154805. lajstromszámú szabadalom • Égő Siemens-Martin-kemencék fűtéséhez
3 154805 4 gyobb sebességgel keskeny sugárban vezethető. Másrészről ez a tüzelőanyag sugár minden oldalról egy oxigénsugárral van körülvéve, amely más sebességgel áramlik, előnyösen csekélyebb sebességgel mint a tüzelőanyagsugár 5 és így a tüzelőanyagnak és oxigénnek intenzív keveredését idézi elő. A találmány szerinti égő ezáltal lehetővé tesz magasabb hőmérsékletű mereven vezetett lángot, mely a Siemens—Martin kemencébe 10 behelyezett fémhulladékot gyorsan beolvasztja. 30 t kemencében pl., amelynek fúvókája központos Laval-fúvóka 16,5 mm-es tiszta keresztmetszettel (a legszűkebb helyén) és egy az oxigén részére szolgáló gyűrűs Laval-fúvóká- 15 val, amelynek belső átmérője 36,2 mm és külső átmérője 44,8 mm (a legszűkebb keresztmetszetében) 700 Nm3 /h földgáz mint porlasztóközeg és 300 kg/h fűtőolaj, valamint 2 500 Nm3 /h oxigén felhasználásával 14,3 t ócska- 20 vasnyi adag olyan gyorsan olvasztható be, hogy már 66 sec-mal a behelyezés megkezdése után analízispróbát lehet venni. A találmány szerinti égő továbbá lehetővé teszi, hogy a beolvasztási periódust követő frissítési periódus- 25 ban a tüzelőanyag nyomás csökkentése mellett a felesleges oxigén mennyiséget a fürdőre fújjuk és ezzel a frissítési periódust rövidítsük. 14,33 t fémhulladék és 16,8 t folyékony nyersvasból álló adagnál a fenti méretű égő alkal- 20 mázasával 30 t kifogástalan Siemens—Martin acélt állíthatunk elő átlagosan 104,5 perces azaz 1 óra 44,5 perces adagidő alatt. Az átlagos földgázfelhasználás 1 t nyersacélra 43,9 Nm3/t, a fűtőolaj felhasználás 19,9 kg/t és az s5 oxigénfelhasználás 145,4 Nm 3 /t. Extrém esetben a találmány szerinti égővel lehetővé válik a Siemens—Martin kemencék előmelegítő kamrák nélkül, azaz hideg karburáit földgázzal és hideg oxigénnel való üze- 40 meltetése, mimellett a legnagyobb olvasztási teljesítményt akkor érjük el, ha az oxigénfúvóka LavaMúvókaként van kialakítva. Ha az oxigénfúvóka tiszta gyűrűsfúvókaként van kialakítva, előnyös, ha a gyűrűs hézagot úgy helyezzük el, hogy az oxigén áramlási iránya kúpszerűen konvergál a központi tüzelőanyag fúvóka tengelyéhez. A csúcsszöge ennek a kúpnak 16°-ig terjedhet a kemence nagyságtól függő lánchosszúságnak megfelelően. Ezzel az elrendezéssel jó tüzelőanyag és oxigén keveredést érhetünk el és megakadályozzuk, hogy feleslegesen sok oxigén fogyjon az égésnél. Sok esetben célszerű a gyűrűs fúvókát úgy kiképezni, hogy az oxigén áramlási iránya közel párhuzamos legyen a tüzelőanyag áramlási irányával. Ezzel az elrendezéssel egy hosszú mereven vezetett forró láng érhető el anélkül, hogy jelentős oxigénveszteség lépne fel. Ha az oxigén és a tüzelőanyag azonos sebességgel lép ki a fúvókából, akkor a lehető leghoszszabb láng érthető el azonban a láng hőmérséklete nem éri el a maximumot. Ha ezzel szemben a tüzelőanyag és levegő sebességeit különbözőképpen állítjuk be, akkor jobb keveredés adódik a felületi rétegben, a láng egy kicsit rövidebb lesz és hőmérséklete a lánghossz nagyobb részén igen magas lesz. Ez adja azt az előnyt, hogy az ócskavas a kemencében rögtön jól és gyorsan beolvasztható. A fúvókák előtti nyomás változtatásával a levegő és a tüzelőanyag kilépési sebessége csak bizonyos határokon belül szabályozható, mivel azonos fúvóka keresztmetszeteknél a kiáramló levegő és tüzelőanyag mennyiség egy kicsit változik. A kívánt kilépési sebességeket a fúvókák méreteivel és a kívánt átömlő mennyiségekkel kell összhangban meghatározni. A találmányt részletesen egy példakénti kiviteli alak kapcsán a rajz alapján ismertetjük. Az 1. ábra az égő hosszmetszetét mutatja. A 2. ábra az 1. ábra szerinti égő II—II vonal mentén vett metszete, míg a 3. ábra az 1. ábra szerinti égő III—III vonal mentén vett metszete. 1 számmal a központi Laval-fúvóka van jelölve, amelyhez a tüzelőanyagot 2 csővezetéken keresztül szállítjuk. Az 1 Laval-fúvókának legkisebb keresztmetszete a 3 helyen van. A tüzelőanyag ebben az esetben földgáz és finoman porlasztott kőolaj keverékéből áll. Az 1 fúvókát 4 gyűrűs Laval-fúvóka veszi körül, amelyik 5 helyen rendelkezik legkisebb keresztmetszetével. Ehhez a 4 gyűrűs Laval-fúvókához oxigént 6 csővezetéken keresztül vezetünk. Az égő központi 7 részből és 8 köpenyrészből van felépítve. A 7 rész, amelyik az 1 Laval-fúvókát és a 4 gyűrűsfúvóka 9 belső falát alkotja, 10 bordákkal rendelkezik, amelyek segítségével van a 8 köpenyrészben központosítva (2. ábra). A központi 7 rész és ezzel természetesen a központi 1 Laval-fúvóka a 4 gyűrűs fúvóka száján, illetve a 8 köpenyrészen túl nyúlik. A viszonylag kis keresztmetszetű 4 gyűrűsfúvóka miatt ebben a gyűrűsfúvókában a tüzelőanyag könnyen elkrakkolódik, ha ebbe a gyűrűsfúvókába jut. Ezért azzal, hogy a központi 1 fúvóka a gyűrűsfúvókán túlnyúlik, megakadályozzuk, hogy szabályozás közben a központi 1 fúvókából olajcseppecskék a 4 gyűrűsfúvókába vissza tudjanak folyni és ott el tudjanak krakkolódni. Abból a célból, hogy az oxigénnek és a tüzelőanyagnak jobb keveredését érjük el, a tüzelőanyag és az oxigén kilépési sebességeit különböző módon választhatjuk meg. Mivel az oxigén fajsúlya nagyobb mint a tüzelőanyagé, egyszerűbb az oxigén kilépési sebességét kisebbre választani, mint a tüzelőanyag kilépési sebességét, mimellett azonban a kilépő oxigén mennyiségének elegendőnek kell lennie a tüzelőanyag tökéletes elégetéséhez. A fúvókák előtti azonos nyomás esetén célszerű a gyűrűs Lavalnfúvóka keresztmetszetének a központi tüzelőanyag fúvóka keresztmetszetéhez képesti viszonyát nagyobbra választani, mint a tüzelőanyag mennyiséghez a tökéletes elégetéshez 10 15 20 25 iO 55 40 45 50 55 60 2
