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DE1249897B - - Google Patents

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DE1249897B
DE1249897B DENDAT1249897D DE1249897DA DE1249897B DE 1249897 B DE1249897 B DE 1249897B DE NDAT1249897 D DENDAT1249897 D DE NDAT1249897D DE 1249897D A DE1249897D A DE 1249897DA DE 1249897 B DE1249897 B DE 1249897B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Jlllli PATENTAMT Int. Cl.:FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN Jlllli PATENT OFFICE Int. Cl .:

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Nummer:Number:

Aktenzeichen:File number: Anmeldetag:Registration date: Auslegetag:Display day: Ausgabetag:Issue date:

C21bC21b

Deutsche Kl.: 18 a - 7/16German class: 18 a - 7/16

1249 897
J20929VIa/18a
30. November 1961
14. September 1967
28. März 19681249 897
J20929VIa / 18a
November 30, 1961
September 14, 1967
March 28, 1968

Patentschrift stimmt mit der Audegeschrift übereinThe patent specification corresponds to the Audegeschrift

Die Erfindung betrifft eine Düse zum Einspritzen von Kohlenwasserstoffen in Hochöfen, bestehend aus drei konzentrischen Rohren, nämlich einem feuerfesten äußeren Rohr für die Wärmeisolierung, einein für die Zuführung des Zerstäubergases dienenden mittleren Rohr, das in einem zylindrischkonischen Kopf endet, der mit-einer axialen Auslaßöffnung versehen ist, und einem für die Zuführung des Brennstoffes dienenden inneren Rohr, das in einem zylindrischen Kopf endet, der für den Durchgang des Brennstoffes mit einem zentralen Kanal versehen ist, dessen Auslaßöffnung in einem bestimmten Abstand von der Auslaßöffnung der ■ Düse liegt, sowie mit Umfangskanälen für den Durchgang des Zerstäubergases.The invention relates to a nozzle for injecting hydrocarbons into blast furnaces, consisting of of three concentric tubes, namely a refractory outer tube for thermal insulation, a central tube serving for the supply of the atomizer gas, which is in a cylindrically conical Head ends, which is provided with-an axial outlet opening, and one for the supply of the fuel serving inner tube, which ends in a cylindrical head, which for the Passage of the fuel is provided with a central channel, the outlet opening in one a certain distance from the outlet opening of the nozzle, as well as with circumferential channels for the Passage of the nebulizer gas.

Bei einer solchen Düse ist es bereits bekannt, daß die Länge der axialen AuslaBftfmung des zylindrischkonischen Kopfes im wesentlichen dessen Durchmesser entspricht.In such a nozzle it is already known that the length of the axial outlet of the cylindrically-conical Head essentially corresponds to its diameter.

Ferner wurde vorgeschlagen, den zylindrischen ao Kopf des inneren Rohres .in einem Abstand vom Ende der Düse anzuordnen, welcher etwa das Zweibis Achtfache des Durchmessers der Auslaßöffnung . des zylindrisch-konischen Kopfes beträgt.It was also proposed that the cylindrical ao head of the inner tube. At a distance from To be arranged at the end of the nozzle, which is about two to eight times the diameter of the outlet opening . of the cylindrical-conical head is.

Schließlich 15t "ös auch bekannt, die Umfangskanäle für" ilen1 Durchgang des Zerstäuberkanals in Form von sqnrdübenlmienförmigen Nuten auszubilden. Finally, 15t "ös also known the peripheral channels for" 1 ilen passage of Zerstäuberkanals in the form of grooves sqnrdübenlmienförmigen form.

Alle bekannten Düsen weisen in verschiedenem Maße den Nachteil auf, daß sie nach einer bestimmten Betriebsdauer'durch kohlenstoffhaltige AbIage-. magen verstopft werden, die von der allgemein als Kracken bezeichneten Zersetzung der Kohlenwasserstoffe herrühren.All known nozzles have to various degrees the disadvantage that they are after a certain Operating time through carbon-containing storage. stomachs are clogged by the commonly called Decomposition of the hydrocarbons referred to as cracking.

