DE3041359A1

DE3041359A1 - Cupola furnace has sized burner ducts - which correspond in dimensions at outlet to ratio of the cupola shaft dia.

Info

Publication number: DE3041359A1
Application number: DE19803041359
Authority: DE
Inventors: Anatolij Alekseevi&ccaron; Penza &Ccaron;ernyj
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-03
Filing date: 1980-11-03
Publication date: 1982-05-13

Abstract

The shaft of a cupola accommodates a series of burners about its perimeter each having a duct which has height and width dimensions at its outlet cross-section in the range of 0.09- 0.65 and 0.02-0.1 of the dia. of the shaft, respectively. Used for melting Fe or minerals to make slag wool in a cupula furnace. optimisation of the geometric parameters of the ducts and burners attains deep penetration of hot gases into the refractory packing, raising of the melt temp., improve- ment in heat efficiency factor and increase in material throughput of the melting unit.

Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf das Hüttenwesen und die Baustoffindustrie, und betrifft insbesondere Kupolöfen. The invention relates to the metallurgy and building materials industry, and particularly relates to cupolas.

kit bestem erfolg kann die vorliegende Erfindung in Schmelzaggregaten verwendet werden, die zum Erschmelzen von Roheisen im Gießerei- und Hüttenwesen sowie zum Erschmelzen von mineralischen Materialen bei der Herstellung von Sohlakkenwolle und Mineralwolle bestimmt sind. The present invention can best be successful in melting units used for smelting pig iron in foundries and metallurgy as well as for melting mineral materials in the production of sole wool and mineral wool are intended.

In den letzten Jahren finden eine weitgehende Anwendung Schmelzaggregate, die mit gasförmigem Brennstoff, insbesondere mit Erdgas betrieben werden. Beim Erschmelzen von Roheisen unter Anwendung eines gasförmigen Brennnicht stoffes wird das Metall mit einer schädlichen Beimengung (chwefel) gesättigt, es erhöht sich seine Festigkeit in Gußstücken, weil sich dabei keine solche Begleitstoffe wie Asche bilden, die in das metall übergehen wuirden und die Qualität des herzustellenden Endproduktes verschlechtern, wie das beim Erschmelzen von Roheisen unter Verwendung von Koks der Fall ist. Melting units have been widely used in recent years, which are operated with gaseous fuel, in particular with natural gas. When melting of pig iron using a gaseous fuel is the metal Saturated with a harmful additive (sulfur), it increases its strength in castings, because no such accompanying substances as ash are formed into the metal and the quality of the end product to be manufactured deteriorate, such as when smelting pig iron using coke the case is.

Von einer nicht weniger wichtigen Bedeutung sind auch der einfache Transport von Erdgas zu der Verbrauchsstelle und sein hoher Heizwert. Beim Verbrennen von Erdgas wird die Verunreinigung der Umwelt mit schädlichen Stoffen vermindert. Ausgehend von den genannten Vorteilen und im Zusanimenhang mit einem immer zunehmenden Kokamangel sowie mit der Steigerung seiner Erzougungskosten wird das Erschmelzen von Roheisen und Silikatmaterialien unter Anwendung von Erdgas immer mehr eingesetzt. Of no less important importance are the simple ones Transport of natural gas to the point of consumption and its high calorific value. When burning natural gas reduces the pollution of the environment with harmful substances. Based on the advantages mentioned and in connection with an ever increasing There is a lack of coca, as well as the increase in its mining costs of pig iron and silicate materials with the use of natural gas are being used more and more.

Es ist ein gasbetriebener Kupolofen bekannt, der einen Schacht mit eingebauten Gasbrennern sowie wassergekLihlte Träger enthält, durch welche der Schacht in eine obere Schmelzkammer und eine untere Überhitzungskammer eingeteilt wird. There is a gas-powered cupola known, which has a shaft built-in gas burners and water-cooled supports through which the shaft is divided into an upper melting chamber and a lower superheating chamber.

Außerdem ist er auch mit einem feuerfesten Gitterwerk versehen, das aus hochschmelzenden und temperaturwechselbeständigen Werkstoffen hergestellt und an den wassersekühlten Trägern angeordnet ist. (S. den UdSSR-Urheberschein Nr.503107). It is also provided with a fireproof lattice that made of high-melting and temperature change-resistant materials and is arranged on the water-cooled carriers. (See the USSR copyright license number 503107).

