[0001] Die Erfindung betrifft einen Plasmaschmelzofen mit einem oder mehreren die Ofenauskleidung
durchsetzenden Plasmabrennern, insbesondere mit einem vertikal in das Innere des Ofens
ragenden Plasmabrenner.
[0002] Bei bekannten Plasmaschmelzöfen ist die Ausmauerung zylindrisch ausgeführt. Die vom
Plasmastrahl erfolgende Ausstrahlung der Wärmeenergie bedingt eine große Belastung
für die Auskleidung. Die auf die zylindrische Auskleidung in einer Ebene senkrecht
zur Achse der zylindrischen Ausmauerung sich ausbreitende Wärmestrahlung wird in dieser
Ebene von der Ausmauerung reflektiert und bewirkt in einem in dieser Ebene liegenden
Bandbereich der Auskleidung eine sehr hohe Temperaturbelastung und damit eine starke
Temperatursteigerung der Auskleidung. In der Praxis hat dies dazu geführt, daß die
Ofenreise vorzeitig beendet werden muß, weil insbesondere die Zone in dem Bereich
der Auskleidung knapp ober dem Badspiegel des Ofens thermisch überbeansprucht ist.
Der übrige Teil der Auskleidung wäre noch gut brauchbar; der überbeanspruchte Teil
der Ausmauerung muß jedoch vorzeitig erneu
- ert werden. Besonders stark tritt diese bandartige Beschädigung der Auskleidung bei
kleineren Plasmaschmelzöfen auf, bei denen der Plasmabrenner vertikal in das Innere
des Ofens ragt, da die stärkste Wärmestrahlung senkrecht zur Achse des Plasmastrahles
auftritt.
[0003] Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt
sich die Aufgabe, einen Plasmaschmelzofen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
bei dem die Auskleidung einer möglichst gleichmäßigen Beanspruchung durch Wärmestrahlung
und'damit einem möglichst gleichmäßigen Verschleiß unterworfen ist.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenfläche der Auskleidung
schräg, nach oben konvergierend, ausgebildet ist.
[0005] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Konvergenzwinkel α zwischen 5
und 15°, insbesondere 5 bis 10°.
[0006] Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1
eine Plasmaschmelzanlage in Seitenansicht und Fig. 2 im Grundriß zeigen. In Fig. 3
ist in vereinfachter schematischer Darstellung ein Schnitt entlang der Linie III-III
der Fig. 2 durch das Ofengefäß veranschaulicht. Fig. 4 zeigt in zu Fig. 3 analoger
Darstellung eine Ausführungsform mit einem vertikal in das Innere ragenden Plasmabrenner.
[0007] Ein Ofenoberteil 1 eines Plasmaschmelzofens, insbesondere eines Plasmaprimärschmelzofens,
ist mit einem Deckel 2, der von einem Deckeltragwerk 3 getragen ist, versehen. Von
dem Deckel aus ragt ein Rauchgaskrümmer 4 zu einer nicht dargestellten Absaugung.
Seitlich neben dem Ofenoberteil 1 sind das Deckelhubwerk 5 und das Deckelschwenkwerk
6 angeordnet. Der Ofenunterteil 7 ruht mit Wiegebalken 8 auf am Fundament 10 abgestützten
Laufbahnen 9. Jeder der drei Plasmabrenner 11 ist auf einem Schrägbrennermechanismus
12 verfahrbar gelagert.
[0008] Die Schlackentüre ist mit 13 und die Abgießschnauze mit 14 bezeichnet.
[0009] Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der aus dem Plasmabrenner 11 austretende Plasmastrahl
15 schräg gegen die Badoberfläche 16 des Stahlbades 17 gerichtet. Die Wärmestrahlung
ist in einem Punkt 18 des Plasmastrahles 15 bildlich durch eine Kugel 19 veranschaulicht.
[0010] Die Innenfläche 20 der feuerfesten Auskleidung 21 des Ofens ist kegelförmig und schräg,
nach oben konvergierend, ausgerichtet, wobei der Neigungswinkel α der Innenfläche
20 der feuerfesten Auskleidung 21 gegenüber der Vertikalen zwischen 5 und 15
0 liegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt ot 10°. Die Schräge der Innenfläche
der Auskleidung reicht bis in den Deckel 2. Der Deckel selbst ist an seiner Innenseite
22 gewölbt ausgebildet, wobei die Stichhöhe 23 etwa 10 % des Deckeldurchmessers 24
ausmacht.
[0011] Die sich horizontal, d.h. in einer Ebene 25 senkrecht zur Achse 26 des Ofengefäßes
ausbreitende Wärmestrahlung wird, wie aus Fig. 3,anhand des Pfeiles 27 veranschaulicht,
ersichtlich ist, gegen das Bad 17 reflektiert, wo die noch vorhandene Restenergie
zu einer zusätzlichen Erwärmung des Bades führt. Anhand eines weiteren Pfeiles 28
ist die Reflexion eines nach oben gerichteten Wärmestrahles veranschaulicht. Der dreifach
reflektierte Wärmestrahl gelangt ebenfalls zu dem Bad 17.
[0012] Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die sich in der horizontalen Ebene 25 ausbreitende
Wärmestrahlung am größten bei einem Plasmaschmelzofen mit einem zentral angeordneten,
vertikal in das Innere des Ofens ragenden Plasmabrenner 11. Die bandartige Beschädigung
der Auskleidung wäre bei einem Plasmaschmelzofen konventioneller Bauart besonders
stark. Erfindungsgemäß wird die sich in der horizontalen Ebene 25 ausbreitende Wärmestrahlung
direkt unter einmaliger Reflexion gegen das Bad 17 reflektiert, sodaß die bandartige
Beschädigung vermieden und dem Bad vermehrt Energie zugeführt wird.
[0013] Bei dem erfindungsgemäßen Ofen ist somit nicht nur die Energieausnützung verbessert,
sondern auch die Wärmeaufteilung auf die Auskleidung vergleichmäßigt. Dies führt neben
einer Energieeinsparung zu einer längeren Lebensdauer der Auskleidung. Außerdem führt
die zusätzliche Erwärmung des Bades bei gleicher Energiezuführung zu einer Verkürzung
der Chargendauer, d.h. der "TAP TO TAP"-Zeit.
1. Plasmaschmelzofen mit einem oder mehreren die Ofenauskleidung durchsetzenden Plasmabrennern,
insbesondere mit einem vertikal in das Innere des Ofens ragenden Plasmabrenner, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenfläche (20) der Auskleidung (21) schräg, nach oben konvergierend,
ausgebildet ist.
2. Plasmaschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvergenzwinkel
α zwischen 5 und 150, insbesondere 5 bis 10°, beträgt.
