DE1290939B - Kamin zum Kuehlen von Gasen, insbesondere von Konverterabgasen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Kamin zum Kühlen von Gasen, insbesondere von Konverterabgasen, welcher mit von einem Kühlmedium durchströmten, lotrecht angeordneten Rohren ausgekleidet ist, die von unteren Verteilern ausgehen und in obere Sammler einmünden und an einer oberen, auf an den Kühlkreislauf angeschlossenen Rohren abgestützte Trageinrichtung hängen.
• Es ist bekannt, bei hüttenmännischen oder chemischen Prozessen anfallende, brennbare Gase oder Abgase zu kühlen, indem man dieselben durch einen Kühlkamin strömen läßt. In diesem geben- die Gase ihre Wärme an die mittels eines Kühlmediums gekühlten Kaminwandungen ab. Bei einer speziellen Ausführungsform werden die Kaminwandungen durch Rohre gebildet, die von einem Kühlmedium durchströmt werden. Zur Ausnutzung des thermischen Auftriebes der Gase werden derartige Kühlkamine gewöhnlich vertikal angeordnet.
• Es sind viele Konstruktionen von Kühlkaminen bekannt, die aus gekühlten Rohrwänden gebildet werden. Bei den meisten werden die Kühlrohre sowie deren Isolierung und Außenmantel von einer eigenen Stahlkonstruktion getragen.
• Es sind aber auch Ausführungen bekannt, bei welchen die Kühlrohre selbst zu ganzen Rohrtafeln zusammengefaßt werden und dadurch eine selbsttragende Kaminkonstruktion bilden, die ohne ein eigenes Tragwerk auskommt. Die meist vertikal angeordneten Kühlrohre münden oben und unten in Sammelkammern und tragen an ihrer Außenseite die Isolierung und den äußeren Mantel aus Blech. Es ist nahehegend, daß derartige selbsttragende Konstruktionen mit geringerem Aufwand gebaut werden können als solche, bei denen eine eigene Stahlkonstruktion das Gewicht des Kühlkamins trägt. Nachteilig ist dabei nur, daß die meist 20 bis 40 m langen Kühlrohre mit geringem Durchmesser das gesamte Gewicht des Kühlkamins auf Druck aufnehmen müssen und infolge ihrer Schlankheit auf Knickung beansprucht werden.
• Es ist weiterhin bekannt, einen Kühlkamin an den Dampf-Wasser-Gemisch-Ableitungen aufzuhängen. Die Konstruktion benötigt zahlreiche Halterungen, die infolge unterschiedlicher Wärmedehnung unterschiedlich belastet werden, so daß die Statik des Kühlkamins unübersichtlich ist. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion liegt in der Einführung der Eigengewichtskräfte des Kühlkamins in einen der oberen Teile, insbesondere in das Dach der Stahlwerkhalle, so daß die Krafteinleitung in das Fundament praktisch das ganze Stahlwerksgehäuse umfaßt.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bisher aufgetretenen Nachteile zu vermeiden.
• Die Aufgabe bei einem Kamin zum Kühlen von Konverterabgasen mit lotrecht angeordneten, von einem Kühlmedium durchströmten Rohren, die von unteren Verteilern ausgehen und in obere Sammler einmünden und in einer Trageinrichtung hängen, besteht darin, daß das tragende Rohrsystem, welches aus mehreren Fallrohren besteht, unmittelbar die Sammler unterstützt, welche die Kühlrohre, die mittels eines entsprechenden Rohrbogens in die obere Sammelkammer eingeführt sind, seitlich tragen.
• Die tragenden Fallrohre können zwischen Ober-und Unterkante des Kühlkamins in der Stahlkonstruktion des Stahlwerksgebäudes fest verankert sein. Nach einer weiteren Maßnahme der Erfindung können die Fallrohre über ihre gesamte Höhe durch entsprechende Elemente, wie beispielsweise Fachwerksstäbe; miteinander verbunden sein, so daß ein stabiles und schwingungsfestes Traggerüst für den Kühlkamin gebildet wird.
• Vorteilhafterweise können die hängend befestigten Kühlrohre in Abständen durch angeschweißte Rohrkämme miteinander zu Rohrtafeln verbunden sein. Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Rohrkämme winkelförmig auszubilden und die äußere Blechverkleidung des Kamins am äußeren, vertikalen Winkel schenkeldicht anzuschweißen. Zur Aufnahme der Wärmedehnungsdifferenzen zwischen den heißeren Kühlrohren und der kälteren Verkleidung kann die Blechverkleidung erfindungsgemäß Winkel- oder Z-förmig abgekantet sein. Zwischen den KühIrohren und der Blechverkleidung einerseits und zwischen zwei benachbarten Rohrkämmen andererseits kann die Isolierung des Kühlkamins beispielsweise in Form von Mineralwollematten eingeschlossen sein.
• Durch diese erfindungsgemäße Anordnung werden die schlanken. Kühlrohre, welche das gesamte Gewicht des Kühlkamins einschließlich Isolierung und Außenmantel zu tragen haben, nicht mehr auf Knickung, sondern nur auf Zug beansprucht, während die stark dimensionierten Fallrohre mit großem Durchmesser leicht die gesamte Last des Kühlkamins auf Druck aufnehmen können. Diese-Fallrohre können in einer beliebigen Höhe zwischen Ober und Unterkante des Kühlkamins in der vorhandenen Stahlkonstruktion des Stahlwerksgebäudes fest verankert sein und die Last - des Kühlkamins auf letztere ableiten. Durch entsprechende Verbindungselemente, z. B. Facbwerkstäbe oder Zuganker, können diese Fallrohre zu einem stabilen und schwingungsfesten Traggerüst für den Kühlkamin zusammengeschlossen werden. Die am oberen Ende des Kamins hängend befestigten und die Kaminwandung bildenden Kühlrohre münden mit ihren unteren Enden in eine bzw. mehrere Sammelkammern, in welche das Kühlmedium einströmt. In den Kühlrohren steigt das Kühlmedium auf und gelangt am oberen Ende in die oberen Sammelkammern, von denen es über die als Traggerüst ausgebildeten Fallrohre wieder abgeführt wird. Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht in der freien Wärmedehnung der am oberen Ende hängend befestigten Kühlrohre. Um die Rohrverbindung zwischen den Kühlrohren und der oberen Sammelkammer nicht mit dem Gewicht der Kühlrohre zu belasten, können diese beispielsweise durch Laschen an der oberen Sammelkammer befestigt sein und mit einem Rohrbogen in dieselbe münden. Die Kühlrohre selbst können gemäß der Erfindung durch angeschweißte Rohrkämme miteinander zu Rohrtafeln verbunden werden, an welchen der Außenmantel des Kühlkamins -befestigt wird. Der Hohlraum zwischen Außenmantel und den Kühlrohren kann mit Isoliermaterial gefüllt werden. Da die von den heißen Gasen innen beaufschlagten Kühlrohre eine höhere Temperatur haben als der durch die Außenluft gekühlte Außenmantel des Kamins, wird dessen Blechverkleidung zweckmäßig an den Anschlußstellen der Rohrkämme winkelförmig oder Z-förmig abgekantet, damit die dadurch entstehenden kurzen Blechschenkel die entstehende Wärmedehnung aufnehmen.
• Dadurch, daß erfindungsgemäß das.Eigengewicht des Kühlkamins auf den Fallrohren ruht, wird die Einführung der Auflagerkräfte in das Stahlwerksgehäuse in. eine tiefere Etage verlegt, und die darüberliegende Stahlkonstruktion kann leichter ausgeführt werden. Weiter kann durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Kühlkamin relativ klein gehalten werden, da sich die entstehenden Wärmedehnungen zwischen den tragenden Fallrohren und dem Kühlkamin weitgehend ausgleichen.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Kühlkamin, F i g. 2 einen Querschnitt durch den Kühlkamin gemäß F i g. 1, F i g. 3 eine Seitenansicht von Einzelheiten der Rohrwandung.
• Gemäß der Darstellung in F i g. 1 bläst der um eine nicht gezeichnete, horizontale Achse schwenkbare Stahlkonverter 1 seine Gase aus der Mündung 2 in die seitlich des Kühlkamins 3 angeordnete Absaughaube 4. Der Kühlkamin 3 ist an seinem unteren Ende mit einer Klappe 5 abgeschlossen und bläst mit seinem oberen Ende 6 in die freie Atmosphäre. Erfindungsgemäß besteht der Kühlkamin 3 aus Rohrwandungen 7, welche von einem Kühlmedium, z. B. Wasser, durchströmt werden. Die einzelnen Rohre der Rohrwandungen 7 münden am unteren Ende des Kühlkamins in eine Sammelkammer 8 und am oberen Ende in eine Sammelkammer 9. Die Rohre sind vertikal angeordnet und mittels Laschen 10 an der Sammelkammer 9 befestigt. Oben werden die Kühlrohre in einen Rohrbogen 11, welcher in die Sammelkammer 9 mündet. Die Sammelkammer 9 wird in der dargestellten Konstruktion durch vier starke Rohre 12 getragen, welche in den Ecken der Sammelkammer angeordnet sind. Diese Rohre dienen gleichzeitig als Fallrohre für das Kühlmedium und nehmen das ganze Gewicht des hängend angeordneten Kühlkamins auf Druck auf. Die Rohre stützen sich mit Konsolen 13 auf Trägern 14 ab, welche zur Stahlkonstruktion 15 des Stahlwerksgebäudes gehören. Mittels Fachwerkstäben 16 sind die Fallrohre 12 derart miteinander verbunden, daß sie ein stabiles und schwingungsfreies Traggerüst für den Kühlkamin 3 ergeben. Die Fallrohre 12 setzen sich jedoch auch noch unterhalb der Konsolen 13 fort und reichen über die Länge des gesamten Kühlkamins 3.
• F i g. 2 zeigt die obere Sammelkammer 9 mit den darin einmündenden Kühlrohren 19. Im übrigen gelten die gleichen Bezeichnungen wie in den anderen Figuren. Die Erfindung ist auf die beschriebenen und in den Figuren dargestellten Beispiele nicht beschränkt.
• Nach außen muß der Kühlkamin entsprechend isoliert und gegen den Austritt der Gase abgedichtet werden. F i g. 3 zeigt die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Aufhängung der Kühlrohre sowie der Befestigung von Isolierung und Außenmantel. Die Kühlrohre 19 münden mit ihrem oberen Rohrbogen 11 in die obere Sammelkammer 9, welche sich mittels der Fallrohre 12 an irgendeiner Stelle der Stahlkonstruktion des Stahlwerksgebäudes abstützt. Mittels Laschen 10 sind die Kühlrohre 19 an der Sammelkammer 9 befestigt.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Kamin zum Kühlen von Gasen, insbesondere von Konverterabgasen, welcher mit von einem Kühlmedium durchströmten, lotrecht angeordneten Rohren ausgekleidet ist, die von unteren Verteilern ausgehen und in obere Sammler einmünden und an einer oberen, auf an den Kühlkreislauf angeschlossenen Rohren abgestützten Trageinrichtung hängen, dadurch gekennze.ichn e t, daß das tragende Rohrsystem, welches aus mehreren Fallrohren (12) besteht, unmittelbar die Sammler (9) unterstützt, welche die Kühlrohre, die mittels eines entsprechenden Rohrbogens in die obere Sammelkammer eingeführt sind, seitlich tragen.
2. 2. Kamin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Fallrohre zwischen Ober- und Unterkante des Kühlkamins in der Stahlkonstruktion des Stahlwerksgebäudes fest verankert sind.
3. 3. Kamin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallrohre über ihre gesamte Höhe durch entsprechende Elemente, z. B. Fachwerkstäbe, miteinander verbunden sind, so daß ein stabiles und schwingungsfestes Traggerüst für den Kühlraum gebildet ist.
4. 4. Kamin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hängend befestigten Kühlrohre in Abständen durch angeschweißte Rohrkämme miteinander zu Rohrtafeln verbunden sind.
5. 5. Kamin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrkämme winkelförmig ausgebildet sind und daß die äußere Blechverkleidung des Kamins am äußeren, vertikalen Winkelschenkel dicht angeschweißt ist.