Außerdem befindet sich das innere Rohr, das durch den Durchgang des flüssigen Brennstoffes gekühlt wird, stets auf einer Temperatur, die niedriger ist als jene des mittleren Rohres, durch welches das '^erstäubergas in verhältnismäßig geringer Menge zugeführt wird. Da die ganze Einspritzdüse häufig ine Länge von mehr als 2 m aufweist, können die \usdehmragen beträchtliche Relatiwerschiebungen • ■es Endes des inneren Rohres .'gegenüber der Münsing der Düse bewirken, so daß die Zerstäubung er- .dblich gestört wird. .. 'In addition, there is the inner tube, which is cooled by the passage of the liquid fuel is always at a temperature lower than that of the central pipe through which the A relatively small amount of fuel is supplied. Because the whole injector often If the length is more than 2 m, the protrusions can cause considerable relative displacements • ■ cause the end of the inner tube opposite the Münsing of the nozzle, so that atomization is inherent is disturbed. .. '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ' Einspritzdüse derart auszubilden, daß eine vollkomi^ene Zerstäubung des Brennstoffes bewirkt wird.The invention is based on the object of designing the injection nozzle in such a way that it is fully functional Atomization of the fuel is effected.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der im zylindrisch-konischen Kopf verschiebbare zylindrische Kopf des inneren Rohres für die Brennstoffzufuhr sich unter Einwirkung einerThis object is achieved according to the invention in that the displaceable in the cylindrical-conical head cylindrical head of the inner tube for the fuel supply itself under the action of a

Düse zum Einspritzen von Kohlenwasserstoffen in HochöfenNozzle for injecting hydrocarbons into blast furnaces

Patentiert für:
Institut de Recherches
de la Siderurgie Francaise,
Saint-Germain-en-Laye, Seine-et-Oise
(Frankreich)Patented for:
Institut de Recherches
de la Siderurgie Francaise,
Saint-Germain-en-Laye, Seine-et-Oise
(France)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
Köln 1, DeichmannhausDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
and Dr.-Ing. Th. Meyer, patent attorneys,
Cologne 1, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 2. Dezember 1960 (845 735),
vom 12.0ktober 1961 (875751)Claimed priority:
France of December 2, 1960 (845 735),
from October 12, 1961 (875751)

Feder gegen den zylindrisch-konischen Kopf des mittleren Rohres für die Zufuhr des Zerstäubergases abstützt.Spring against the cylindrical-conical head of the central tube for the supply of the atomizer gas supports.

Bei dieser Ausbildung tragen die diese Einspritzdüse tragenden Teile dazu bei, daß die Bildung irgendeiner kohlenstoffhaltigen Ablagerung durch eine nahezu vollständige Mitnahme der Tropfen vermieden wird, die sich an der Mündung des inneren Rohres der Düse ansetzen könnten, sowie durch Aufrechterhaltung einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur in dem Bereich, in. welchem die Zerstäubung vor sich geht.In this configuration, the parts supporting this injector contribute to the formation of any carbon-containing deposits avoided by almost completely entraining the drops that could attach to the mouth of the inner tube of the nozzle, as well as through Maintaining a relatively low temperature in the area in which the atomization going on.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsfonn der Düse gemäß der Erfindung im axialen Längsschnitt dargestellt.In the drawing, an example embodiment of the nozzle according to the invention is in the axial Longitudinal section shown.

In der Zeichnung sind die beiden Enden der Einspritzdüse dargestellt, die übereinander angeordnet sind, wobei aber selbstverständlich das eine Ende in der Verlängerung des anderen Endes verläuft. Der untere TeiM ist das Einspritzende, welches in die Ausnehmung des Hochofens eintritt, während der obere Teil B das hintere Ende der Einspritzdüse darstellt, durch welches die Zuführung, der Medien erfolgt. Die Gesamtlänge einer Einspritzdüse kann je nach den Abmessungen des betreffenden Hochofens 2 bis 3 m betragen, und in der Zeichnung ist daher der mittlere Teil weggelassen, der nur aus konzentrischen Rohren besteht.In the drawing, the two ends of the injection nozzle are shown, which are arranged one above the other, but of course one end extends in the extension of the other end. The lower part is the injection end, which enters the recess of the blast furnace, while the upper part B represents the rear end of the injection nozzle, through which the media is fed. The total length of an injection nozzle can be 2 to 3 m, depending on the dimensions of the blast furnace in question, and the central part, which consists only of concentric tubes, has therefore been omitted in the drawing.

