DE1508145C - Brenner fur den Betrieb mit Ol oder Gas, insbesondere fur Siemens Martin Ofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für den Betrieb mit öl oder Gas, insbesondere für Siemens-Martin-Öfen, der einen wassergekühlten Mantel mit im Inneren längsverschiebbar vorgesehenem Brennereinsatz aufweist und an dem ein aus einer druckmittelbeaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Anordnung bestehender Verstellantrieb für den gegen die Kraft einer Rückstellfeder gestützten Brennereinsatz vorgesehen ist.

Es ist bekannt, (französische Patentschrift 096) bei einem solchen Brenner die Zuführungen für Gas, Preßluftdüsen und Meßdüsen mit Druckluftzylinder auszustatten, deren Kolben mittels Druckfedern abgestützt sind. Dabei bildet der Kolben mit der Düse jeweils eine im Zylinder verschiebliche Einheit. Gemäß der bekannten Lehre wird vorgeschlagen, zur Betätigung des Kolbens eine verhältnismäßig komplizierte Steuerschaltung vorzusehen. Die Kompliziertheit des bekannten Vorschlags ergibt sich im wesentlichen dadurch, daß das Brenngas über eine Leitung und ein Ventil unmittelbar durch eine Düse in den Ofen geführt wird, hinseser, weitere Brennstoffe (Teer) mit Brenngas vermischt werden. Hierzu ist eine Schaltung erforderlich mit einer Leitung vom Brenngasventil zu einer Mischbatterie. Von dieser Leitung wiederum ist Druckgas abgezweigt und wird zur Betätigung des erwähnten Kolbens benutzt. Eine solche Abzweigleitung kann von entsprechend geringem Durchmesser sein, jedoch ist mit einer derartigen Steuerschaltung auch der Nachteil verbunden, nur eine verhältnismäßig leichte Düse bewegen zu könjo nen.

Bei, insbesondere in Siemens-Martin-Öfen eingesetzten, gas- oder ölbetriebenen Brennern zeigt sich der Übelstand, daß durch die in den abziehenden Abgasen mitgeführten, flüssigen Schlackenteilchen sich im Bereich der Brennerdüsen und der Vorderkante des Brennerkühlmantels schlackenhaltige Ansätze bilden, die nur sehr schwer entfernbar sind und die den Brennerbetrieb erheblich stören können. Es ist daher erforderlich, von Zeit zu Zeit die Brenner zu reinigen, was sehr zeitraubend und umständlich ist und eine Betriebsstörung verursachen kann. Durch den erforderlichen Ausbau und Austausch der Brenneranordnung kann der normale Ofenprozeß durch ungünstige Flammenentwicklung beeinträchtigt werden. Ferner ist es erforderlich, stets einen oder mehrere Reservebrenner in Bereitschaft zu halten, um einen raschen Austausch im Bedarfsfall zu ermöglichen. Durch die Umstände ist ein erheblicher Kostenaufwand für die dauernde Instandhaltung der Brenner verursacht. Besonders nachteilig wäre es daher, gemäß der bekannten Lösung bei einem Brennerwechsel stets die gesamten Armaturen lösen und entfernen zu müssen. Dies ist im Hinblick auf Ausfallzeiten des Brenners während des Ofenbetriebes nicht angängig. Die'bekannte Lösung eignet sich daher nicht für einen reibungslosen Brennerbetrieb.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den bekannten Gegenstand dahingehend zu vereinfachen, daß der Brenner bei Abschalten des Brenngases,

d. h. automatisch und gleichzeitig aus einer vorgeschobenen Stellung in eine rückwärtige gebracht werden kann, ohne daß hierfür umfangreiche Montagearbeiten notwendig werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Antriebsenergie für den Verstellantrieb (des Brennereinsatzes) aus dem Druck des Brennmediums abzweigbar ist. Es ergibt sich somit eine abhängige Kopplung des ausströmenden Gases mit der jeweiligen Stellung des Brennereinsatzes. Der Vorgang des Zurückziehens in eine geschützte Lage ist somit voll automatisiert und bedarf keiner weiteren, besonderen Maßnahme. So wird insbesondere eine zusätzliche Steuerschaltung vermieden. Die in Steuerschaltungen ab und zu auftretenden Fehler sind ebenfalls eliminiert. So kann weiterhin ein verzögertes Zurückziehen des Düseneinsatzes nicht mehr stattfinden. Sobald nämlich die Brenngaszufuhr ausfällt oder dor Druck des Brenngases sinkt, stellt sich mit einer verkürzten Flamme ein Strom mit Staubteilchen behafteter Gase ein, der gegen den Brenner gerichtet ist, so daß sich ■ zumindest in diesem Zeitabschnitt Staubteilchen bzw. Schlacke am Brenner ablagern können. Auf Grund der Erfindung ist es daher sogar möglich, durch Regulieren des Gasdruckes die Stellung des Brenners zu beeinflussen, sofern dies erwünscht ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennereinsatz mit der Brennstoffzuführungsleitung und der Brennerdüse als bauliche Einheit in dem durch den

Kühlmantel gebildeten Gehäuse betriebsmäßig längsverschiebbar gelagert und — wie an und für sich bekannt ist — gegen die Wirkung einer Rückstellfeder mittels eines mit dem Brennereinsatz verbundenen und mit dem Betriebsdruck des Brennmediums beaufschlagbaren Kolbens in der Betriebsstellung gehalten.

Solange der Brenner im Betrieb ist, drängt die aus seiner Düse ausströmende, mit Abstand vom Düsenausgang verbrennende Brennstoffmenge den Strom des von der Schmelze aufsteigenden Gasgemisches ab. Im Gasgemisch enthaltene Schlackenteilchen gelangen nicht in die Lage, sich im Vorbeifliegen abzusetzen. Demnach ergeben sich auch nur unwesentliche Ablagerungen am Brennergehäuse. Nach Abstellen des Brenners wird dieser Zustand aufgehoben, jedoch auch die Druckbeaufschlagung des Kolbens. Die Federkraft erhält das Übergewicht und schiebt den Brenneinsatz in das Innere des Mantelgehäuses, wo dieser geschützt untergebracht ist.

Bei vermindertem Brenngasdruck oder bei kräftiger Flammenentwicklung vermögen Schlackenteilchen im geringeren Umfang auf lange Zeit gesehen, eine gewisse Anhäufung zu bilden, die zwar nicht erheblich ist, jedoch für weitere Teilchen eine günstige Grundlage zum Festhalten bildet. Ohne den Brenner deshalb ausbauen zu müssen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Möglichkeit gegeben, diese Schwierigkeit damit zu beheben, daß innerhalb des aus dem Kühlmantel gebildeten Gehäuses im unteren Umfangsbereich ein längsverschiebbares, hammerartiges Reinigungswerkzeug angeordnet ist, welches manuell oder mittels eines mechanischen Antriebs in den Bereich der Vorderkante stoßbar ist.

Es kann aber auch im voraus einer Ansammlung der sich besonders an der unteren Kühlmantelpartie bildenden Schlackenansätze dadurch entgegengewirkt werden, daß nach einer weiteren Verbesserung der Erfindung im oberen Teil der Innenwandung des Kühlmantels eine mit Preßluft beaufschlagbare Düsenreihe vorgesehen ist, deren Strahlrichtung auf die untere Vorderkante des Kühlmantels zieht. Vor Erreichen der Mantelkante werden die Teilchen abgedrückt und im Strom der Gase an der Brennerspitze vorbeigeführt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert:

F i g. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Brenner in einem axialen Längsschnitt,

F i g. 2 die Einzelheit der mit Preßluft beaufschlagbaren Düsenreihe entsprechend der Schnittangabe A-B inF'ig. 1;

F i g. 3 stellt einen radialen Schnitt entsprechend der Schnittangabe C-D aus F i g. 1 dar.

In F i g. 1 ist der Kühlmantel 1 des Brennergehäuses an einer Flanschplatte 2 befestigt,welche in der nicht weiter dargestellten Ofenwandung angeordnet ist. Der Kühlmantel 1 besitzt eine Kühlmittelzuführung 3 und eine ähnliche Abführung 4. Innerhalb des Kühlmantels 1 sind Vor- und Rücklaufkanäle mittels eines zwischengefügten Rohres 5 gebildet. Innerhalb des inneren Durchmessers 1 α des Kühlmantels ist der Brennereinsatz 6 gleitend geführt. Die Führung liegt zum einen in einem Halter 7 im vorderen Teil des Brenners und zum anderen in einer Bohrung der Flanschplatte 2 im hinteren Teil des Brenners. Außerdem ist der Brennereinsatz 6 gegen Verdrehen mittels einer Längsführung 8 gesichert, die gleichzeitig als Reinigungswerkzeug dient. In dieser Längsführung stützt sich außerdem das Brennereinsatzgehäuse 6 über seitlich angeordnete Vorsprünge 6 a ab.

Der Brennereinsatz ist im wesentlichen aus einem rohrförmigen Gehäuse gebildet, an dessen vorderem Ende die Düsenplatte 9 den Abschluß bildet, welche über Kühlmittelleitungen 10 und 11 mit flexiblen Abschnitten 10 α und 11 α gekühlt wird. Das Kühlmittel durchströmt einen Ringkanal 12 der Düse 9. Die Leitungen 10 und 11 sind zweckmäßigerweise an die Kühlmittelzu- und -abfuhrleitungen 3 und 4 angeschlossen und durch eine Deckplatte 13 am Ende des Brennereinsatzes 6 geführt. An die Platte 13 ist außerdem über ein Gelenk 14 die Kolbenstange des KoI-bens 16 angeschlossen, wobei der Kolben in einem Zylinder 17 gleitet, welcher über ein Gestänge 18 an einer Platte 19 befestigt ist. Die Brennstoffleitung 20 führt dabei über ein Absperrventil 21 durch den Zylinder 17, und weiter über ein flexibles Stück 22 in das Brennereinsatzgehäuse 6. Auf diese Weise gelangt der Brennstoff in das Innere des Brennereinsatzes 6 und strömt über Düsen 23 in den Brennraum.

