DE10114720A1 - Cooling plate used for blast furnaces has a cooling plate part formed as a rolling block with a planar front side facing the inside of the furnace - Google Patents
Cooling plate used for blast furnaces has a cooling plate part formed as a rolling block with a planar front side facing the inside of the furnaceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung verse hene Schachtöfen, insbesondere für Hochöfen, mit einem zum Ofeninneren wei senden ersten gewalzten Kühlplattenteil sowie einem zweiten gewalzten rückwär tigen Kühlplattenteil, die miteinander verschweißt sind, und mit einem sich zwi schen dem ersten und dem zweiten Kühlplattenteil ergebenden Kühlkanal sowie mit Rohrabschnitten zum Kühlmitteleintritt bzw. Kühlrnittelaustritt. Hierbei bestehen sowohl das erste als auch das zweite Kühlplattenteil aus Kupfer oder einer niedrig legierten Kupferlegierung. Zudem betrifft die Erfindung ein Kühlsystem.The invention relates to a cooling plate for verses with a refractory lining chimney furnaces, especially for blast furnaces, with a white interior send the first rolled cooling plate part and a second rolled back heat term cooling plate part, which are welded together, and with a between between the first and the second cooling plate part cooling channel and with pipe sections for coolant inlet or coolant outlet. Here exist both the first and the second cooling plate part made of copper or a low alloyed copper alloy. The invention also relates to a cooling system.
Eine gattungsgemäße Kühlplatte wird in der deutschen Patentanmeldung 100 00 987.5 beschrieben. Diese offenbart eine Kühlplatte für mit einer feuerfe sten Auskleidung versehene Schachtöfen mit von einem Kühlmittel beaufschlag baren Kühlkanälen, wobei mindestens die zum Ofeninneren gewandte Frontseite aus einem mit Nuten zur Aufnahme von feuerfestem Material ausgestatteten, vor zugsweise aus Kupfer oder einer niedrig legierten Kupferlegierung gefertigten Walzblock besteht, wobei zwei muldenförmige Walzprofile mit ihren Mulden je weils nach außen weisend miteinander verschweißt sind und wobei im rückseiti gen Walzprofil oder Ergänzungsprofil Bohrungen zur Aufnahme der Enden von Rohranschlußstücken eingebracht und diese eingeschweißt sind und wobei die freien Enden der Walzprofile durch Kappen abgeschlossen sind. A generic cooling plate is in the German patent application 100 00 987.5. This discloses a cooling plate for a fire most of the lining of the shaft furnaces with a coolant bar cooling channels, with at least the front facing the furnace interior made of a groove equipped to hold refractory material preferably made of copper or a low-alloy copper alloy Rolling block consists of two trough-shaped rolled profiles with their troughs each because they are welded to each other pointing outwards and in the back Rolled profile or supplementary profile holes for receiving the ends of Pipe fittings introduced and these are welded and the free ends of the rolled sections are completed by caps.
Das Biegen des ersten Kühlplattenteils bzw. Schildes sowie das Einbringen von Nuten in das gebogene Schild ist fertigungstechnisch aufwendig. Zudem erweist sich der sich durch die Muldenform der beiden Kühlplattenteile ergebende in etwa "linsenförmige" Querschnitt des Kühlkanals als stömungstechnisch ungünstig. Während die aus den seitlichen Flossen des Schildes zum Kühlwasserkanal hin fließende Wärmemenge am größten ist, ist gerade in den Ecken der "Linse" die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers am geringsten. Die niedrige Strö mungsgeschwindigkeit führt zu einem niedrigen Wärmeübergangskoeffizienten α von der Innenseite des Kühlkanals an das Kühlwasser. Zudem heizt sich die dort vorbeifließende Wassermenge ggf. unzulässig stark auf.The bending of the first cooling plate part or shield and the introduction of Grooves in the curved plate is complex to manufacture. Also proves the result of the trough shape of the two cooling plate parts approximately "Lenticular" cross-section of the cooling channel as unfavorable in terms of flow. While from the side fins of the shield to the cooling water channel flowing amount of heat is greatest, is in the corners of the "lens" Flow rate of the cooling water is the lowest. The low current speed leads to a low heat transfer coefficient α from the inside of the cooling channel to the cooling water. It also heats up there amount of water flowing past may be impermissibly high.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kühlplatte mit verbesserten fertigungs-, strömungs- sowie kühltechnischen Eigenschaften zu schaffen.The invention is therefore based on the object of a generic cooling plate with improved manufacturing, flow and cooling properties create.
