DE102004035968A1 - Cooling plate useful for blast furnaces consists of copper or copper alloy with several coolant holes parallel to the hot side with ratio of hole diameter to mean interhole distance defined by an inequality - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung für Schachtöfen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a cooling plate of copper or a copper alloy for shaft furnaces according to the features in the preamble of claim 1.
Eine
solche Kühlplatte
zählt im
Umfang der
Bedingt durch die Anordnung und Abmessungen der Bohrungen weist eine bekannte Kühlplatte eine Dicke zwischen 90 mm und 150 mm incl. von Vorsprüngen an der Heißseite auf. Diese Dicke ergibt sich durch den Durchmesser der Bohrungen sowie den Sachverhalt, dass die Materialdicke zwischen den Bohrungen und der Heißseite bzw. der Kaltseite der Kühlplatte zwischen 15 mm und 30 mm betragen soll, um Leckagen vorzubeugen. Hieraus resultiert ein hohes Gewicht für die Kühlplatte verbunden mit einem relativ hohen Materialaufwand.conditioned by the arrangement and dimensions of the holes has a known cooling plate a thickness between 90 mm and 150 mm incl. Of projections on the hot side on. This thickness is determined by the diameter of the holes as well as the fact that the material thickness between the holes and the hot side or the cold side of the cooling plate between 15 mm and 30 mm in order to prevent leaks. This results in a high weight for the cooling plate connected to a relatively high cost of materials.
Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Kühlplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung für Schachtöfen zu schaffen, die bei gleichen oder besseren Kühleigenschaften ohne Gefährdung durch Leckagen eine geringere Dicke aufweist.Of the Invention is - starting from the prior art - the Task based, a cooling plate To create copper or a copper alloy for shaft furnaces, the same or better cooling properties without danger due to leaks has a smaller thickness.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These The object is achieved with the features specified in claim 1.
Aufgrund des Sachverhalts, dass nunmehr das Verhältnis des Durchmessers der Bohrungen zum Mittenabstand zweier benachbarter Bohrungen wie d ≤ s < 3d gestaltet ist, kann eine Bohrung mit einem bislang großen Durchmesser durch mehrere Bohrungen mit geringeren Durchmessern ersetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Dicke der Kühlplatte um 25 mm bis 35 mm reduziert werden kann, so dass der Materialeinsatz merklich verringert wird. Die Wirtschaftlichkeit bei der Bereitstellung einer Kühlplatte wird erhöht.by virtue of the fact that now the ratio of the diameter of the Holes are designed to the center distance of two adjacent holes such as d ≤ s <3d, can drill a hole with a previously large diameter through multiple holes be replaced with smaller diameters. This has the advantage that the thickness of the cooling plate can be reduced by 25 mm to 35 mm, allowing the material usage is noticeably reduced. The economy in the provision a cooling plate will be raised.
Neben der Reduzierung der Dicke der Kühlplatte wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme auch eine bessere Kühlwirkung erreicht. Bei annähernd gleicher Kühlwassermenge wie bei der Bauart des Standes der Technik ergibt sich eine Temperaturreduzierung von etwa 60°C bis 70°C auf der Heißseite der Kühlplatte. Grund hierfür ist die größere Oberfläche der kleineren Bohrungen in Relation zu einer Bohrung mit einem größeren Durchmesser.Next reducing the thickness of the cooling plate is by the inventive measure also a better cooling effect reached. At approx same amount of cooling water As with the design of the prior art results in a temperature reduction from about 60 ° C up to 70 ° C on the hot side the cooling plate. reason for this is the larger surface of the smaller holes in relation to a hole with a larger diameter.
Ferner wird durch die Erfindung der Temperaturgradient auf der Heißseite begrenzt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßigere Belastung der Kühlplatte erzielt. Hiermit ist eine Reduzierung des an der Kühlplatte zu erwartenden Verzugs verbunden.Further is limited by the invention, the temperature gradient on the hot side. In this way, a more uniform load of the cooling plate achieved. This is a reduction of the on the cooling plate associated with expected default.
Die Erfindung lässt zu, dass alle in einer Reihe angeordneten Bohrungen mit demselben Mittenabstand von Bohrung zu Bohrung eingebracht werden. Denkbar ist aber auch, dass gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 mindestens zwei, maximal vier Bohrungen, gruppenweise zusammengefasst sind, wobei der Mittenabstand benachbarter Bohrungen in einer Gruppe kleiner als der Mittenabstand einander benachbarter Bohrungen von zwei aufeinander folgenden Gruppen bemessen ist.The Invention leaves to that all holes arranged in a row with the same Center distance from hole to hole are introduced. Conceivable but it is also that according to the characteristics of claim 2 at least two, a maximum of four holes, in groups are summarized, with the center distance of adjacent holes in a group smaller than the center distance of adjacent ones Holes of two consecutive groups is dimensioned.
In diesem Zusammenhang ist es dann entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 von Vorteil, dass die Bohrungen einer Gruppe über eine zentrale Zu-/Abführung mit einem Anschlussrohr verbunden sind, das mit einem Kühlmitteleinlauf oder mit einem Kühlmittelauslauf gekoppelt ist. Hierbei kann der Innendurchmesser des Anschlussrohrs auf den Durchmesser der zentralen Zu-/Abführung abgestellt sein. Denkbar ist aber auch, dass das Befestigungsende des Anschlussrohrs an der Kühlplatte oval verformt ist. Diese Maßnahme dürfte sich zweckmäßig erweisen, wenn mehr als zwei Bohrungen einem Anschlussrohr zugeordnet werden.In In this context, it is then according to the features of the claim 3 of advantage that the holes of a group via a central supply / discharge with connected to a connecting pipe, which with a coolant inlet or with a coolant outlet is coupled. Here, the inner diameter of the connecting pipe be placed on the diameter of the central supply / discharge. Conceivable But is also that the attachment end of the connecting pipe to the cooling plate oval is deformed. This measure might to prove expedient if more than two holes are assigned to a connection pipe.