Die Einspritzdüse umfaßt ein mittleres Rohr 1 aus feuerfestem Stahl, das in einem zylindrisch-konischenThe injection nozzle comprises a central tube 1 made of refractory steel, which is in a cylindrical-conical

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Claims (1)

Kopf 2 endet, dessen Außenseite mit der Achse des Rohres 1 einen Winkel von 30° einschließt. Der Kopf 2 besteht ebenfalls aus feuerfestem Stahl und ist mit einer axialen Auslaßöffnung 3 versehen, deren Länge ungefähr gleich dem Durchmesser des Kopfes ist und die gegen den Auslaß hin etwas erweitert istHead 2 ends, the outside of which encloses an angle of 30 ° with the axis of the tube 1. Of the Head 2 is also made of refractory steel and is provided with an axial outlet opening 3, whose Length is approximately equal to the diameter of the head and which is slightly widened towards the outlet Die Einspritzdüse weist außerdem für die Zuführung des flüssigen Brennstoffes ein inneres Rohr 4 auf, das in einem zylindrischen Kopf 5 endet. Dieser ist mit einem zentralen Kanal 6 versehen, welcher mit dem Rohr 4 durch einen konvergierenden Teil 7 verbunden istThe injection nozzle also has an inner tube 4 for the supply of the liquid fuel which ends in a cylindrical head 5. This is provided with a central channel 6, which is connected to the tube 4 by a converging part 7 Ein. äußeres Rohr 12 aus feuerfestem Stahl schützt die beiden Rohre 1 und 4 gegen Erhitzung der Strahlung oder Konvektion. Zwischen die Rohre 1 und 4 wird das Zerstäubergas eingeführt und zwischen den Rohren 1 und 12 wird Kühlluft in Umlauf gesetzt, die durch öffnungen 13 austritt.A. outer tube 12 made of refractory steel protects the two tubes 1 and 4 against heating of the radiation or convection. Between the tubes 1 and 4 the nebulizer gas is introduced and between the Pipes 1 and 12, cooling air is circulated, which exits through openings 13. Der zylindrische Kopf 5 ist mit Umfangskanälen in Form von schraubenlinienförmigen Nuten 14 für den Durchgang des Zerstäubergases versehen. Die schraubenlinienförmigen Nuten erteilen dem Zerstäubergas eine sehr rasche Drehbewegung. Überdies erfolgt in den schraubenlinienförmigen Nuten eine starke Entspannung des Zerstäubergases, die zusammen mit der dem Gas erteilten Wirbelbewegung eine ausgezeichnete Zerstäubung des aus dem zentralen Kanal 6 austretenden Brennstoffes bewirkt. Am Ende des Kopfes 5 ist ein Kegelstumpf 16 angeordnet, der die Aufgabe eines Tropfenentferners erfüllt. Wenn sich an dieser Stelle ein Tropfen zu bilden trachtet, wird er durch die den Brennstoffstrahl umhüllende Wirbelströmung sofort zerstreut und kann sich daher weder auf den Wänden absetzen, noch eine kohlenstoffhaltige Ablagerung bilden. Die erweiterte und abgerundete Form der Auslaßöffnung 3 bewirkt außerdem eine beträchtliche Divergenz des austretenden Strahls des zerstäubten Brennstoffes, so daß eine rasche Mischung mit dem Wind des Hochofens sowie eine rasche und vollständige Verbrennung erzielt wird.The cylindrical head 5 is provided with circumferential channels in the form of helical grooves 14 for provide the passage of the nebulizer gas. The helical grooves distribute gas to the nebulizer a very rapid turning movement. In addition, one takes place in the helical grooves strong relaxation of the atomizer gas, which together with the vortex movement imparted to the gas creates a causes excellent atomization of the fuel emerging from the central channel 6. At the end a truncated cone 16 is arranged on the head 5, which fulfills the task of a droplet remover. if If a drop tends to form at this point, it is caused by the one surrounding the fuel jet Vortex flow immediately dispersed and can therefore neither settle on the walls, nor a carbonaceous one Make deposit. The expanded and rounded shape of the outlet opening 3 causes also a considerable divergence of the exiting jet of atomized fuel, so that a quick mixture with the wind of the