Diese Aufgabe wird durch die Kühlplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 so wie durch das System mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the cooling plate with the features of claim 1 as solved by the system with the features of claim 12. advantageous Further developments are described in the subclaims.
Nach dem Kerngedanken der Erfindung ist der erste Kühlplattenteil bzw. der Schild der Kühlplatte bzw. des Stavelets nicht mehr gewölbt ausgebildet, sondern ist als Walzblock mit einer planen Frontseite zum Ofeninneren, d. h. mit einer pla nen Heißseite, ausgebildet, und die Querschnittsfläche des sich zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlplattenteil ergebenden Kühlkanals ist in den - gese hen in Bezug auf die Längserstreckung der Querschnittsfläche - Endbereichen größer ist als im Mittenbereich. Endbereiche des Kühlkanalquerschnitts sind die Bereiche in der Nähe der Verbindungslinien bzw. Schweißnähte der beiden Kühl plattenteile. Die Endbereiche können jede beliebige Form annehmen, sofern sie eine größere Querschnittsfläche aufweisen als der Mittenbereich. Diese erfin dungsgemäße Querschnittsform bewirkt, daß der größte Teil des Kühlwassers nicht mehr im Mittenbereich, sondern in den wärmebelasteten Endbereichen des Kühlkanals fließt, wobei größere Strömungsgeschwindigkeiten und somit günstige re Wärmeübergangskoeffizienten-Werte erreicht werden. Der Querschnitt im Mit tenbereich ist dabei im Verhältnis so auszulegen, daß die dort - geringer anfallen den Wärmemengen - gut abgeführt werden können.According to the essence of the invention, the first cooling plate part or Shield of the cooling plate or the stavelet is no longer curved, but instead is a rolling block with a flat front to the inside of the furnace, d. H. with a pla NEN hot side, and the cross-sectional area between the The first and the second cooling plate part resulting cooling channel is in - hen with respect to the longitudinal extent of the cross-sectional area - end regions is larger than in the middle area. End areas of the cooling duct cross section are Areas near the connecting lines or welds of the two cooling plate parts. The end areas can take any shape, provided they have a larger cross-sectional area than the central area. This invented Cross-sectional shape according to the invention causes most of the cooling water no longer in the central area, but in the heat-stressed end areas of the Cooling channel flows, with higher flow speeds and thus favorable re heat transfer coefficient values can be achieved. The cross section in the middle The ratio is to be interpreted in such a way that there are fewer the amount of heat - can be dissipated well.
Insgesamt wird auf diese Weise eine Kühlplatte mit verbesserten Strömungsei genschaften des Kühlwassers und somit Kühleigenschaften geschaffen. Es wird eine Vergleichmäßigung der Temperatur auf der Heißseite, d. h. der dem Ofenin neren zugewandten Seite, erreicht. Zudem ergibt sich ein wesentlicher ferti gungstechnischer Vorteil daraus, daß nun der erste Kühlplattenteil plan ausgebil det ist und nicht mehr gebogen werden muß. Außerdem ist das Einbringen von Nuten in eine plane Kühlplatte wesentlich einfacher zu gestalten als in eine gebo gene, beispielsweise durch Fräsen oder durch Profilwalzen.Overall, in this way a cooling plate with improved flow egg properties of the cooling water and thus cooling properties. It will an equalization of the temperature on the hot side, d. H. that of the stove ners facing side, reached. There is also a substantial ferti engineering advantage from the fact that now the first cooling plate part is planar det is and no longer has to be bent. In addition, the introduction of Grooves in a flat cooling plate to make it much easier than in a gebo genes, for example by milling or by profile rolling.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Endbereiche des Kühlkanalquerschnitts halbseitig oder beidseitig ausgewölbt ausgebildet. Unter Berücksichtigung des Mittenbereichs ergibt sich ein Kühlkanalquerschnitt, der in etwa mit der Form eines Knochens oder eines in seiner Längsachse geschnitte nen Halbknochens vergleichbar ist. Durch diese Form wird ein besonders gutes Verhältnis von Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers zu anfallenden Wär melasten erreicht.According to a particularly preferred embodiment, the end regions of the Cooling channel cross section curved on one side or on both sides. Under Taking the center area into account, a cooling channel cross section results, which is in approximately with the shape of a bone or one cut in its longitudinal axis NEN half-bone is comparable. This shape makes it a particularly good one Ratio of cooling water flow rate to heat reached.