In dem bekannten Kupolofen findet jedoch ein Anbacken der eingeschmolzenen Silikatmaterialien an den wassergekühlsten Trägern atatt, was zu einer senkung der Schmelzguttemperatur, zu einer Einengung der Durchgänge für das Heiß-und gas und das bohmelzgut zwischen den wassergekühlten Trägern,l zu einer Erhöhung der Wärmeverluste führt, die auf die Erwärmung des in den Trägern enthaltenen Wassers zurückzuführen sind. In the well-known cupola furnace, however, there is a caking of the melted Silicate materials on the water-cooled supports atatt, which leads to a lowering of the Melt temperature, to a narrowing of the passages for the hot and gas and the bohmelzgut between the water-cooled carriers, l an increase in heat losses leads that can be attributed to the warming of the water contained in the carriers are.

Das Vorhandensein der unteren Überhit zungekammer, die mit dem feuerfesten Gitterwerk nicht gefüllt ist und in der große Wärmeverluste durch die Wände zu verzeichnen sind, hat zur Ursache, daß der Wirkungsgrad des Kupolofens herabgesetzt und die erforderliche Schmelztemperatur der Silikatmaterialien nicht sichergestellt wird. The presence of the lower superheating chamber connected to the refractory Latticework is not filled and there is a large loss of heat through the walls are, has the cause that the efficiency of the cupola is reduced and the required melting temperature of the silicate materials is not ensured.

Man muß auch darauf hinweisen, daß bei einer solchen konstruktiven Ausführung des Kupolofens das Entfernen des feuerfesten Gitterwerkes und der nicht eingeschmolzenen Silikatmaterialien aus dem Schacht nach dem Schmelzen, die Xeparatur der Auskle@dung sowie auch die Vorbereitung des - 5 -Kupolofens auf den nächsten Schmelzprozeß schwierig sind. One must also point out that such a constructive Execution of the cupola the removal of the refractory latticework and the not melted silicate materials from the shaft after melting, the Xeparatur the lining as well as the preparation of the - 5 cupola furnace on the next melting process are difficult.

s ist außerdem ein Kupolofen bekannt, der einen Schacht enthält, in dem in seinem unteren Teil Brenner mit horizontal verlaufenden Kanälen vorgesehen sind. Dieser Kupolofen ist zum Erschmelzen von Roheisen auf einem feuerfesten Gitterwerk bestimmt, das in den Schacht eingesetzt wird.(@. das Buch von Girschowitsch N.G. "Grauguß", Verlag Metallurgizdat, herausgegeben 1949, Seiten 633-635, 643-644, 654-656). A cupola furnace is also known which contains a shaft in the burner provided in its lower part with horizontally extending channels are. This cupola furnace is for smelting pig iron on a refractory latticework which is inserted into the shaft. (@. the book by Girschowitsch N.G. "Grauguß", Verlag Metallurgizdat, published 1949, pages 633-635, 643-644, 654-656).

Beim Betrieb eines solchen Kupolofens verschlacken jedoch die Kanäls der Brenner und S@e werden durch die Schmelze von feuerfesten Materialien überdeckt, was zu einer Störung des Schmelzprozesses führt. Das feuerfeste Gitterwerk wird in diesen Kupolöfen ungleichmäßig erwärmt, die gasförmigen Verbrennungsprodukte dringen in das feuerfeste Gitterwerk nicht tief ein; dadurch wird die Temperatur der Schmelze gesenkt, was zu einer Verscnlechterung der Qualität der Gußstücke führt. However, when such a cupola is operated, the canals form slag the burner and S @ e are covered by the melt of refractory materials, which leads to a disruption of the melting process. The refractory latticework will The gaseous products of combustion are heated unevenly in these cupolas do not penetrate deep into the refractory latticework; this increases the temperature of the melt, which leads to a deterioration in the quality of the castings.

Es ist ein als Prototyp gewählter Kupolofen bekannt, der einen Schacht mit in seinem unteren Teil angeordneten Brennern enthält, die mit Kanälen versehen sind, welche ein kurzflarnmiges Verbrennen von Gas gewährleisten. (S. das Buch von Gratschew W.A., Tschernij A.A. "Verwendung von Ergas in Kupolöfen", Verlag Priwolshskoje izdatelstwo, Saratow, herausgegeben 196?, Seiten 16-17). A cupola furnace, chosen as a prototype, is known, which has a shaft with burners arranged in its lower part and provided with channels which ensure a short flame burning of gas. (See the book by Grachev W.A., Tschernij A.A. "Use of natural gas in cupolas", Privolshskoje publishing house izdatelstwo, Saratow, published 196 ?, pages 16-17).

