DE1005538B

DE1005538B - Cooling boxes for blast furnaces or similar shaft furnaces and heat furnaces

Info

Publication number: DE1005538B
Application number: DEE8989A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Kratz
Original assignee: EISENWERKE MUELHEIM MEIDERICH
Current assignee: EISENWERKE MUELHEIM MEIDERICH
Priority date: 1954-05-13
Filing date: 1954-05-13
Publication date: 1957-04-04

Description

Kühlkästen für Hochöfen od. dgl. Schachtöfen sowie Wärmeöfen Seitdem mit hocherhitzten und mit Sauerstoff angereicherten Gasen gearbeitet wird, erfordert die Kühlung der Wandungen von Hochöfen, Kupolöfen und Wärmeöfen erhöhte Sorgfalt in der Ausbildung der Kühlelemente dieser Wandungen.Cooling boxes for blast furnaces or the like. Shaft furnaces and heating furnaces Since then is worked with highly heated and oxygen-enriched gases, requires the cooling of the walls of blast furnaces, cupolas and heating furnaces increased care in the formation of the cooling elements of these walls.

Die Erfindung bezieht sich auf die besondere Ausbildung der metallenen Kühlkästen, die das Mauerwerk dieser Öfen schachbrettartig durchsetzen und auf seiner ganzen Tiefe kühlen.The invention relates to the special design of the metal Cooling boxes that penetrate the masonry of these ovens like a chessboard and on his to cool the whole depth.

Um eine gute Kühlwirkung zu erreichen, die auch gleichzeitig wirtschaftlich ist, sind an, solche Kühlkästen eine Reihe von Bedingungen zu stellen.To achieve a good cooling effect that is also economical at the same time there are a number of conditions to be met by such cold boxes.

Beim Arbeiten mit natürlichem Kühlmittelumlauf, der auf dem Unterschied des spezifischen Gewichtes des warmen und kalten Wassers beruht, und bei Ausnutzung von nur geringem Gefälle müssen die Kühlkästen vom Kühlmittel vollkommen durchflossen werden. Bei geschlossenem Kühlmittelumlauf muß erstrebt werden, daß die Aufwärmung des Kühlmittels in möglichst kleinen Grenzen bleibt, da jede Temperaturerhöhung wieder mit erhöhtem Kostenaufwand gesenkt werden muß. Dies ist bei natürlichem Umlauf bei gleicher Kühlwirkung nur dadurch möglich, daß zur Erzielung der notwendigen Fließgeschwindigkeit die Strömungswiderstände möglichst klein gehalten werden. Ferner ist zu beachten, daß jederzeit eine übersichtliche Kontrolle über den Kühlmittelzu- und -abfluß gewä'hrlei'stet sein muß. Schließlich ist noch eine gute und schnelle Reinigungsmöglichkeit der Kühlkästen von Ablagerungen von Wichtigkeit, und der Kühlkasten darf z. B. als Gußstück herstellungsmäßig nicht zu kompliziert sein.When working with natural coolant circulation, that's on the difference based on the specific gravity of the hot and cold water, and when used the coolant must completely flow through the cooling boxes from only a slight gradient will. When the coolant circulation is closed, efforts must be made to ensure that the system is heated up of the coolant remains within the smallest possible limits, since any increase in temperature must be reduced again at increased cost. This is by natural circulation with the same cooling effect only possible in that to achieve the necessary Flow velocity the flow resistances are kept as small as possible. Further it must be ensured that a clear control of the coolant supply is possible at all times. and drainage must be guaranteed. Finally, there is a good and fast one Possibility to clean the cooling boxes from deposits of importance, and the cooling box may z. B. not be too complicated to manufacture as a casting.

Diese Forderungen werden von den bisher bekannten Kühlkästen nicht oder nur teilweise erfüllt. Gegenstand der Erfindung ist ein metallener Kühlkasten mit flüssigkeitsgekühlten Wandungen, mit natürlichem Wasserumlauf und oberem Kühlwasseraustritt, welcher vom Kühlwassereintritt durch eine senkrechte Trennwand getrennt ist, wobei die Vorderwand des Kühlkastens aus einem sich nach oben erweiternden, abnehmbaren Vorsatzkasten gebildet wird, welcher durch eine im wesentlichen nur in ihm befindliche senkrechte Trennwand in zwei zum Zu-und Abfluß der Kühlflüssigkeit dienende KamrrieTn unterteilt ist, wobei der Abfluß der Kühlflüssigkeit aus der einen Kammer über der Oberkante des freien Innenraumes des vorderen Endes des Kühlkastens liegt und der Zufluß zu der anderen Kammer durch das über ihr endende offene Fallrohr des darüberliegenden Kühlkastens erfolgt.These requirements are not met by the previously known cooling boxes or only partially fulfilled. The invention relates to a metal cooling box with liquid-cooled walls, with natural water circulation and upper cooling water outlet, which is separated from the cooling water inlet by a vertical partition, wherein the front wall of the cooling box from an upwardly widening, removable Attachment box is formed, which is essentially only located in it by a vertical partition in two chambers serving for the inflow and outflow of the cooling liquid is divided, the outflow of the cooling liquid from the one chamber above the Upper edge of the free interior of the front end of the cooling box is and the Inflow to the other chamber through the open downpipe of the one above it, which ends above it Cooling case takes place.

Weiter erstreckt sich die Erfindung darauf, daß die Trennwand des Vorsatzkastens ein kurzes Stück in den Kühlkasten hineinragt.The invention further extends that the partition of the Attachment box protrudes a short distance into the cooling box.

Erfindungsgemäß kann ferner der Vorsatzkasten als besonderes, aus Guß oder aus z. B. geschweißter Blechkonstruktion hergestelltes Stück ausgebildet sein, welches in an sich bekannter Weise untrer Verwendung von Dichtungen und Schrauben od. dgl. am Kühlkasten befestigt ist. Dabei erübrigt sich jegliche Bearbeitung der gegeneinanderstoßenden Flächen.According to the invention, the attachment box can also be special Cast or from z. B. welded sheet metal structure made piece formed his, which in a known manner using seals and screws Od. The like. Is attached to the cooling box. There is no need to edit the butting surfaces.

Schließlich soll die obere Randfläche des Vorsatzkastens nach vorn abfallend geneigt sein und gegebenenfalls einen schräg liegenden Deckel tragen, der von der Zuführungsleitung für die Kühlflüssigkeit durchsetzt wird. Ferner soll sich in an sich bekannter Weise die Stärke der Kühlkastenwandung von der dem Ofeninnern zugekehrten Rückwand nach dem Vorsatzkasten zu verjüngen, wobei vorzugsweise die Innenfläche der Kühlkastendecke nach dem Vorsatzkasten zu ansteigt.Finally, the upper edge of the attachment box should face forward be sloping and, if necessary, carry a sloping cover, which is penetrated by the supply line for the cooling liquid. Furthermore should In a manner known per se, the thickness of the cooling box wall differs from that of the interior of the furnace facing rear wall to taper after the attachment box, preferably the The inner surface of the cooling box ceiling rises after the attachment box.

Es sind zwar schon einerseits Kühlkästen mit natürlichem Wasserumlauf bekannt, die an der Vorderwand mit einer kastenartigen Vorlage zum Auffangen des ausfließenden Wassers ausgestattet sind. Jedoch sind bei dieser Ausführung die Vorderwand und die Vorlage aus einem Stück mit dem eigentlichen Kühlkasten hergestellt, so daß die Reinigungsmöglichkeit sehr schlecht ist, zumal außerdem diese Kühlkästen noch eine feste, fast bis an die Rückwand reichende Längsrippe besitzen, ganz abgesehen davon, daß solche Kästen sehr komplizierte Gußstück.e darstellen.On the one hand, there are cooling boxes with natural water circulation known that on the front wall with a box-like template to catch the outflowing water. However, in this design, the front wall and the template made from one piece with the actual cooling box, like that that the cleaning option is very bad, especially since these cooling boxes still have a solid longitudinal rib reaching almost to the rear wall, quite apart from that that such boxes are very complicated castings.

Andererseits sind bereits Kühlkästen mit abnehmbaren Deckeln an der Vorderseite bekannt, die jedoch die Kästen meist so abschließen, daß eine ausreichende Beobachtungsmöglichkeit des Wasserumlaufes nicht mehr möglich ist. Diese Kästen arbeiten fast alle mit Zwangsumlauf des Kühlmittels, und ihre Deckel tragen an der Innenseite eine mehr oder weniger große Anzahl von weit in die Kästen hineinragenden Führungsplatten für das Kühlmittel. Auch hier ist daher eine Reinigungsmöglichkeit von Hand während des Betriebes nicht vorhanden.On the other hand, there are already cooling boxes with removable lids on the Front known, which, however, usually close the boxes in such a way that sufficient Observation of the water circulation is no longer possible. These boxes almost all of them work with forced circulation of the coolant, and their lids wear out Inside a more or less large number of well into the boxes Guide plates for the coolant. Also here is therefore a cleaning option not available by hand during operation.

Demgegenüber handelt es sich bei der Erfindung um einen Kühlkasten mit natürlichem Wasgerumlauf, der mit einem sich nach oben erweiternden abnehmbaren Vorsatzkasten versehen ist, welcher durch eine nur in ihm befindliche senkrechte Trennwand in zwei Kammern unterteilt wird. Das kalte, durch ein Fallrohr vom darüberliegenden Kasten zufließende Wasser wird an der geneigten Vorderwand der Einlaufkammer des Vorsatzkastens zum Boden des Kühlkastens geführt, von wo es den Kasten in seiner ganzen Länge kühlend durchfließt und nach entsprechender Erwärmung nach oben strömt. wobei es entlang der ansteigenden Innenfläche der Kastendecke, deren Vorderkante unter dem Abflußniveau des Wassers liegt, unter Vermeidung unerwünschter Blasenbildung in die Abflußkammer des Vorsatzkastens gelangt.In contrast, the invention is a cooling box with natural washer circulation, with a removable one that widens towards the top Attachment box is provided, which by a vertical only located in it Partition wall is divided into two chambers. The cold one, through a downpipe from the one above Water flowing in the box is on the inclined front wall of the inlet chamber of the Attachment box to the bottom of the cooling box, from where it is the box in his flows through the entire length in a cooling manner and, after appropriate warming, flows upwards. it being along the rising inner surface of the box ceiling, its leading edge is below the drainage level of the water, while avoiding undesirable bubble formation enters the drain chamber of the attachment box.

Die Trennwand (Rippe) des Vorsatzkastens ist nur kurz und hat die Aufgabe, das eintretende Kühlwasser vor einer sofortigen Vermischung mit dem austretenden aufgewärmten Wasser zu schützen und ihm die gewünschte Fließrichtung zu erteilen. Diese Ausführung ermöglicht im Zusammenhang mit dem natürlichen Wasserumlauf eine gute und widerstandsarme Führung des Kühlmittels, die eine Strömungsgeschwindigkeit gewährleistet, welche bei guter Kühlung keine zu hohe Aufwärmung hervorruft.The partition (rib) of the attachment box is only short and has the Task, the entering cooling water before an immediate mixing with the exiting To protect heated water and to give it the desired direction of flow. In connection with the natural water circulation, this design enables a good and low-resistance guidance of the coolant, the flow velocity guaranteed, which with good cooling does not cause excessive heating.

Weiterhin wird dadurch eine einfache und leichte Ausführung des Vorsatzkastens sowohl in Guß- als auch in Schweißkonstruktion ermöglicht. Die Vorsatzkästen können infolge ihrer einfachen Form auch nachträglich an schon vorhandene Kühlkästen angebracht werden, wobei sich eine besondere Bearbeitung von Paßflächen infolge der Anwendung von Gummidichtungen erübrigt. Von besonderer Wichtigkeit ist die übersichtliche und einfache Anordnung der Zu-und Abflußleitungen und die gute Beobachtungsmöglichkeit des Kühlmittelumlaufes.This also makes the attachment box simple and easy made possible in both cast and welded construction. The attachment boxes can Due to its simple shape, it can also be retrofitted to existing cooling boxes be, with a special processing of mating surfaces as a result of the application no need for rubber seals. The clear one is of particular importance and simple arrangement of the inflow and outflow lines and the possibility of good observation of the coolant circulation.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch den Kühlkasten und Abb.2 eine Draufsicht auf denselben unter @,#Teglassun.g des Vorsatzkastendeckels.In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through the cooling box and Fig.2 shows a plan view on the same under @, # Teglassun.g of the attachment box cover.

1 ist der in die Ofenwandung eingesetzte Kühlkasten. An seiner Vorderseite ist unter Zwischenschaltung einer Schaumgummidichtung2 ein sich nach oben erweiternder Vorsatzkasten 3 angeschraubt, der durch die Trennwand 4 in zwei Kammern unterteilt ist. Die obere Randfläche des Vorsatzkastens ist nach vorn abfallend geneigt und trägt einen Deckel 5, der den Vorsatzkasten und Kühlkasten vor Verschmutzung und Hereinfallen von Fremdkörpern schützt.1 is the cooling box inserted into the furnace wall. At its front is an upward widening with the interposition of a foam rubber seal2 Attachment box 3 screwed on, which is divided into two chambers by the partition 4 is. The upper edge surface of the attachment box is sloping forward and sloping carries a cover 5, which protects the attachment box and cooling box from contamination and Protects falling foreign objects.

Das Kühlwasser wird durch die Rohrleitung 6 der Kammer 7 zugeführt und nach Durchströmen des Kühlkastens 1 aus der Kammer 8 durch die Leitung 9 abgeführt, deren Abfluß höher als die Oberkante des freien Kühlkasteninnenraumes liegt. Die Strömung des Kühlwassers durch den Kühlkasten 1 wird dadurch erleichtert, daß die Innenfläche der Kühlkastendecke 10 nach dem Vorsatzkasten 3 zu ansteigt.The cooling water is fed to the chamber 7 through the pipe 6 and, after flowing through the cooling box 1, discharged from the chamber 8 through the line 9, whose outflow is higher than the upper edge of the free cooling box interior. the Flow of the cooling water through the cooling box 1 is facilitated in that the Inner surface of the cooling box ceiling 10 after the attachment box 3 increases.

Im übrigen ist es zweckmäßig, wenn sämtliche Wandungen des Kühlkastens 1 sich nach dem Vorsatzkasten 3 zu verjüngen, um die auftretenden Wärmebeanspruchungen im Kühlkasten möglichst zu verringern.In addition, it is useful if all the walls of the cooling box 1 to taper after the attachment box 3 in order to cope with the thermal stresses that occur in the cooling box as much as possible.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. For blast furnaces or similar shaft furnaces and heating furnaces with liquid-cooled walls of certain cooling boxes with natural water circulation and upper cooling water outlet, which from the cooling water inlet through a vertical Partition wall is separated, characterized in that the front wall of the cooling box consists of an upwardly expanding, removable attachment box, which by a dividing wall located essentially only in it in two to the inlet and Outflow of the cooling liquid serving chambers is divided, the outflow of the Kübliquid from the one chamber above the upper edge of the free interior of the front end of the cooling box is and the inflow to the other chamber through the open downpipe of the overlying cooling box over it ends.

2. Cooling box according to claim 1, characterized in that the partition wall of the attachment box protrudes a short distance into the cooling box.

3. Cooling box according to claim 1 and 2, characterized in that the attachment box as a special, made of cast or from z. B. welded sheet metal structure made piece is formed which in a known manner using seals with screws or the like. on the cooling box b - is fixed.

4. Cooling box according to claim 1 to 3, characterized in that that the upper edge surface of the attachment box is sloping forward and sloping optionally carries an inclined cover from the supply line is penetrated for the coolant.

5. Cooling box according to claim 1 and 4, characterized characterized in that the strength of the cooling box walls is known per se Way to taper from the rear wall facing the furnace interior to the attachment box, preferably the inner surface of the cooling box ceiling towards the attachment box increases. Documents considered: German Patent No. 598 483; French patent specification No. 782 954.