Zum Erhalt eines Kühlkanals mit einer derartigen Knochenform werden verschie dene bauliche Kombinationen vorgeschlagen. Für einen in etwa halbknochenför migen Querschnitt werden entweder ein erster Kühlplattenteil mit in seiner was serseitigen Rückseite eingebrachten Vertiefungen verwendet oder ein doppelt muldenförmig, mit zur Ofenwand hinweisenden Auswölbungen, geformter zweiter Kühlplattenteil. Ein derartiger erster Kühlplattenteil wird mit einem in etwa planen zweiten Kühlplattenteil kombiniert; ein muldenförmiger zweiter Kühlplattenteil wird mit einem ersten Kühlplattenteil mit planer wasserseitiger Rückseite kombiniert. Zum Erhalt eines knochenförmigen Querschnitts wird ein erster Kühlplattenteil mit Vertiefungen mit einem entsprechenden zweiten Kühlplattenteil mit Vertiefungen oder mit einem doppelt muldenförmigen zweiten Kühlplattenteil kombiniert.To obtain a cooling channel with such a bone shape, various proposed structural combinations. For one half-bone cross section will either be a first cooling plate part with in its what on the back side used recesses or a double trough-shaped, with bulges pointing towards the furnace wall, shaped second Cooling plate part. Such a first cooling plate part will roughly plan with one second cooling plate part combined; a trough-shaped second cooling plate part combined with a first cooling plate part with a flat water-side back. A first cooling plate part is used to obtain a bone-shaped cross section Wells with a corresponding second cooling plate part with wells or combined with a double trough-shaped second cooling plate part.
Die Vertiefungen, die vorzugsweise parallel zur Längsachse der Kühlplatte ver laufen, werden durch Profilwalzen oder durch Fräsen eingebracht. Der mulden förmige zweite Kühlplattenteil, der dünner als der erste Kühlplattenteil ausgebildet ist, wird durch Profilwalzen oder Biegen hergestellt.The depressions, which ver preferably parallel to the longitudinal axis of the cooling plate run, are introduced by profile rolling or by milling. The trough shaped second cooling plate part, which is thinner than the first cooling plate part is produced by profile rolling or bending.
Sowohl das erste als auch der zweite Kühlplattenteil bestehen aus Kupfer- oder einer Kupferlegierung.Both the first and the second cooling plate part consist of copper or a copper alloy.
Der muldenförmige zweite Kühlplattenteil weist nach einer bevorzugten Ausfüh rungsform über seine Breite eine unterschiedliche Materialstärke auf. Es ist an den Kanten dicker ausgebildet als in seinem Mittenbereich. Dies hat den Vorteil, daß im Bereich des stärkten Wärmeflusses, d. h. im Kantenbereich, mehr Kupfermate rial und damit mehr Material zur Wärmeleitung zur Verfügung steht. Aufgrund der verstärkten Kantenbereiche kann auch die Schweißnaht zur Verbindung der bei den Teile miteinander massiver ausgeführt werden. Dies trägt zur mechanischen Stabilität der Kühlplatte und damit auch zur weiteren Verbesserung der kühltech nischen Charakteristik bei.The trough-shaped second cooling plate part has a preferred embodiment form over its width a different material thickness. It is up to the Edges thicker than in the middle area. This has the advantage that in the area of the strong heat flow, d. H. in the edge area, more copper mat rial and thus more material for heat conduction is available. Due to the Reinforced edge areas can also be used to join the weld seam the parts are made more solid together. This contributes to the mechanical Stability of the cooling plate and thus also to further improve the cooling technology African characteristic.