Eine weitere Ausführungsform bei einer gruppenweisen Anordnung von Bohrungen besteht in den Merkmalen des Anspruchs 4. Danach sind die Bohrungen einer Gruppe mindestens zum Teil über Schrägbohrungen mit einem Anschlussrohr verbunden, das seinerseits mit einem Kühlmitteleinlauf oder einem Kühlmittelauslauf gekoppelt ist. Auch bei dieser Ausführungsform dürfte die ovale Verformung des Anschlussrohrs von Vorteil sein, um alle Mündungen der Schrägbohrungen zu erfassen.A another embodiment in a group arrangement of holes consists in the features of claim 4. Thereafter, the holes of a group are at least partly via inclined bores connected to a connecting pipe, which in turn with a coolant inlet or a coolant outlet is coupled. Also in this embodiment, the oval deformation of the connecting pipe may be beneficial to all orifices the oblique holes capture.
Ein bevorzugtes Verhältnis des Durchmessers der Bohrungen zum Mittenabstand zweier benachbarter Bohrungen ist in den Merkmalen des Anspruchs 5 gekennzeichnet. Dieses Verhältnis beträgt d + 5 mm ≤ s ≤ 2d.One preferred ratio the diameter of the holes to the center distance of two adjacent Holes is characterized in the features of claim 5. This relationship is d + 5 mm ≤ s ≤ 2d.
Die Dicke der Kühlplatte wird bei gleicher oder verbesserter Kühlwirkung nach Anspruch 6 dadurch noch weiter reduziert, dass das Verhältnis der Dicke der Kühlplatte zum Durchmesser der Bohrungen 1,4 bis 4, bevorzugt 1,5 bis 2,7, beträgt.The Thickness of the cooling plate is characterized by the same or improved cooling effect according to claim 6 even further reduces that the ratio of the thickness of the cooling plate to the diameter of the holes 1.4 to 4, preferably 1.5 to 2.7, is.
Das Verhältnis der Materialdicke zwischen einer Bohrung und der Heißseite zum Durchmesser einer Bohrung beträgt nach Anspruch 7 0,4 bis 1,25, bevorzugt 0,5 bis 1,0.The relationship the material thickness between a hole and the hot side to Diameter of a hole amounts according to claim 7 from 0.4 to 1.25, preferably 0.5 to 1.0.
In Zahlen ausgedrückt ist nach Anspruch 8 der Durchmesser einer Bohrung vorteilhaft zwischen 18 mm und 45 mm, bevorzugt zwischen 20 mm und 40 mm groß.In Numbers expressed is according to claim 8, the diameter of a bore advantageously between 18th mm and 45 mm, preferably between 20 mm and 40 mm in size.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention is described below with reference to the drawings embodiments explained in more detail. It demonstrate:
Mit
Die
Kühlplatte
Die
Bohrungen
Wie
bei gemeinsamer Betrachtung der
Die
Bohrungen
Das
Verhältnis
des Durchmessers d der Bohrungen
Das
Verhältnis
der Dicke t der Kühlplatte
Das
Verhältnis
der Materialdicke r zwischen einer Bohrung
Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser d der Bohrungen 18 mm bis 45 mm, bevorzugt 20 mm bis 40 mm.At the embodiment is the diameter d of the holes 18 mm to 45 mm, preferably 20 mm up to 40 mm.
Die
in der
Statt
der eingebördelten
Enden
- 11
- Kühlplattecooling plate
- 22
-
Heißseite v.
1 Hot side v.1 - 33
-
Nuten
in
2 Grooves in2 - 44
-
Vorsprünge an
2 Projections on2 - 55
-
Bohrungen
in
1 Drilling in1 - 66
- StopfenPlug
- 77
- KühlmitteleinlaufCoolant inlet
- 88th
- Anschlussrohrconnecting pipe
- 99
-
unteres
Ende v.
5 lower end v.5 - 1010
-
oberes
Ende v.
5 upper end v.5 - 1111
- Anschlussrohrconnecting pipe
- 1212
- KühlmittelauslaufCoolant outlet
- 1313
-
Gruppe
v.
5 Group v.5 - 13a13a
-
Gruppe
v.
5 Group v.5 - 1414
- zentrale Zu-/Abführungcentral Increase / transfer
- 1515
- Manschettencuffs
- 1616
-
Enden
v.
8 ,11 Ends v.8th .11 - 1717
-
Vertiefungen
in
18 Depressions in18 - 1818
-
Kaltseite
v.
1 Cold side v.1 - 1919
- V-NähteV-seams
- dd
-
Durchmesser
v.
5 Diameter v.5 - ss
-
Mittenabstand
v.
5 Center distance v.5 - s1 s 1
-
Mittenabstand
v.
5 Center distance v.5 - tt
-
Dicke
v.
1 Thickness v.1 - rr
- Materialdickematerial thickness
Claims (8)
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