shown in Figures 1 and 2 offers ₀ of a vertical preheating and melting shaft for the charge, i.e., ₀ h. the stone material 6 to be melted (adequate size 40 to 80 mm), and a combustion chamber 3e located below the shaft 2. The stone material 6 is introduced into a water-cooled feed shaft 1 above the shaft 2

geleitete Am Boden von Schacht 2 befindet sich ein wassergekiihlter Rost 5, der ein poröses Bett von keramischen kugelförmigen Füllkörpern 4 mit einem Durchmesser von 100 bis 200 mm und das Steinmaterial 6 trägt.o Die Hauptbrenner 9'« die mit Gas? Ol oder pulverisierter Kohle als Brennstoff betrieben werden, sind ringförmig in der Verbrennungskammer 3 angeordnete Das Steinmaterial 6 in dem Schacht 2 wird vorgewärmt und durch Wärmeübertragung von den heißen Abgasen von den Hauptbrennern 9 auf die Schmelztemperatur erhitzt« Die aus dem Schacht 2 tropfende Schmelze 14 wird weiter in dem Bodenabschnitt 11 der Verbrennungskammer gesammelt und durch Wärmeübertragung von den Abgasen und durch Energiezufuhr von den Molybdänelektroden 8 überhitzt und durch einen Auslaß abgezogen, der sich in einer bestimmten Höhe über dem Boden der Verbrennungskammer 3 befindet« so daß in dem Bodonabeohnitt 11 ein Schmelzbad 7 gebildet wird_e Der von den Molybdänelektroden 8 durch die Schmelze gehende starke elektrische Strom setzt die Schmelze in Bewegung, so daß eine Homogenisierung der Schmelze stattfindet,.At the bottom of shaft 2 there is a water-cooled grate 5 which carries a porous bed of ceramic spherical packing 4 with a diameter of 100 to 200 mm and the stone material 6. The main burners 9 'with gas? The stone material 6 in the shaft 2 is preheated and heated by heat transfer from the hot exhaust gases from the main burners 9 to the melting temperature. "The melt 14 dropping from the shaft 2 becomes is further collected in the bottom portion 11 of the combustion chamber and overheated by heat transfer from the exhaust gases and by the power supply from the molybdenum electrodes 8 and withdrawn through an outlet located at a certain height above the bottom of the combustion chamber 3 so that in the Bodonabeohnitt 11 a molten bath 7 is formed _e the walking of the molybdenum electrodes 8 through the melt strong electrical current continues the melt in motion so that a homogenization of the melt occurs ,.

Die Hauptbrenner 9 sind auf die Oberfläche des Schmelzbades 7 gerichtet, so daß die Wärme von den Brennstoff flämmen zur Schmelze übertragen wird, bevor die Abgase mit einer Temperatur von etwa 1600 C nach oben in den Schacht 2 strömen« Die heißen Abgase werden durch den Kanal 13 aus dem Schacht 2 abgeleitete Zur Vorwärmung der in den Hauptbrennern 9 verwendeten Verbrennungsluft kann ein Rekuperator 15 für die heißen Abgase in dem Kanal 13 untergebracht werden·The main burner 9 are directed to the surface of the molten bath 7, so that the heat from the fuel flame is transferred to the melt, before the exhaust gases with a temperature of about 1600 C up into the shaft 2 flow «The hot exhaust gases are through the channel 13 derived from the shaft 2 For preheating the combustion air used in the main burners 9, a recuperator 15 for the hot exhaust gases can be accommodated in the channel 13 ·

Zusätzliche Brenner, die mit Gas als Brennstoff betrieben werden, sind ringförmig über dem wassergekühlten Rost 5 angeordnet ο Die Zusatzbrennbi 10 unterstützen das Schmelzen desAdditional burners, which are operated with gas as a fuel, are arranged in a ring over the water-cooled grate 5 ο The Zusatzbrennbi support the melting of the

2 8 t 64 82 8 t 6 4 8

Steinmaterials 6'© Ihre Hauptaufgabe besteht aber dariny die Bildung von Tunneln im schmelzenden Steinmaterial zu verhindern und das Bett der keramischen Füllkörper während des Ablaufen3 zu reinigen₀ Stone material 6 '© Their main task, however, is to prevent the formation of tunnels in the melting stone material and to clean the bed of the ceramic filling bodies during draining3 ₀

Der Bodenabschnitt 11 der Verbrennungskammer iat mit einer keramischen Auskleidung versehen« die der heißen Schmelze besonders ausgesetzt ist.', so daß die Auskleidung von Zeit zu Zeit erneuert werden muß, und folglich sollte der Bodenabschnitt 11 so gestaltet seirt, daß er für einen raschen Austausch gegen einen anderen neuzugestellten Bodenabschnitt entfernt werdenThe bottom section 11 of the combustion chamber is provided with a ceramic lining which is particularly exposed to the hot melt, so that the lining must be renewed from time to time, and consequently the bottom section 11 should be designed to allow rapid replacement be removed against another newly added bottom section

Der erfindungsgemäße Schmelzofen kann auch mit einer Vorrichtung» zum Beispiel einer Förderschnecke 16, auegestattet sein> um Rückstände von der Defilbrierung direkt in die Verbrennungskammer zurückführen zu können« The melting furnace according to the invention can also be equipped with a device "for example a screw conveyor 16" in order to be able to return residues from the deflation directly into the combustion chamber. "

An adequate floor area of the combustion chamber 3

2 trägt 4 bis 10 m und eine angemessene Querschnittsfläche2 carries 4 to 10 m and a reasonable cross-sectional area

des Schachtes 2 etwa 3 m für einen Ofen mit einer Schmelzkapazität von etwa 5 t/h«of shaft 2 about 3 m for an oven with a melting capacity of about 5 t / h «

Der in den Fig_e 3 bis 5 gezeigte Ofen besteht aus einem senkrechten Schacht 2* mit quadratischer Querschnittefläche₀ Oer Schacht 2* ist an seinem Boden mit einem wassergekühlten Rost 5* versehen, der ein poröses Bett keramischer kugelförmiger Füllkörper 4* trägtr, die einen Durchmesser von 100 bis 200 mm aufweisen. Das Steinmaterial 6' (vorzugsweise in der Größe 40 bis 80 mm) wird oben von Schacht 2,! aufgegeben (nicht dargestellt)_e Das Steinmaterial 6* wird vorgewärmt und infolge der Wärmeübertragung von dein heißen Abgasen derThe oven shown in Figs _e 3 to 5 consists of a vertical shaft 2 * with a square cross-sectional area ₀ Oer shaft 2 * is provided at its bottom with a water-cooled grate 5 *, which carries a porous bed ceramic spherical packing 4 *, the one Have diameters of 100 to 200 mm. The stone material 6 '(preferably in the size 40 to 80 mm) is top of shaft 2 ,! abandoned (not shown) _e The stone material 6 * is preheated and due to the heat transfer from the hot exhaust gases of the

in der Verbrennungskammer 3! untergebrachten Brenner 17 bis 22 auf die Schmelztemperatur erhitzt« Die Brenner 17 bis 22, die mit Gas, Dl oder pulverisierter Kohle als Brennstoff betrieben werden, sind auf die Oberfläche des Schmelzbades 7.! gerichtet·', so daß die Wärme von den Brennstoffflamme-pn zur Schmelze übertragen wird·, bevor die Abgase mit einer Tem« peratur von etwa 1600 ⁰C nach oben in den Schacht 2*. strömen₀ Die Abstichöffnung, der Auslaß 12,V, für die Schmelze befindet eich in einer bestimmten Höhe über dem Boden der Verbrennungskammer 3,!y so daß ein Schmelzbad 7* in diesem Bodenabschnitt 11' gebildet wird. Die Auskleidung dieses Bodenabschnittes 11,' ist der heißen Schmelze besonders ausgesetzt und muß von Zeit zu Zeit erneuert werden, und aus diesem Grund kann der Bodenabschnitt 11.! so gestaltet werden, daß er bei einem raschen Austausch gegen einen anderen neuzugestellten Bodenabschnitt entfernt werden kann_e in the combustion chamber 3! burners 17 to 22 heated to the melting temperature «The burners 17 to 22, which are operated with gas, Dl or pulverized coal as fuel, are on the surface of the melting bath 7.! directed · ', so that the heat is transferred from the fuel flame-pn · to the melt before the exhaust gases with a Tem "temperature of about 1600 ⁰ C upwards in the slot 2 *. ₀ The tapping opening, the outlet 12, V, for the melt is located at a certain height above the bottom of the combustion chamber 3,! y so that a molten bath 7 * is formed in this bottom portion 11 '. The lining of this bottom section 11 'is particularly exposed to the hot melt and must be renewed from time to time, and for this reason, the bottom section 11! be designed so that it can be removed in a rapid replacement with another newly added bottom section _e

An adequate floor area for the combustion chamber 3,

2 beträgt 4 bis 10 m , und eine angemessene Querschnittsfläche2 is 4 to 10 m, and an adequate cross-sectional area

ρ des Schachtes 2.! sind etwa 3 m bei einem Ofen mit einerρ of the shaft 2.! are about 3 meters in an oven with one

Melting capacity of about 5 t / h.

Es wurde oben nur eine Anzahl bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, und der erfindungegemäße Schmelzofen kann selbstverständlich im Schutzgeltungsbereich der Ansprüche niodifiziert werden,»Only a number of preferred embodiments of the invention have been described above, and the melting furnace according to the invention may, of course, be modified within the scope of the claims, "

Claims

2 8 ί 6 4 8

claims

"Melting furnace" consisting of a shaft for the preheating and melting of the raw material to be melted, a water-cooled grate housed in the bottom of the shaft, carrying a bed of ceramic packing and the raw material; a combustion chamber located below the shaft and having a bottom section for catching the melt dripping from the shaft and an outlet for cutting off the melt; and at least one main burner housed in the combustion chamber, characterized in that the furnace is intended for use in melting mineral wool production resources, and that the bottom area of the combustion chamber (3; 3 ') is greater than the cross-sectional area of the shaft.

2ο smelting furnace according to claim 1 characterized «characterized in that it over the grate (5) arranged zueötzliche burner possesses

Melting furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic filling bodies (4, 4 ') located on the grate (5, 5') consist of aluminum oxide-bound chromium oxide and have a diameter of 100 to 200 mm.

4c melting furnace according to one of the preceding claims, characterized in that «the bottom surface of the combustion chamber (3/3 '). d, ho is the surface area of the molten bath (7, 7. ¹ ) ·,

2 8 ί 6 4 8

20 to 400 % greater than the Querechnitteflache the Schachtee (2, 2 ').,

Melting furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet (12; 12 *) for the melt is placed at a suitable height above the bottom of the combustion chamber so that a molten bath (7; 7,!) Is formed,

6: o melting furnace according to one of the preceding claims, characterized in that it has devices for the supply of additional electrical energy by means of the electrode or plasma technology for the further overheating of the melt in the combustion chamber (3) to the working temperature.

7 »Melting furnace according to one of the preceding claims? characterized in that it is equipped with a recuperator (15) for preheating the combustion air located in the hot exhaust duct (13).

8, smelting furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the base section (11, 11 ') of the combustion chamber, which is provided with a ceramic cover, is designed so that it can be removed.

Melting furnace according to one of the preceding claims ¹ , characterized in that it is equipped with a device for the return of defibrillator sacks directly into the combustion chamber.