Ein zweiter Kühlplattenteil kann mit den Kanten des ersten Kühlplattenteils ver schweißt werden, nach einer bevorzugten Ausführungsform wird er im Sinne eines Ergänzungsprofils mit seinen zur Rückseite des ersten Kühlplattenteils hin gebo genen Längskanten an die Rückseite des ersten Kühlplattenteils verschweißt. Um ein Welligwerden der Kanten des ersten Kühlplattenteils aufgrund einer ungleich mäßigen Temperaturverteilung zu verhindern, wird vorgeschlagen, in die Kanten bereiche des ersten Kühlplattenteils senkrecht zur Längsachse der Kühlplatte in regelmäßigen Abständen Schlitze einzubringen.A second cooling plate part can ver with the edges of the first cooling plate part are welded, according to a preferred embodiment, it is in the sense of a Supplementary profile with its back towards the back of the first cooling plate part welded longitudinal edges to the back of the first cooling plate part. Around curling of the edges of the first cooling plate part due to uneven To prevent moderate temperature distribution, it is suggested in the edges areas of the first cooling plate part perpendicular to the longitudinal axis of the cooling plate in insert slots at regular intervals.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die freien Enden der beiden mitein ander verbundenen Kühlplattenteile mit Kappen verschlossen, und die Rohrab schnitte für den Kühlmitteleintritt und -austritt ragen durch Bohrungen im rücksei tigen zweiten Kühlplattenteil. Um wasserseitige Druckverluste im Bereich des Kühlmitteleintritts bzw. -austritts zu senken, wird der erste Kühlplattenteil, der mit Kühlkanal-Vertiefungen versehen ist, in Höhe der Rohrabschnitte ausgehöhlt, in dem beispielsweise das Kupfer weggefräst wird. Ein Übergang des so vergrößer ten Eintritts- bzw. Austrittsbereichs zu den Kühlkanal-Vertiefungen wird dadurch erreicht, daß die Tiefe der Aushöhlung rampenartig zu den Kühlkanal Vertiefungen hin abnimmt. Grund für die geringeren Druckverluste ist ein jetzt vorliegender wei cherer Übergang vom runden Rohrabschnitt zum erfindungsgemäß vorgeschlage nen Kühlkanalquerschnitt mit größeren Endbereichen und kleinem Mittenbereich.In a preferred embodiment, the free ends of the two are together other connected cooling plate parts closed with caps, and the pipes Cuts for the coolant inlet and outlet protrude through holes in the back term second cooling plate part. To water pressure losses in the area of To reduce coolant inlet or outlet, the first cooling plate part, the Cooling channel depressions is provided, hollowed out at the height of the pipe sections for example the copper is milled away. A transition of the magnified This makes the th entry and exit area to the cooling channel depressions achieved that the depth of the cavity ramped to the cooling channel depressions decreases. The reason for the lower pressure losses is that we now have white cherer transition from the round pipe section to proposed according to the invention Niche cooling channel cross-section with larger end areas and a small middle area.
Neben einer Steg-Halterung-Verbindung wird zur Aufhängung der Kühlplatte an der Ofenwandung des Schachtofens vorgeschlagen, daß die Kühlplatte minde stens zwei Aufhängungspunkte aufweist, wobei ein erster Aufhängungspunkt als feste Verbindung im oberen Teil der Kühlplatte, vorzugsweise oberhalb des Rohr abschnitts zum Kühlmitteleintritt bzw. -austritt, ausgebildet ist und ein zweiter Aufhängungspunkt als lose Verbindung im unteren Teil der Kühlplatte, vorzugs weise knapp oberhalb des Rohrabschnitts zum Kühlmitteleintritt bzw. -austritt, ausgebildet ist. Durch diese vorteilhafte Aufhängung mit Lospunkten, die vorzugs weise als Einhängung ausgebildet sind, wird erreicht, daß sich der untere Teil der Kühlplatte thermisch ausdehnen kann.In addition to a web-bracket connection is used to suspend the cooling plate the furnace wall of the shaft furnace suggested that the cooling plate min has at least two suspension points, with a first suspension point as firm connection in the upper part of the cooling plate, preferably above the pipe section for coolant inlet or outlet, is formed and a second Suspension point as a loose connection in the lower part of the cooling plate, preferred just above the pipe section to the coolant inlet or outlet, is trained. Due to this advantageous suspension with lot points, the preferred are designed as a suspension, it is achieved that the lower part of the Can thermally expand the cooling plate.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dar gestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merkmale al leine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen:Further details and advantages of the invention result from the Unteran say and from the following description, in which the in the figures presented embodiments of the invention are explained in more detail. Are there in addition to the combinations of features listed above, features al leash or essential to the invention in other combinations. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Kühlplatte nach einer ersten Ausführungs form; Figure 1 shows a cross section of a cooling plate according to a first embodiment.
Fig. 2 einen Querschnitt einer Kühlplatte nach einer zweiten Ausführungs form; Figure 2 shows a cross section of a cooling plate according to a second embodiment.
