DE1558037B2 - Heißwindkupolofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heißwindkupolofen der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung.

Bei einem bekannten Heißwindkupolofen dieser Gattung sind die Druckmeßeinrichtungen an die Gichtgasabsaugeleitung an einer Stelle zwischen dem Gichttrichter und einem vor einem Gasreiniger und einem Gaskühler liegenden Ventil angeschlossen. Der wirkliche Druck der Gichtgase läßt sich an dieser Stelle jedoch nur ungenau messen. Der von den Druckmeßeinrichtungen gemessene Druck wird nämlich von der Menge und der Temperatur des abgesaugten Gichtgases und von der Gleichmäßigkeit und Durchlässigkeit der Beschickung beeinflußt. Diese Größen schwanken häufig sehr stark und beeinträchtigen die Messung (DT-PS 11 28 952).

Bekannt ist weiter eine Kupolofenanlage, in deren Abgasleitung eine Brennkammer liegt, der ein Wärmeaustauscher nachgeordnet ist (Zeitschrift »Gießerei«, 52. Jg., Heft 7 vom 1. April 1965, S. 194 bis 197).

Bekannt ist weiter ein Gießereischachtofen, bei dem zum Vermeiden von Falschlufteinbrüchen unterhalb von dessen Gichtöffnung ein aus den Heißgasen eines Rekuperators bestehendes sauerstoffarmes Sperrgas eingeblasen wird (DT-AS 11 78 094).

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Kupolofen mit offener Gicht mit Hilfe einer automatischen Steuerung unabhängig von veränderlichen Bctriebsfrößen einen vollständigen Abzug der Ofengase zu erreichen, wobei gleichzeitig eine verhältnismäßig geringe Menge Falschluft in den Ofen eintreten soll..

Zur Lösung dieser Aufgabe erhält ein Heißwindkupolofcn der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannte Ausbildung.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Ringraum, von dem der Druck zur Messung abgenommen wird, steht mit seinem oberen Ende mit der Atmosphäre in Verbindung. Sein unteres Ende mündet im Ofen selbst. Damit können die Druckmeßeinrichtungen exakt denjenigen Druck erfassen, mit dem Luft in den Ofen eingesaugt wird. Auf der Grundlage dieser Messung läßt sich der Abzug der Ofengase genau steuern. Damit läßt sich dann die in den Ofen aus der Atmosphäre eintretende Falschluft gering halten. Dies führt zu einer hohen Ausnutzung der zugeführten thermischen Energie und senkt die Luftverschmutzung. Damit können auch die Gasreiniger niedriger bemessen werden.

Zweckmäßig ist der Beschickungsschacht im Bereich des Ringraumes mit wassergekühlten Mantelringen ausgekleidet.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Gichtgasabsaugleitung in eine Brennkammer und anschließend in zwei parallel zu ihr angeordnete Wärmeaustauscher einmündet, wobei ein Wärmeaustauscher der Heißwindversorgung dient, die Heißluft de« anderen Wärmeaustauschers über eine Rohrleitung, ein Zweiwegeventil und über oberhalb des Gichttrichters angeordnete Düsen zur Erzeugung eines Sperrluftschleiers einblasbar oder über das Zweiwegeventil in Abhängigkeit von der Temperatur in der Brennkammer betätigbar ist.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben.

Der Heißwindkupolofen 1 ist nahe seinem Boden mit Windformen 2 ausgerüstet. Er weist ferner ein Abstichloch 3 zum Abstechen des geschmolzenen Metalls und der Schlacke auf. Die Rohmaterialien werden durch eine Gichtöffnung 4 eingeführt, die im Kamin 5 oberhalb des Füllspiegels angeordnet ist.

Ein Gebläse 6 liefert Blasluft, die in einem Wärmeaustauscher 7 erhitzt wird und dann als Heißwind über eine Ringleitung 8, die die Windformen 2 speist, in den Ofen gelangt. Das im Ofen bei der Reaktion zwischen der Blasluft und dem Gichtmaterial erzeugte Gas wird durch eine Gichtgasabsaugleitung 9 abgezogen und strömt von dort in eine Brennkammer 10 in der brennbare Bestandteile durch Einführung von Luft durch ein Ventil 11 verbrannt werden. Ein Teil der verbrannten Gase tritt durch eine öffnung 12 in. den Wärmeaustauscher 7 ein, um die Blasluft vorzuheizen.

Das zum Vorheizen der Blasluft nicht erfoderliche überschüssige Gichtgas tritt durch eine öffnung 13 in einen Wärmeaustauscher 14. Die Aufteilung der Gasströmung auf die Wärmeaustauscher 7 und 14 geschieht durch Drosselklappen 15 und 16. Durch entsprechende Betätigung dieser Drosselklappen wird sichergestellt, daß die Blasluft die erforderliche Temperatur erlangt.

Der Wärmeaustauscher 14 wird durch ein Gebläse 17 mit Kühlluft gespeist. Deren Menge wird durch eine Drosselklappe 18 gesteuert. Die erhitzte Luft verläßt den Wärmeaustauscher 14 durch eine Rohrleitung 19 und kann mit einem Zweiwegeventil 20 in einen Rohrstutzen 21 gelenkt werden, der in den Kamin 5

mündet. Die Heißluft k;inn mil dem Zweiwegeventil 20 aber auch zu Düsen 22 geführt werden, die über dem Giehitriehtcr 29 einen Spcrrlufischlcicr erzeugen.