Am Brennereinsatzgehäuse 6 ist weiterhin ein Ring 24 axial unbeweglich vorgesehen, hinter dem eine Druckfeder 25 angeordnet ist, die sich über den axial auf dem Durchmesser des Brennereinsatzgehäuses 6 beweglichen Ring 26 und an der Innenwandung 1 α befestigten Haltern 27 abstützt.

Wie in F i g. 2 dargestellt, trägt die innere Wandung 1 α des Kühlmantels 1 eine Düsenanordnung 28, deren Düsenreihe 29 in der Richtung der Linie 30 verläuft. Die Düsenanordnung 28 wird über die Leitung 31 mittels Preßluft versorgt. Die Längsführung 8 weist eine Ausnehmung 32 auf und ist auf deren Länge mittels eines Stiftes 33 geführt, welcher fest in der inneren Wandung 1 α des Kühlmantels 1 sitzt. Der Führungsteil 8 ist weiterhin mit einer Stange 34 verbunden, die durch eine Bohrung der Flanschplatte 2 geführt ist und an ihrem rückwärtigen Ende 34 α entweder von Hand oder mittels einer mechanischen Geradschubeinrichtung auf die Länge der Ausnehmung 32 hin- und herbewegbar ist. Damit ist es möglich, jederzeit von Hand sich an der Peripherie des Brennerkühlmantels 1 befindliche Schlackenreste abzuschlagen.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Strömt Brennstoff über die Leitung 20 und den Zylinder 17 in den flexiblen Teil 22, von dort in das Innere des Brennereinsatzgehäuses 6 durch die Düsen 23 in den weiter nicht gezeigten Brennraum, so wirkt sich der statische Druck des Brennstoffes auch auf den Kolben 16 im Zylinder 17 aus. Die Kolbenstange 15 drückt das Brennereinsatzgehäuse 6 entgegen der Wirkung der Feder 25 aus der Mündung des Brennerkühlmantels 1 entsprechend dem eingestellten KoI-benhub heraus. Diese Stellung bleibt solange erhalten, wie das Strömen des Brennstoffes durch den Zylinder 17 stattfindet. Wird beispielsweise das Ventil 21 geschlossen, so sinkt der Druck im Zylinder 17 soweit ab, daß die Kraft der Feder 25 Übergewicht erlangt und das Brennergehäuse 6 in das Innere des Brennerkühlmantels zurückdrückt. Der Brennereinsatz ist nunmehr geschützt untergebracht. Während nunmehr kein Brenngas ausströmt und die Flammenfront aus der Schmelze vom Brenner abhält, kann Preßluft über die Leitung 31 zugeführt werden, wobei dieser nunmehr die Aufgabe zufällt, den mit Schlackenteilchen durchsetzten Flammenstrom vor dem Brennerkühlmantel 1 abzudrängen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Brenner für den Betrieb mit öl oder Gas, insbesondere für Siemens-Martin-Öfen, der einen wassergekühlten Mantel mit im Innern längsverschiebbar vorgesehenem Brennereinsatz aufweist und an dem ein aus einer druckmittelbeaufschlagbaren Kolben-Zylinderanordnung bestehender Verstellantrieb für den gegen die Kraft einer Rückstellfeder gestützten Brennereinsatz vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsenergie für den Verstellantrieb (16, 17) aus dem Druck des Brennmediums abzweigbar ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennereinsatz (6) mit der Brennstoffzuführungsleitung (22) und der Brennerdüse (9) als bauliche Einheit in dem durch den Kühlmantel (1) gebildeten Gehäuse betriebsmäßig längsverschiebbar gelagert und — wie an und für sich bekannt — gegen die Wirkung einer Rückstellfeder (25) mittels eines mit dem Brennereinsatz (6) verbundenen und mit dem Betriebsdruck des Brennmediums beaufschlagbaren Kolbens (16) in der Betriebsstellung gehalten ist.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des aus dem Kühlmantel (1) gebildeten Gehäuse im unteren Umfangsbereich ein längsverschiebbares hammerartiges Reinigungswerkzeug (8) angeordnet ist, welches manuell oder mittels eines mechanischen Antriebes (34 a) in den Bereich der Vorderkante stoßbar ist.

4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekenngekennzeichnet, daß im oberen Teil der inneren Wandung (la) des Kühlmantels (1) eine mit Preßluft beaufschlagbare Düsenreihe (28,29) vorgesehen ist, deren Strahlrichtung (30) auf die untere Vorderkante des Kühlmantels (1) zielt.