Fig. 3 einen bevorzugt ausgebildeten zweiten Kühlplattenteil nach Fig. 2; Fig. 3 shows a preferred formed second cooling plate part of Fig. 2;
Fig. 4 einen Längsschnitt einer an einer Schachtofenwandung montierten Kühlplatte; Fig. 4 shows a longitudinal section of a mounted on a cooling plate Schachtofenwandung;
Fig. 5 einen Teilausschnitt eines Längsschnitts eines bevorzugt ausgebil deten ersten Kühlplattenteils nach Fig. 1; Fig. 5 is a partial section of a longitudinal section of a preferably trained first cooling plate part according to Fig. 1;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Kühlplatte mit einem bevorzugt ausgebilde ten ersten Kühlplattenteil; Fig. 6 is a side view of a cooling plate with a preferably trained first cooling plate part;
Fig. 7 einen Ausschnitt eines an einer Ofenwandung montierten Kühlsy stems; Fig. 7 is a section of stems mounted on a furnace wall Kühlsy;
Fig. 8 den Längsschnitt A-A einer Kühlplatte nach Fig. 7; Fig. 8 is a longitudinal section AA of a cooling plate according to Fig. 7;
Fig. 9 den in Fig. 8 dargestellten oberen Teilausschnitt in vergrößerter Dar stellung; Fig. 9, the upper partial section shown in Figure 8 in an enlarged Dar position.
Fig. 10 die in Fig. 8 dargestellten unteren Teilausschnitte in vergrößerter Darstellung. Fig. 10 shows the lower partial sections shown in Fig. 8 in an enlarged view.
Fig. 1 zeigt eine Kühlplatte 1 bzw. ein Stavelet mit einem ersten Kühlplattenteil 2, welches zum Ofeninneren Oi weist, und einem zweiten rückwärtigen Kühlplatten teil 3, die miteinander verschweißt sind. Die Schweißnähte 4 liegen auf der ge schützten, kalten Seite der Kühlplatte bzw. des Stavelets. Zwischen der wasser seitigen Rückseite 5 des ersten Kühlplattenteils 2 als gewalztem Kupferblock und der wasserseitigen Seite 6 des zweiten Kühlplattenteils 3 ergibt sich der Kühlkanal 7, der mit einem Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser, gespeist wird. Für den Wasserein- und -austritt sind Rohrabschnitte 8, 9 in Bohrungen im zweiten Kühl plattenteil 3 montiert. Die Befestigung der Kühlplatte 1 an der Ofenwand 10 erfolgt beispielsweise mittels eines Steges 11, der in eine an die Ofenwand montierte Halterung 12 eingeführt wird und mittels eines Bolzens 13 arretiert wird (vgl. Fig. 4). Der erste Kühlplattenteil 2 ist als massiver Walzblock mit einer planen - im Sin ne von nicht gewölbten - Frontseite 14 ausgebildet, in die quer zur Längsachse der Kühlplatte 1 verlaufende Nuten 15 eingebracht sind, die beim Abschluß der Montage das Auftragen feuerfester Stampf- oder Spritzmassen erleichtern. Fig. 1 shows a cooling plate 1 or a stavelet with a first cooling plate part 2 , which faces the interior of the oven O i , and a second rear cooling plate part 3 , which are welded together. The welds 4 are on the protected, cold side of the cooling plate or the stavelet. Between the water-side back 5 of the first cooling plate part 2 as a rolled copper block and the water-side 6 of the second cooling plate part 3 there is the cooling channel 7 , which is fed with a cooling medium, preferably cooling water. For the water inlet and outlet pipe sections 8 , 9 are mounted in holes in the second cooling plate part 3 . The cooling plate 1 is fastened to the furnace wall 10 , for example, by means of a web 11 which is inserted into a holder 12 mounted on the furnace wall and is locked by means of a bolt 13 (cf. FIG. 4). The first cooling plate part 2 is formed as a solid roll block with a plan - in the ne ne of non-curved - front side 14 , in the transverse to the longitudinal axis of the cooling plate 1 grooves 15 are introduced, which facilitate the application of refractory ramming or spray compounds at the end of the assembly ,
In die wasserseitige Rückseite 5 des ersten Kühlplattenteils 2 oder Schildes sind zwei parallel zur Längsachse der Platte 1 verlaufende, voneinander beabstandete, Vertiefungen 16, 17 eingebracht, die jede für sich in etwa einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Der Kühlkanal 7 wird rückwärtig, d. h. zur Ofenwand wei send, mit einem in etwa planen bzw. wenig nach außen gewölbten zweiten Kühl plattenteil 3 im Sinne eines Ergänzungsteils verschlossen. Es ergibt sich ein Kühl kanal 7 mit einer Querschnittsfläche, wobei die Endbereiche 18, 19 - gesehen in Bezug zur Längserstreckung (x-Richtung) - eine größere Querschnittsfläche auf weisen als der Mittenbereich 20.In the water-side rear side 5 of the first cooling plate part 2 or shield, two recesses 16 , 17 , which run parallel to the longitudinal axis of the plate 1 , are introduced, each of which has an approximately semicircular cross section. The cooling channel 7 is closed at the rear, ie white to the furnace wall, with an approximately planar or slightly curved second cooling plate part 3 in the sense of a supplementary part. The result is a cooling channel 7 with a cross-sectional area, the end regions 18 , 19 - as viewed in relation to the longitudinal extent (x direction) - having a larger cross-sectional area than the central region 20 .