Der zum Abzug der Gichtgase erforderliche Sog wird von einem Geblase 24 geliefert, das die Gase in einen geeigneten Staubfang 25 abgibt.

Die Charge wird mit einem geeigneten Kübel durch die Gichtöffnung 4 in den Ofen eingebracht. Der Kübel weist normalerweise Bodenklappen auf, die sich öffnen und die Charge durch den Kamin 5 nach unten fallen lassen. Im Gichttrichter 29 sind wassergekühlte Mantelringe 26 angeordnet. Sie sind am Ofenmantel 27 befestigt. Auch der Gichttrichter 29 ist am Ofenmantel 27 befestigt. Er verläuft jedoch in einem gewissen Abstand von diesem nach unten und bildet einen Ringraum 30 zwischen sich und den Mantelringen 26.

Die Menge der in den Ofen eingesaugten Luft hängt von der Druckdifferenz zwischen dem Ringraum 30 und dem atmosphärischen Druck unmittelbar über dem Gichttrichter 29 ab. Diese Druckdifferenz wird mit einer empfindlichen Druckmeßeinrichtung 31 gemessen, die ein Signal an eine Steuervorrichtung 32 abgibt. Überschreitet der Druck im Ringraum 30 einen vorgegebenen Wert und tritt Gichtgas durch den Gichttrichter 29 aus, bewirken die Druckmeßeinrichtung 31 und die Steuervorrichtung 32, daß sich eine Drosselklappe 23 öffnet, so daß der Sog an der Gichtgasabsaugleitung 9 stärker wird, bis der gewünschte Gleichgewichtszustand wieder erreicht ist. Ist der Druck im Ringraum 30 zu niedrig und wird folglich zuviel Luft eingesaugt, wird die Drosselklappe 23 in Schließrichtung bewegt.

Ist das Blasluftvolumen gering oder die Gichtgasqualität (insbesondere, hinsichtlich ihres Wärmewertes) schlecht, kann der !Eintritt von kalter Luft durch den Gichttrichter 29 die, Brennkammertemperatur auf eine unerwünscht niedrige Höhe absenken. Dann muß diese zusätzlich mit einem Brenner 35 beheizt werden. Führt man die vom Wärmeaustauscher 14 gelieferte Heißluft zu den Düsen 22, dann wird diese durch den Gichttrichter 29 angesaugt. Hierdurch wird die Temperatur der Charge im Beschickungsschacht erhöht und die Temperatur in der Brennkammer 10 steigt an. Außerdem wird hierdurch das Gewicht der durch den Gichttrichter 29 hindurchtretenden Luft verringert, weil der Luftstrom (ausgedrückt in kg/sec) umgekehrt proportional zur Quadratwurzel aus der Lufttemperatur (ausgedrückt in Grad Kelvin) ist. Diese Verringerung des Gewichtes der eintretenden Luft ist insbesondere während Zeitspannen niedrigen Blasluftvolumens wertvoll, wenn mehr Luft eintritt als zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile im Gichtgas erforderlich ist.

Die obigen Funktionen werden durch einen die Temperatur in der Brennkammer 10 messenden Temperaturfühler 34 automatisch gesteuert. Sinkt die Temperatur in der Brennkammer 10 unter die normale Höhe ab, veranlaßt der Temperaturfühler 34 eine Betätigungsvorrichtung 33 dazu, daß Zweiwegeventil 20 zu verstellen, und cFe"n Düsen 22 wird mehr Heißluft zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Palentansprüche:

1. Heißwindkupolofen mit offener Gicht, mit einem Gichtgasauslaß zwischen seinem oberen Ende und seinem Boden, mit einem in seinem oberen Ende im Beschickungsschacht angeordneten Gichttrichter, mit an die Gicht angeschlossenen steuerbaren Exhaustoren, mit Druckmeßeinrichtungen im Gichtgasauslaß und mit einer solchen Steuerung der Exhaustoren durch diese Druckmeßeinrichtungen, daß der normale Gichtgasabzug bei Absinken des gemessenen Druckes unter einen Sollwert verringert wird, und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gichttrichter (29) in den Beschickungsschacht unter Bildung eines Ringraumes (30) hineinragt und die Druckmeßeinrichtungen (31) im Ringraum (30) angeordnet sind.

2. Heißwindkupolofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsschacht im Bereich des Ringraumes (30) mit wassergekühlten Mantelringen (26) ausgekleidet ist.

3. Heißwindkupolofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gichtgasabsaugleitung (9) in eine Brennkammer (10) und anschließend in zwei parallel zu ihr angeordnete Wärmeaustauscher (7, 14) einmündet, wobei ein Wärmeaustauscher (7) der Heißwindversorgung dient, die Heißluft des anderen Wärmeaustauschers (14) über eine Rohrleitung (19), ein Zweiwegeventil (20) und über oberhalb des Gichttrichters (29) angeordnete Düsen (22) zur Erzeugung eines Sperrluftschleiers einblasbar, oder über das Zweiwegeventil (20) und einen Rohrstutzen (21) in den Kamin (5) abblasbar, wobei das Zweiwegeventil (20) in Abhängigkeit von der Temperatur in der Brennkammer (10) betätigbar ist.