In diesem Kupolofen weisen die Erennerkanäle runde Austrittsquerschnitte auf. Bei einer solchen Ausführung der Kanäle wird ein kurzflammiges Verbrennen von Gas gewährleistet, wenn die Kanäle einen geringen Durohmesser im Austrittsquerschnitt ( 50 mm) aufweisen und über den Umfang des r;chachtes des Kupolofens gleichmäßig verteilt sind. Eine gleichmäßige Anordnung der Brenner über den Umfang ist nur bei einem Schachtdurchmesser von 500-700 mm möglich. In this cupola the detector channels have round exit cross-sections on. With such a design of the channels, a short-flame burning of Gas guaranteed if the channels have a low Durohmesser in the outlet cross-section ( 50 mm) and evenly distributed over the circumference of the cupola furnace shaft are. A uniform arrangement of the burners around the circumference is only possible with one Shaft diameters of 500-700 mm possible.

Bei einem Schachtdurchmesser von über 700 mm ist es nicht möglich, die erforderliche Anzahl der Kanäle mit einem geringen Durchmesser des Austrittsquerschnittes unterzubringen.With a shaft diameter of over 700 mm, it is not possible to the required number of channels with a small diameter of the outlet cross-section accommodate.

Die Kanäle der Brenner weisen runde Austrittaquerschnitte auf. Bei einer solchen konstruktiven Ausführung der Brennerkanäle wird jedoch der Durchmesser des Schachtes des Kupolofens nicht berücksichtigt, wodurch die erforderliche Eindringtiefe für die Heißgase beim Eindringen in das feuerfeste Gitterwerk nicht erreicht wird, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des feuerfesten Gitterwerkes führt; es wird dabei auch aie für die Erschmelzung und Uberhitzung des in den Kupolofen einzusetzenden Materials erforderliche Temperatur nicht erreicht. The channels of the burner have round exit cross-sections. at such a structural design of the burner channels, however, is the diameter of the shaft of the cupola furnace is not taken into account, which results in the required penetration depth for the hot gases when penetrating the refractory latticework is not achieved, which leads to uneven heating of the refractory latticework; it will also aie for the melting and overheating of the material to be used in the cupola furnace Material required temperature not reached.

Infolge einer ungleichmäßigen Durchwärmung des Gitterwerkes findet ein Anbacken des eingeschmolzenen Materials an dem feuerfesten Gitterwerk statt, wodurch eine Senkung der Schelzguttemperatur, eine Verminderung des thermischen Wirkungsgrades sowie eine Herabsetzung der Leistung des Kupolofens hervorgerufen werden. As a result of uneven heating of the latticework takes place baking of the melted material on the refractory latticework takes place, whereby a lowering of the shell temperature, a decrease of the thermal Caused efficiency and a reduction in the performance of the cupola furnace will.

Der vorliegenden Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, einen Kupolofen zu schaffen, in dem die Brenner mit Kanälen derart und mit einem solchen Verhältnis der Höhe (h) und der Breite (b) der Kanäle relativ zu dem Durch messre (D) des Schachtes ausgebildet sind, daß es mö@lich wird, den thermischen Wirkungsgrad des Kupolofens und die Temperatur des herzustellenden flüssigen Schmelzgutes zu erhöhen sowie auch die Leistung des Kupolofens zu steigern. The present invention was based on the object, a To create cupola in which the burner with channels such and with such Ratio of the height (h) and the width (b) of the channels relative to the diameter (D) of the shaft are designed that it is possible is, the thermal Efficiency of the cupola furnace and the temperature of the liquid melt material to be produced to increase as well as to increase the performance of the cupola furnace.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Kuverteilt polofen, welcher einen Schacht mit über den Unfanglangeordneten Brennern enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung jeder Brenner mit je einem Kanal versehen ist, dessen Höhe (h) und Breite (b) im Austriltaquerschaitt in Abhängigkeit vom Durchmesser (D) des Schacht es gewählt werden und jeweils in einem Bereich von 0,09 + 0,65 und 0,02 + 0,1 dieses Durchmessers liegen. This object is achieved in that polofen divided into an envelope, which contains a shaft with burners arranged above the circumference, according to FIG present invention each burner is provided with a channel, the height of which (h) and width (b) in the outlet cross section depending on the diameter (D) of the Well it can be chosen and each in a range of 0.09 + 0.65 and 0.02 + 0.1 of this diameter.

Bei einer solchen konstruktiven Ausführung der Kanäle der Brenner wird die Eindringtiefe beim Eindringen der Heißgase in das feuerfeste Gitterwerk vergrößert, wodurch die Temperatur des flüssigen Schmelzgutes erhöht und der thermische Wirkungsgrad des Kupolofens vergrößert werden. With such a structural design of the channels of the burner becomes the penetration depth when the hot gases penetrate the refractory latticework increased, which increases the temperature of the liquid melt and the thermal Efficiency of the cupola can be increased.

Bei der Ausführung der Kanäle der Brenner mit einer Höhe (h) und einer Breite (b), die jeweils kleiner als 0,09 und 0,02 des Durchmesaers (D) des Schachtes sind, findet ein schnelles Verstopfen dieser Kanäle mit dem Schmelzgut statt, wodurch, seinerseits die Durchgangsfläche für die Heißgase beim Zuführen derselben in das feuerfaste Gitterwerk reduziert und damit die Temperatur des Schmelzgutes gesenkt werden. When executing the channels of the burner with a height (h) and a width (b) which is smaller than 0.09 and 0.02 of the diameter (D) of the The ducts are quickly clogged with the melting material instead, whereby, in turn, the passage area for the hot gases when feeding the same in the refractory latticework is reduced and thus the temperature of the melted material be lowered.

Bei einer Ausführung der Kaxilile der Brenner mit einer Höhe (h) und einer Breite (b), die jeweils größer als 0,65 und 0,i des Durchmessers (D) des schachtes sind, findet eine starke Verringerung der Eindringtiefe beim Eindringen der Gase in das feuerfeste Gitterwerk statt, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Kupolofens, die Temperatur des flüssigen Schmelzgutes und die Leistung des Kupolofens gesenkt werden. With a version of the Kaxilile the burner with a height (h) and a width (b) each greater than 0.65 and 0.1 of the diameter (D) of the shaft, there is a strong reduction in the depth of penetration when penetrating of the gases held in the refractory latticework, eliminating the thermal Efficiency of the cupola furnace, the temperature of the molten material and the output of the cupola furnace be lowered.

Es kann bei dem erfindungsgemäßen Kupolofen der Kanal des Brenners in Form eines Schlitzes ausgefüürt werden, wobei seine Höhe (h) und seine Breite (b) jeweils 0,13-0,1 des Durchmessers (D) des Schacht es betragen werden, der in einem bereich von 500-3000 mm liegt. In the cupola furnace according to the invention, it can be the channel of the burner in the form of a slot, its height (h) and its width (b) each 0.13-0.1 of the diameter (D) of the shaft it will be used in a range of 500-3000 mm.

Eine solche konstruktive Ausführung des Kanals des Brenners gestattet es, die Eindringtiefe beim Eindringen der Heißgase in das feuerfeste Gitterwerk, insbesondere beim Schmelzen von Roheisen, zu vergrößern, und dadurch die '?emperatur des gewonnenen flüssigen Schmelzgutes zu erhöhen. Such a structural design of the burner channel is permitted it, the penetration depth when the hot gases penetrate the refractory latticework, especially when smelting pig iron, and thereby the temperature to increase the liquid melt material obtained.

Es ist vorteilhaft, daß die Kanäle unter einem spitzen Winkel relativ zu der Achse der Brenner orientiert sind, die in versetzter Ordnung angeordnet sind, und daß der Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner voneinander und der Abstand () der Achsen der Brenner am Austritt in Abhängigkeit vom Durchmesser (D) des Schachtes gewählt werden und jeweils in einem Bereich von 0,04-0,5 und 0,@-0,63 dieses Durchmessers liegen. It is advantageous that the channels are at an acute angle relative are oriented to the axis of the burners, which are arranged in a staggered order, and that the distance (a) between the edges of the lower and upper rows of burners from each other and the distance () of the axes of the burners at the outlet as a function of from the diameter (D) of the shaft and each in a range of 0.04-0.5 and 0. @ - 0.63 of this diameter.

Eine solche Anordnung der Kanäle relativ zu der Achse der Brenner gestattet es, durch die Schaffung eines Widerstandes, der an den Wänden des Schachtes durch die aus den oberen Kanälen austretenden Ströme der Heißgase den Strömen der aus den unteren Kanälen austretenden Gase geleistet wird, eine gleichmäßigere Erwärmung des feuerfesten Gitterwerkes zu erzielen; dadurch wird die Eindringtiefe beim Sindringen der heißen Gase in das Gitterwerk vergrößert was zu einer Erhöhung der temperatur der flüssigen Schmelze und des thermisohen Wirkungsgrades des Kupolofens führt. Such an arrangement of the channels relative to the axis of the torches made it possible by creating a resistance on the walls of the manhole through the streams of hot gases emerging from the upper channels, the streams of the gases emerging from the lower ducts provide more uniform heating to achieve the refractory latticework; this increases the depth of penetration during sinring the hot gases in the latticework enlarges what to an increase the temperature of the liquid melt and the thermal efficiency of the cupola furnace leads.

Bei einem Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner voneinander und einem Abstand (a1) der Achsen der Brenner voneinander am Austritt, die jeweils kleiner als 0,04 und 0,1 des Durchmessers (D) des Schachtes sind, vermindert sich die Bindringtiefe beim Sindringen der heißen Gase in das feuerfeste Gitterwerk, wodurch die Temperatur der flüssigen Schmelze stark gesenkt wird, was zu einer Verschlechterung der Qualität des herzustellenden Endproduktes führt. At a distance (a) between the edges of the bottom and top rows the burner from each other and a distance (a1) of the axes of the burners from each other at the outlet, each smaller than 0.04 and 0.1 of the diameter (D) of the shaft the binding ring depth is reduced when the hot gases penetrate into the refractory Latticework, as a result of which the temperature of the liquid melt is sharply lowered, what leads to a deterioration in the quality of the end product to be manufactured.

Bei einem Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner voneinander und einem Abstand (al) der Achsen der Brenner voneinander am Austritt, die jeweils größer als 0,5 und 0,63 des Durchmessers (D) des Schachtes sind, findet eine unleichmäßige Verteilung der Heißgase über die gesamte Höhe des feuerfesten Gitterwerkes statt, wodurch auch eine Senkung der Schmelzguttemperatur und eine Verschlechterung der Qualität des Endproduktes hervor gerufen werden. At a distance (a) between the edges of the bottom and top rows the burner from each other and a distance (al) of the axes of the burner from each other at the outlet, each greater than 0.5 and 0.63 of the diameter (D) of the shaft there is an uneven distribution of the hot gases over the entire height of the refractory latticework instead, which also reduces the temperature of the melted material and a deterioration in the quality of the end product.

Nacustehend wird die Erfindung durch ein konkretes Ausführungsbeispiel und die beigefügten Zeichnungen erläutert. The invention is illustrated by a specific exemplary embodiment and the accompanying drawings.

Es zeigt Fig. 1 in schematisoher Darstellung die Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Kupolofens im Längsschnitt; Fig. 2 einen schnitt gemäß der Linie der II-II in Fig.1.1 shows, in a schematic representation, the overall view of a cupola furnace according to the invention in longitudinal section; Fig. 2 is a section along the line the II-II in Fig.1.

Der Kupolofen enthält einen Schacht i, in dessen unterem Teil am Herd 2 Gasbrenner 3 anbeordnet sind. Die Gasbrenner 3 weisen Kanäle 4 für die Zuführung eines Gas--Luft-Gemisches in das feuerfeste Gitterwerk auf, wodurch die Temperatur des gewonnenen flüssigen Schmelzgutes und der thermische Wirkungsgrad des Kupolofens erhöht werden. Der Abstich des Schmelzgutes erfolgt durch eine Stichöffnung 5. The cupola contains a shaft i, in the lower part of which am Stove 2 gas burners 3 are arranged. the Gas burners 3 have channels 4 for the supply of a gas - air mixture into the refractory latticework, whereby the temperature of the liquid melt material obtained and the thermal Efficiency of the cupola can be increased. The melting material is tapped through a stitch opening 5.

Die Breite (b) und die Höhe (h) des Kanals (4) in seinem Austrittsquerschnitt werden in Abhängigkeit von dem Durchmesser (D) des Schachtes 1 gewählt, und sie liegen jeweils in Bereichen von 0,09 - 0,65 und 0,02 - 0,1 dieses Durchmessers. The width (b) and the height (h) of the channel (4) in its outlet cross-section are chosen depending on the diameter (D) of the shaft 1, and they are in the ranges of 0.09-0.65 and 0.02-0.1 of this diameter.

Bur die Schächte, deren Durchmeseer in einem Bereich von 500-3000 mm liegen, weist der Kanal (4) jedes Brenners (3) die Form eines Schlitzes auf, und seine Höhe (h) und Breite (b) betragen jeweils 0,13 - 0,1 dieses Durchmessers. Bur the shafts, the diameters of which are in a range of 500-3000 mm, the channel (4) of each burner (3) has the shape of a slot, and its height (h) and width (b) are each 0.13-0.1 of that diameter.

Außerdem sind die Kanäle (4) unter einem spitzen Winkel relativ zu der Achse der Brenner 3 orientiert und in versetzter Ordnung angeordnet, wobei der Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner (3) voneinander und der Abstand (a1) der Achsen der Brenner voneinander am Austritt in Abhängigkeit von dem Durchmesser (D) des Schachtes CI) gewählt werden und jeweils in Bereichen von 0,04-0,5 und 0,1-0,63 dieses Durchmessers liegen. In addition, the channels (4) are at an acute angle relative to the axis of the burner 3 oriented and arranged in a staggered order, the Distance (a) of the edges of the lower and the upper row of burners (3) from one another and the distance (a1) of the axes of the burners from one another at the outlet as a function of of the diameter (D) of the shaft CI) can be selected and in each case in areas from 0.04-0.5 and 0.1-0.63 of this diameter.

einem Beim Schmelzen von Silikatmaterialien in / Kupolofen mit einem Durchmesser des Schachtes (D) von 500-1000 mm und einer Füllhöhe der eschickungsschicht, , die weniger als ein dreifaches des Durchmessers des Schachtes beträgt, werden die Kanäle der Brenner, zweckmäßigerweise, mit einer Höhe (h) und einer Breite (b) des Austrittsquerschnittes von 0,65 und 0,1 des Durchmessers (D) des Schachtes ausgeführt. one When melting silicate materials in / cupola with one Diameter of the shaft (D) of 500-1000 mm and a filling level of the loading layer, that is less than three times the diameter of the shaft the channels of the burner, expediently, with a height (h) and a width (b) of the outlet cross-section of 0.65 and 0.1 of the diameter (D) of the shaft.

Beim Schmelzen von Silikatmaterialien in Kupolöfen mit einem Durchmesser (D) des Schachtes von 1000-2000 mm und einer Füllhöhe der Beschiokungssohicht bis zu einem vierfachen des Durchmessers des Schachts werden die Kanäle der Brenner, zweckmäßigerweise mit einer Höhe (h) und einer Breite (b) des Austrittsguerschnittes ausgeführt, der ein 0,37-faches und ein 0,06-faches des Durchmessers (D) des Schachtes beträgt. When melting silicate materials in cupolas with a diameter (D) the shaft of 1000-2000 mm and a filling level of the Beschiokungssohicht up to the channels of the burners are four times the diameter of the shaft, expediently with a height (h) and a width (b) of the exit cross-section carried out, which is 0.37 times and 0.06 times the diameter (D) of the shaft amounts to.

Beim Schmelzen von Silikatmaterialien in Kupolöfen mit einem Durchmesser (D) des Schachtes von 2000-3000 mm und einer Füllhöhe der Beschickungsschicht bis zu einem fünffachen des Durchmessers des Schacht es sowie bei einem hohen Druck des Heizgases und der Luft, die in die Brenner zugeführt werden, werden die Kanäle der Brenner zweckmäßigerweise mit einer Höhe (h) und einer Breite (b) des Ausgangsquerschnittes ausgeführt, die jeweils ein 0,09- und ein 0,02-faches des Schachtdurchmessers betragen. When melting silicate materials in cupolas with a diameter (D) the shaft of 2000-3000 mm and a filling level of the feed layer up to to five times the diameter of the shaft it as well as at high pressure of the heating gas and the air that are fed into the burners become the ducts the burner expediently with a height (h) and a width (b) of the initial cross-section which are 0.09 and 0.02 times the shaft diameter.

Beim Schmelzen von Roheisen in Kupolöfen mit einem Durchmesser (D) des Scha¢hteB von 500-3000 mm werden die Kanäle der Brenner zweckmäßigerweise mit einer Höhe (h) und einer Breite (b) ausgeführt, die ein 0,13 - faches und ein 0,1-faches des Durchmessers (D) des Schachtes betragen. When melting pig iron in cupolas with a diameter (D) of the shaft of 500-3000 mm, the channels of the burner are expediently with a height (h) and a width (b) which are 0.13 times and 0.1 times higher the diameter (D) of the shaft.

In allen genannten Fällen werden ein tiefes Eindringen der Heißgase in das feuerfeste Gitterwerk und eine hohe Temperatur der Schmelze bei hohen Kennzahlen des thermischen Wirkungsgrades und der Leistung des Kupolofens erreicht. In all the cases mentioned, the hot gases penetrate deeply in the refractory latticework and a high temperature of the melt with high key figures the thermal efficiency and the performance of the cupola furnace.

Sinne weitere Erhöhung der Temperatur der Schmelze wird erreicht, wenn die Kanäle 4 unter einem spitzen Winkel relativ zu der Achse der Brenner 3, z.B. unter einem Winkel von 100 orientiert sind, wobei die Kanäle in versetzter Ordnung und mit einem Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner (3) voneinander sowie mit einem Abstand (al) der Achsen der Brenner voneinander am Austritt, die jeweils in Bereichen von 0,04 - 0,5 und 0,1--0,63 des Durchmessers des schachtes liegen angeordnet sind. Meaning further increase the temperature of the melt will achieved, if the channels 4 are at an acute angle relative to the axis of the torches 3, e.g. are oriented at an angle of 100, with the channels in staggered positions Order and with a distance (a) between the edges of the lower and upper rows of the Burner (3) from one another and with a distance (al) between the axes of the burners from one another at the outlet, each in areas of 0.04-0.5 and 0.1-0.63 of the diameter of the shaft are arranged.

Der Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner (3) voneinander und der Abstand (al) der Achsen der Brenner (3) voneinander am Austritt, die in Bereichen von 0,04-0,27 und 0,1-0,36 liegen, sind beim schmelzen von Silikatmaterialien in Kupolöfen mit einem Durchmesser (D) des Schachtes von 2000-3000 mm vorteilhaft, wenn die Kanäle der Brenner mit einer Höhe (h) und einer Breite (b) des Ausgangsquerschnittes ausgeführt werden, die ein 0,09- bis 0,02-faches dieses Durchmessers betragen, Der Abstand (a) der Kanten der unteren und der oberen Reihe der Brenner (3) voneinander und der Abstand (al) der Achsen der Brenner (3) voneinander am Austritt in Höhe von 0,27-0,5 und 0,36-0,63 sind beim Schmelzen von Silikatmaterialien in Kupolöfen mit einem Durchmesser (D) des Schachtes von 500-2000 mm vorteilhaft, Wenn die Kanäle der Brenner mit einer Höhe (h) und einer Breite (b) des Austrittsquerschnittes ausgeführt werden, die ein 0,37-bis 0,65-faches und ein 0,06-bis O,1-faches des Durchmessers des Schaohtes betragen. The distance (a) between the edges of the bottom and top rows of burners (3) from each other and the distance (al) of the axes of the burners (3) from each other at the outlet, which are in the ranges of 0.04-0.27 and 0.1-0.36 are used when melting silicate materials advantageous in cupolas with a shaft diameter (D) of 2000-3000 mm, if the channels of the burner with a height (h) and a width (b) of the exit cross-section be carried out, which are 0.09 to 0.02 times this diameter, The Distance (a) of the edges of the lower and the upper row of burners (3) from one another and the distance (al) of the axes of the burners (3) from one another at the outlet in height of 0.27-0.5 and 0.36-0.63 are when melting silicate materials in cupolas with a diameter (D) of the manhole of 500-2000 mm advantageous If the ducts the burner is designed with a height (h) and a width (b) of the outlet cross-section that are 0.37 to 0.65 times and 0.06 to 0.1 times the diameter of the Shaohtes.

Der Kupolofen hat folgende Arbeitsweise. The cupola works as follows.

Zuerst werden die Brenner mit Holz oder mittels eines Zünders angezündet; zu diesem Zweck werden durch die Kanäle 4 der Brenner 3 zuerst Luft und dann Erdgas zugeführt. First the burners are made with wood or by means of a Detonator set on fire; For this purpose, the burner 3 is first air through the channels 4 and then supplied with natural gas.

mittels der brennenden Fackeln wird die Auskleidung des Kupolofens bis auf eine temperatur von 1500-165000 erhitzt, wonach auf eine Höhe, die oberhalb der Kanäle der Brenner liegt, ein feuerfestes Gitterwerk eingesetzt wird, das aus Stücken von einem stark tonerdehaltigen feuerfesten Schamottewerkstoff, Siliziumkarbid, Kohleelektrodenbruch, kohlenstoffhaltigen Briketts und Kugeln besteht.The lining of the cupola furnace is made by means of the burning torches heated to a temperature of 1500-165000, after which to a level above the channels of the burner is located, a refractory latticework is used, which is made of Pieces of a refractory fireclay material with a high content of alumina, silicon carbide, Carbon electrode breakage, carbonaceous briquettes and balls.

Als optimales Material für die Herstellung eines feuerfesten Gitterwerkes werden beim Schmelzen von Roheisen und Silikatmaterialien feuerfeste Erzeugnisse, insbesondere Ku-6eln verwendet, die aus Schamotte und Kohlenstoff bestehen. As an optimal material for the production of a fire-proof latticework when smelting pig iron and silicate materials, refractory products become in particular, Ku-6eln are used, which consist of chamotte and carbon.

Nach Durchwärmen des feuerfesten Gitterwerkes bis auf eine Temperatur von 1500-1650°C wird das Beschickungsgut eingesetzt, das aus Roheisen, Stahl, ferromagnetischen Materialien, Zuschlägen, verschiedenen Silikatmaterialien, Schlakken, Ziegelsteinbruch, Kalk besteht. After heating the refractory latticework to a certain temperature from 1500-1650 ° C the load is used, which consists of pig iron, steel, ferromagnetic Materials, aggregates, various silicate materials, slag, brick quarry, There is lime.

Auf dem feuerfesten Gitterwerk wird das Beschickungs gut geschmolzen, das Schmelzgut wird überhitzt, indem es über die Stücke des feuerfesten Gitterwerkes herunter fließt, und durch die Stichöffnung 5 im Unterteil des Schachtes 1 abgestochen. On the refractory lattice, the charge is well melted, the melt is overheated by moving it over the pieces of refractory latticework flows down, and tapped through the stitch opening 5 in the lower part of the shaft 1.

Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Höhe des feuerfesten Gitterwerkes wird dem Beschickungsgut eine geringe Menge an Feuerfeststoffen zugesetzt, die nicht zerstört werden und die Schmelzzone erreichen, weil deren Schmelztemperatur die Schmelztemperatur des Gutes und die rfemperatur der Heißgase im Schacht des Kupolofens oberhalb der Schmelzzone übersteigt. To maintain a constant height of the refractory latticework a small amount of refractory material is added to the charge, which is not are destroyed and reach the melting zone because its melting temperature is the Melting temperature of the goods and the temperature of the hot gases in the shaft of the cupola furnace above the Exceeds melting zone.

Der Kupolofen kann sowohl mit einem gasförmigen wie auch mit einem festen Brennstoff (Koks, Kohlebriketts) betrieben werden. Beim Betrieb des Kupolofens mit Koks wird durch die Brenner (3) und die Kanäle (4) Luft zugeführt, und der Schmelzprozeß wird ähnlich wie bei bekannten koksbetriebenen Kupolöfen durchgefüjirt. The cupola can be used with either a gaseous or a solid fuel (coke, coal briquettes). When operating the cupola with coke, air is supplied through the burner (3) and the channels (4), and the melting process is carried out in a similar way to known coke-powered cupolas.

Man muß darauf hinweisen, daß in beiden Fällen durch die Verwendung von optimalen geometrischen Parametern der Kanäle (4) der Brenner (3) ein tiefes Eindringen der Heißgase in das Gitterwerk erreicht wird; es werden die Temperatur der Sohmelze erhöht, die Leistung des Schmelzaggregates und der thermische Wirkungsgrad gesteigert, was zu einer Senkung der Kosten des Endproduktes führt. One must point out that in both cases by using of optimal geometric parameters of the channels (4) of the burner (3) a deep one Penetration of the hot gases into the latticework is achieved; it will be the temperature The Sohmelze increases the performance of the melting unit and the thermal efficiency increased, which leads to a reduction in the cost of the end product.

Claims

KUPOLOFEN PATENT CLAIMS 1. Cupola, containing a shaft and burners, which are arranged distributed over the circumference of the shaft in its lower part are; d a d u r o h e k e n n n z e i c h n e t that each burner (3) with a Channel (4) is provided, the height (h) and the width (b) of the channel (4) in his The outlet cross-section is selected as a function of the diameter in (D) of the duct (i) and a range of 0.09-0.65 and 0.02-0.1 of this diameter lie.

2. cupola according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the channel (4) has the shape of a slot, and the height (h) and the width (b) of the channel (4) in its outlet cross-section 0.13-0.1 in each case diameter (D) of the shaft (1) correspond to that in an area from 500-3000 mm.

1 or 2

3. cupola according to claim /, d a d u r c h g ek e n n z E i h e t that the channels (4) at an acute angle relative to the axis the burner (3) are oriented, the burners (3) are arranged in a staggered order where the distance (a) of the edges of the lower and upper rows of burners (3) from each other and the distance (a) between the axes of the burners (3) at the outlet from each other can be selected as a function of the diameter (D) of the shaft (1) and in one Ranges from 0.04-0.5 and 0.1-0.63 of this diameter.