Eine andere bevorzugte Ausführungsform einer Kühlplatte 101 mit einem bean spruchten Kühlkanalquerschnitt zeigt Fig. 2. Bei dieser Ausführungsform wird der gewünschte Querschnitt des Kanals 107 - hier der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Kühlplatte - durch die Form des zweiten Kühlplattenteils 103 be stimmt. Dieser ist doppelt muldenförmig geformt. Durch den Krümmungsverlauf der Mulden 121, 122 sowie die Ausbildung eines - hier - kurzen oder auch länge ren Mittenbereichs 123 wird der gewünschte Kühlkanalquerschnitt mit größeren Endbereichen 118, 119 im Vergleich zum Mittenbereich 120 des Querschnitts ge schaffen. Another preferred embodiment of a cooling plate 101 with a claimed cooling channel cross section is shown in FIG. 2. In this embodiment, the desired cross section of the channel 107 - here the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the cooling plate - is determined by the shape of the second cooling plate part 103 . It is shaped like a double trough. Due to the curvature of the troughs 121 , 122 and the formation of a - here - short or longer center region 123 , the desired cooling channel cross section with larger end regions 118 , 119 compared to the central region 120 of the cross section is created.
Um eine solche Kühlplatte 101 mechanisch zu stabilisieren, wird der muldenförmi ge zweite Kühlplattenteil 203 bzw. das Kupferblech an seinen Kantenbereichen 324, 325 verstärkt, d. h. dicker ausgebildet, wie in Fig. 3 gezeigt. Dies ist bei spielsweise mittels Profilwalzen möglich.In order to mechanically stabilize such a cooling plate 101 , the trough-shaped second cooling plate part 203 or the copper sheet is reinforced at its edge regions 324 , 325 , ie it is made thicker, as shown in FIG. 3. This is possible for example by means of profile rollers.
Fig. 4 zeigt den Längsschnitt einer Kühlplatte 1 in Befestigungslage an der Ofen wand, zum Beispiel der Wand eines Hochofens. Nach der Arretierung der Kühl platte 1 mittels des Steg-Halter-Prinzips wird der verbleibende Raum zwischen Kühlplatte 1 und Ofenwand 10 mit Hinterfüllmasse 26 ausgefüllt. Die Rohrab schnitte 8 und 9 sind mit dem zweiten Kühlplattenteil 3 verschweißt (27). Der Kühlkanal 7 ist mittels Kappen 28, 29 an den freien Enden verschlossen. Fig. 4 shows the longitudinal section of a cooling plate 1 in the fastening position on the furnace wall, for example the wall of a blast furnace. After locking the cooling plate 1 by means of the web holder principle, the remaining space between the cooling plate 1 and furnace wall 10 is filled with backfill 26 . The Rohrab sections 8 and 9 are welded to the second cooling plate part 3 ( 27 ). The cooling channel 7 is closed at the free ends by means of caps 28 , 29 .