blast furnace as well as a quick and complete combustion achieved will. Die Umfangskanäle in Form der schraubenlinienförmigen Nuten für den Durchgang des Zerstäubergases könnten selbstverständlich auch auf der Innenseite des zylindrisch-konischen Kopfes 2 ausgebildet werden. In diesem Fall wäre die Außenseite des zylindrischen Kopfes 5 glatt.The circumferential channels in the form of helical grooves for the passage of the atomizing gas could of course also be formed on the inside of the cylindrical-conical head 2 will. In this case, the outside of the cylindrical head 5 would be smooth. Beim normalen Betrieb wird das innere Rohr 4 durch den Durchgang des flüssigen Brennstoffes kräftig gekühlt, während das Rohr 1 durch das mit geringer Geschwindigkeit hindurchgehende Zerstäubergas viel weniger gekühlt wird. Daraus ergibt sich, daß zwischen den beiden Rohren beträchtliche und veränderliche Temperaturunterschiede entstehen können. Um zu verhindern, daß die Ausdehnungen eine Relatiwerschiebung der Köpfe 2 und 5 mit sich bringen', die in bestimmten Stellungen eine schlechte Zerstäubung bewirken könnte, stützt sich der im zylindrisch-konischen Kopf 2 verschiebbare zylindrische Kopf 5 des inneren Rohres 4 für die Brennstoffzufuhr unter Einwirkung einer Feder 17 gegen den zylindrisch-konischen Kopf 2 des mittleren Rohres 1 für die Zufuhr des Zerstäubergases ab. Zu diesem Zweck ist der Kopf 2 mit einer konischen Lagerfläche IS versehen, und der Kopf 5 trägt Rippen 19, welche sich auf der Lagerfläche 18 abstützen und zwischen denen das Zerstäubergas hindurchgehen kann. Die Feder 17 stützt sich einerseits auf einer mit dem inneren Rohr 4 fest verbundenen Schulter 20 und andererseits auf einem Gewindepfropfen 21 S ab, der auf das hintere Ende der Düse aufgeschraubt ist.In normal operation, the inner tube 4 is through the passage of the liquid fuel vigorously cooled while the tube 1 through the nebulizer gas passing through at low speed is cooled much less. It follows that between the two tubes considerable and variable temperature differences can arise. To prevent the expansions bring a relative displacement of the heads 2 and 5 with it ', which in certain positions a bad Could cause atomization, is supported in the cylindrical-conical head 2 displaceable cylindrical Head 5 of the inner tube 4 for the fuel supply under the action of a spring 17 against the cylindrical-conical head 2 of the central tube 1 for the supply of the atomizer gas. To this For this purpose, the head 2 is provided with a conical bearing surface IS, and the head 5 has ribs 19, which are supported on the bearing surface 18 and between which the nebulizer gas pass can. The spring 17 is supported on the one hand on a shoulder firmly connected to the inner tube 4 20 and on the other hand on a threaded plug 21 S, which is screwed onto the rear end of the nozzle is. Die Zuführung des Brennstoffes erfolgt durch ein Rohr 22. Das Zerstäubergas wird durch ein Verbindungsstück 23 zugeführt, während die zusätzliche ίο Kühlluft rund um das Rohr 1 durch ein Verbindungsstück 24 eingeführt werden kann. Die Abdichtung zwischen den beiden verschiebbaren Rohrenl und 4 erfolgt durch zwei übliche Dichtungsringe 25a, 256.The fuel is supplied through a pipe 22. The atomizer gas is supplied through a connector 23 while the additional ίο cooling air around the pipe 1 through a connector 24 can be introduced. The seal between the two sliding tubes and 4 takes place by means of two conventional sealing rings 25a, 256. Das Rohr 12 braucht nicht auf seiner ganzen Länge aus feuerfestem Stahl zu bestehen. In dem nicht der Strahlung der Charge des Hochofens ausgesetzten Teil kann es durch ein Rohr 12a aus gewöhnlichem Stahl verlängert -sein.The tube 12 need not consist of refractory steel over its entire length. By doing Not exposed to the radiation of the charge of the blast furnace part it can through a pipe 12a of ordinary Steel lengthened. ao Diese Einspritzdüse kann beispielsweise unter den folgenden Bedingungen arbeiten: Das innere Rohr 4, das einen zentralen Kanal 6 mit einem Durchmesser von 1,7 mm aufweist, wird von Heizöl durchflossen, das in einer Menge von 100 kg/h unter einem Druck von 7kg/cms zugeführt wird. Der Auslaß des zentralen Kanals 6 ist 12 mm von der Auslaßöffnung 3 entfernt, deren kleinster Durchmesser 4 mm beträgt. Das rund, um das innere Röhr 4 eingeblasene Gas ist Luft, die^in einer Menge von 18,5 kg/h unter einemao This injection nozzle can work, for example, under the following conditions: The inner tube 4, which has a central channel 6 with a diameter of 1.7 mm, is traversed by fuel oil, which in an amount of 100 kg / h under a pressure of 7 kg / cm s is supplied. The outlet of the central channel 6 is 12 mm away from the outlet opening 3, the smallest diameter of which is 4 mm. The gas blown around the inner tube 4 is air, which ^ in an amount of 18.5 kg / h under a Druck von 4 kg/cm2 zugeführt wird.Pressure of 4 kg / cm 2 is applied. Die Einspritzdüse ist am Hochofen durch irgendein Befestigüngssystem angebracht, das beispielsweise aus einem Rohr 26 besteht, in welchem das Rohr 12 a verschiebbar ist. Die Einspritzdüse wird durch einen Gewindepropfen 27 an ihrem Platz gehalten, so daß sie leicht abnehmbar ist.The injection nozzle is attached to the blast furnace by any fastening system such as consists of a tube 26 in which the tube 12 a is displaceable. The injector will held in place by a threaded plug 27 so that it is easily removable. Patentanspruch:Claim: DUse zum Einspritzen von KohlenwasserstoffenDUse for injecting hydrocarbons in Hochöfen, bestehend aus drei konzentrischen Rohren, nämlich einem feuerfesten äußeren Rohr für die Wärmeisolierung, einem für die Zuführung des Zerstäubergases dienenden mittleren Rohr, das in einem zylindrisch-konischen Kopf endet, der mit einer axialen Auslaßöffnung versehen ist, und einem für die Zuführung des Brennstoffes dienenden inneren Rohr, das in einem zylindrischen Kopf endet, der für den Durchgang des Brennstoffes mit einem zentralen Kanal versehen ist, dessen Auslaßöffnung in einem bestimmten Abstand von der Auslaßöffnung der Düse liegt, sowie mit Umfangskanälen für den Durchgang des Zerstäubergases, dadurch gekennzeichnet, daß der im zylindrischkonischen Kopf (2) verschiebbare zylindrische Kopf (5) des inneren Rohres (4) für die Brennstoffzufuhr sich unter Einwirkung einer Feder (17) gegen den zylindrisch-konischen Kopf (2) des mittleren Rohres (1) für die Zufuhr des Zer-in blast furnaces, consisting of three concentric tubes, namely a refractory outer tube for the thermal insulation, a middle one serving for the supply of the atomizer gas Tube which ends in a cylindrical-conical head which is provided with an axial outlet opening is, and serving for the supply of the fuel inner tube, which in a cylindrical head ends with a central one for the passage of the fuel Channel is provided, the outlet opening at a certain distance from the outlet opening of the The nozzle is located, as well as with circumferential channels for the passage of the atomizer gas, characterized in that that in the cylindrically conical head (2) displaceable cylindrical head (5) of the inner tube (4) for the fuel supply under the action of a spring (17) against the cylindrical-conical head (2) of the central tube (1) for the feed of the Oo stäubergases abstütztOo dust gas is supported In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 462207, 543003,
718 849;Considered publications:
German patent specifications No. 462207, 543003,
718 849; französische Patentschrift Nr. 341997;
schweizerische Patentschrift Nr. 132037.French Patent No. 341997;
Swiss patent specification No. 132037. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen , 1 sheet of drawings , »9 Wim 9. ST O BuDdesdruckerei Becllii»9 Wim 9. ST O BuDdesdruckerei Becllii
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