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kühlplatte 1, ausgehend von der Ausführungsform nach Fig. 1, ist mit Fig. 5 dargestellt. Der massiv ausgebildete erste Kühlplattenteil 1 ist in den Bereichen, die den Rohrabschnitten 8, 9 für den Wassereintritt- bzw. -austritt gegenüberliegen, weiter ausgehöhlt (Aushöhlungen 30), so daß sich der Eintritts- bzw. Austrittsbereich vergrößert. Diese Quer schnittsvergrößerung wird langsam - rampenartig - an den Verlauf der Kühlkanal vertiefungen 16, 17 angepaßt. Dies wirkt sich positiv auf eine Verminderung von Kühlwasser-Druckverlusten aus.A further preferred embodiment of the cooling plate 1 , starting from the embodiment according to FIG. 1, is shown with FIG. 5. The solidly designed first cooling plate part 1 is further hollowed out (hollows 30 ) in the areas opposite the pipe sections 8 , 9 for the water inlet or outlet, so that the inlet or outlet area is enlarged. This cross-sectional enlargement is slowly - ramp-like - adapted to the course of the cooling channel recesses 16 , 17 . This has a positive effect on reducing cooling water pressure losses.
Weil der zweite Kühlplattenteil 3 derart auf der Rückseite des ersten Kühlplatten teils 2 angebracht ist, daß die Kantenbereiche 2a, b (oder auch Flossenbereiche) nicht bedeckt sind, besteht die Gefahr des Welligwerdens des ersten Kühlplatten teils. Dies wird durch Einbringen von Schlitzen 31 in die Kantenbereiche 2a, b quer zur Längsachse der Kühlplatte verhindert, die sich vom Randbereich 32 bis annä hernd zum zweiten Kühlplattenteil 3 erstrecken. Aufgrund der Schlitze können sich die Kantenbereiche im Einsatzfall spannungsfrei thermisch ausdehnen. Because the second cooling plate part 3 is so mounted on the rear of the first cooling plate part 2, that the edge portions 2a, b (or fins regions) are not covered, there is a risk of the cockling of the first cooling plate part. This is prevented by introducing slots 31 into the edge regions 2 a, b transversely to the longitudinal axis of the cooling plate, which extend from the edge region 32 to approximately the second cooling plate part 3 . Due to the slots, the edge areas can expand thermally without stress when used.
Die Kühlplatten nach der Erfindung werden zu Kühlsystemen zusammengesetzt. Sie werden beispielsweise unmittelbar nebeneinander angeordnet, wobei ihre Stabilität durch ein Feder-Nut-Prinzip in den ersten Kühlplattenteilen unterstützt werden kann. Alternativ können die Kantenbereiche der ersten Kühlplattenteile auch überlappend angeordnet werden.The cooling plates according to the invention are assembled into cooling systems. For example, they are arranged directly next to each other, with their Stability supported by a tongue and groove principle in the first cooling plate parts can be. Alternatively, the edge areas of the first cooling plate parts can also be arranged overlapping.
Einen Ausschnitt aus einem solchen Kühlsystem 33 umfassend mehrere Kühl platten 1 bzw. Stavelets zeigt die Fig. 7, mit der zudem ein weiteres bevorzugtes Aufhängungssystem für die Stavelets an der Ofenwand 10 dargestellt ist. Hierzu weist jede Kühlplatte 1 bzw. jedes Stavelet mehrere Aufhängungspunkte 34-39 auf, hier jeweils sechs, wobei die jeweils oberen Aufhängungspunkte 34, 35 als Festpunkte und die darunter liegenden Aufhängungspunkte 36-39 als Lospunkte ausgebildet sind.A section of such a cooling system 33 comprising a plurality of cooling plates 1 or stavelets is shown in FIG. 7, which also shows a further preferred suspension system for the stavelets on the furnace wall 10 . For this purpose, each cooling plate 1 or each stavelet has a plurality of suspension points 34-39 , here in each case six, the upper suspension points 34 , 35 being designed as fixed points and the suspension points 36-39 below them being designed as loose points.
An den Festpunkten 34, 35 (vgl. Fig. 8 und insbesondere Fig. 9) wird eine feste Verbindung zwischen der Kühlplatte 1 und der Ofenwandung 10 durch Eindrehen einer Schraube 40 von oben hergestellt. Hierzu ist jeweils ein Vorsprung 41 an der Ofenwand 10 und ein entsprechender Vorsprung 42 an der Rückseite der Kühl platte 1 außerhalb des Kühlkanalbereichs - vorzugsweise durch Schweißen - an gebracht, die entsprechende Bohrungen aufweisen und die über die Schraube 40 miteinander verbunden werden. Die Lospunkte 36-39 sind vergleichbar mit einer Türaufhängung ausgeführt, wie aus der Fig. 10 im Detail ersichtlich. Hierzu weist die Kühlplatte an entsprechenden Stellen an ihrer Rückseite wiederum mit einer Bohrung versehene Vorsprünge 43 auf die in jeweils aus der Ofenwandung her ausragende Zapfen 44, gehalten von einem Vorsprung 45, eingehängt werden. Diese Lospunkte 36-39 erlauben eine thermische Ausdehnung der Kühlplatte 1 nach unten. Damit der für die Ausdehnung benötigte Platz an den Aufhängungen bzw. Lospunkten nicht durch Hinterfüllmasse blockiert wird, wird an dieser Stelle bei der Montage ein verlorenes Teil 46 aus Kunststoff, vorzugsweise Styropor, eingesetzt. At the fixed points 34 , 35 (cf. FIG. 8 and in particular FIG. 9), a fixed connection between the cooling plate 1 and the furnace wall 10 is established by screwing in a screw 40 from above. For this purpose, a protrusion 41 on the furnace wall 10 and a corresponding protrusion 42 on the back of the cooling plate 1 outside the cooling channel area - preferably by welding - brought to the corresponding holes and which are connected to each other via the screw 40 . Loose points 36-39 are comparable to a door suspension, as can be seen in detail in FIG. 10. For this purpose, the cooling plate in turn has corresponding projections 43 on its rear side provided with bores on which pins 44 , which protrude from the furnace wall and are held by a projection 45 , are suspended. These loose points 36-39 allow a thermal expansion of the cooling plate 1 downwards. So that the space required for the expansion on the suspensions or loose points is not blocked by backfill, a lost part 46 made of plastic, preferably styrofoam, is used at this point during assembly.
Insgesamt ergibt sich aufgrund des vorgeschlagenen Kühlkanalquerschnitts ein strömungstechnisch sowie kühltechnisch optimiertes Stavelet, welches zu dem bekannten Stavelet zudem fertigungstechnische Vorteile aufweist. Im Vergleich zu den bekannten Cu-Staves werden mit diesen Stavelets wegen der geringeren Dic ke hohe Material- und Gewichtsersparnisse erreicht, was zudem mit einem größe ren Nutzvolumen des Ofenbereichs einhergeht.Overall, this results from the proposed cooling channel cross section aerodynamically and cooling technically optimized stavelet, which leads to the known Stavelet also has manufacturing advantages. Compared to the known Cu staves are used with these stavelets because of the lower Dic ke achieves high material and weight savings, which in addition with a size the useful volume of the furnace area.
Claims (12)
mit einem zum Ofeninneren (Oi) weisenden ersten Kühlplattenteil (2, 102) sowie einem zweiten rückwärtigen Kühlplattenteil (3, 103), die miteinander verschweißt sind, und
mit einem sich zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlplattenteil erge benden Kühlkanal (7, 107) sowie
mit Rohrabschnitten (8, 9) zum Kühlmitteleintritt bzw. Kühlmittelaustritt dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Kühlplattenteil (2, 102) als Walzblock mit einer planen Front seite (14) zum Ofeninneren (Oi) ausgebildet ist und
daß die Querschnittsfläche des Kühlkanals in Bezug auf die Längserstrec kung des Querschnitts in den Endbereichen (18, 19; 118, 119) größer ist als im Mittenbereich (20; 120).1. cooling plate ( 1 , 101 ) for shaft furnaces provided with a refractory lining,
with a first cooling plate part ( 2 , 102 ) facing the interior of the furnace (O i ) and a second rear cooling plate part ( 3 , 103 ) which are welded to one another, and
with a cooling channel ( 7 , 107 ) between the first and the second cooling plate part and
with pipe sections (8, 9) in the coolant inlet or coolant outlet by
that the first cooling plate part ( 2 , 102 ) is designed as a roll block with a flat front side ( 14 ) to the furnace interior (O i ) and
that the cross-sectional area of the cooling channel with respect to the longitudinal extension of the cross-section in the end regions ( 18 , 19 ; 118 , 119 ) is larger than in the central region ( 20 ; 120 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PAUL WURTH S.A., LUXEMBURG/LUXEMBOURG, LU |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: OFFICE ERNEST T. FREYLINGER S.A., STRASSEN, LU |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |