DE1758518B1 - Hochofen-Blasform - Google Patents

Description

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Druckverlust im Rohr, zum anderen bildet das in dem Ausströmende des Zufuhrrohres zum Kopf-

den Hohlraum hineinragende düsenartig verengte hohlraum einen Winkel von mehr als 360° ein-

Ende des Zufuhrrohres ein Hindernis für die Aus- schließt.

bildung einer unbehindert starken Zirkulationströ- Schließlich kann sich vorteilhafterweise das Aus-

mung. Bei dieser Blasform wird offensichtlich ver- 5 strömende des Zufuhrrohres in der Nähe des un-

sucht, diese Nachteile dadurch zu beheben, daß die teren Endes der Blasform befinden, unter Berück-

Abströmöffnungen weniger als 360° weiter als die sichtigung des Umstandes, daß gerade der untere

Mündungsöffnung angeordnet ist, jedoch bilden sich Teil der Blasform durch das Roheisen thermisch am

dadurch tote Ecken im Kopfhohlraum, die zu zu höchsten belastet wird.

hohen Temperaturen im Bereich zwischen den Ab- io Um sicherzustellen, daß das Kühlwasser beim Verströmöffnungen und der Mündung führen. lassen des Zufuhrrohres keiner hohen Geschwindig-Auch mit dieser Ausbildungsform kann also eine keitseinbuße unterliegt, die zur Herabsetzung der optimale Wirkung noch nicht erzielt werden. Wassergeschwindigkeit entlang bestimmten Partien Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, der Kopfwand führen könnte, soll das Verhältnis ausgehend von der vorbeschriebenen speziellen 15 zwischen der Querschnittsoberfläche des Kopfhohl-Ausführungsform diese noch zu verbessern. Das raumes in einer Fläche durch die Achse der Blas-Kühlwasser soll gezwungen werden, mit ausreichen-, form zu einer Seite dieser Achse und der Oberfläche der Geschwindigkeit entlang den thermisch am des Querschnittes des Zufuhrrohres einen niedrigen meisten belastbaren Wandungsteilen, insbesondere Wert haben, z. B. zwei oder noch weniger betragen, denjenigen des Kopfes, zu strömen. 20 Es ist grundsätzlich möglich, beide Mantelräume

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß vor und hinter der Trennwand gesondert zu kühlen,

das Zufuhrrohr in der Trennwandung unter einem In einem solchen Fall erstreckt sich ein Abführrohr

Steigungswinkel zwischen der Achse seines Aus- für das Kühlwasser von dem Kopfraum durch den

strömendes und der Trennwand von zwischen 20 hinteren Mantelhohlraum. Zur Kühlung des hinteren

und 40°, vorzugsweise etwa 30° endet, ohne daß das 25 Hohlraumes würden gesonderte Zu- und Abführ-

Zufuhrrohr in den Kopfhohlraum hinausragt, wobei rohre notwendig sein. Es ist einfacher, wenn man

das Zufuhrrohr nach einer Kurve verläuft, deren das Kühlwasser, das den Kopf der Blasform gekühlt

Steigungswinkel in Richtung auf das Ausströmende hat, zum Mantelhohlraum hinter der Trennwand

hin gleichmäßig ab etwa 90° abnimmt. führt. Zu diesem Zweck kann zwischen der inneren

Da das Zufuhrrohr schon in der Trennwand endet, 30 Wand des Mantels und der dieser Wand zugekehrten

ist der Kopfhohlraum frei von irgendwelchen Hinder- Seite der Trennwand ein Schlitz zur Abführung von

nissen, die Strömung kann sich also in voller Stärke Kühlwasser zum Mantelhohlraum an der hinteren

und mit ungestörtem Strömungsverlauf ausbilden. Seite der Trennwand freigelassen sein.

Der Wasserstrom wird sehr gleichmäßig in Rieh- In der nachstehenden Beschreibung von zwei in

tung der stärksten Zirkulationsströmung abgelenkt. 35 den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispie-

Es ist dabei nicht notwendig, den Strömungswinkel len von Blasformen nach der Erfindung wird diese

des Zufuhrrohres bis auf etwa 90°, wie bei der vor- weiterhin erläutert.

bekannten Blasform abnehmen zu lassen. Die bei F i g. 1 zeigt in einem ungefähr waagerecht ge-

der vorbekannten Ausführungsform verengte düsen- führten axialen Schnitt durch eine Blasform für einen

artige Mündung des Zufuhrrohres wird vermieden, 40 Hochofen das erste Ausführungsbeispiel der Er-

damit beim Wasseraustritt in den Kopfhohlraum auf- findung;

tretende starke Strömungsturbulenzen die durch die F i g. 2 gibt einen Querschnitt nach der Linie H-II

sonst gegebenen Geschwindigkeitsunterschiede der der F i g. 1 wieder;

Strömung im Zufuhrrohr und im Kopfhohlraum auf- F i g. 3 ist ein ungefähr waagerecht geführter

treten würden. Schließlich bedingt die Ausrichtung 45 Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer

der Mündung des Zufuhrrohres unter einem Winkel Blasform nach der Erfindung;

von 30° insbesondere eine starke Kühlung im Kopf- Fig. 4 gibt einen Querschnitt nach der Linie IV-IV

bereich der Blasform. der F i g. 3 wieder.

Vorteilhafterweise beträgt das Verhältnis zwi- Beide dargestellte Blasformen bestehen aus einem

sehen der Querschnittsfläche des Kopfhohlraumes 50 Kupferrohr mit einem leicht konischen Doppel-

und derjenigen des Zufuhrrohres, quer zur Durch- mantel 1. Der innerhalb dieses Mantels gebildete

Strömungsrichtung gemessen, weniger als zwei. Hohlraum 2 dient als Kühlraum.

Zwischen der inneren Wand des Mantels und der Blasformen dieser Art sind, wie bekannt, auf

dieser Wand zugekehrten Seite der Trennwand kann einem Kreis angeordnet, und zwar mit gleichem

ein Schlitz frei gelassen sein, über den Kühlwasser 55 Winkelabstand zueinander. Sie ragen durch die

zum Mantelhohlraum an der hinteren Seite der Wand des Hochofens ungefähr im Bereich des

Trennwand abgeführt wird. Überganges zwischen Herd und Rast hindurch. Bei

Damit wird erreicht, daß zunächst das Kühlwasser einem Hochofen, der an der genannten Stelle einen

beim Verlassen des Zufuhrrohres keine zu großen Durchmesser von 10 m hat, sind z. B. 24 Blasformen

Geschwindigkeitseinbußen erfährt. Des weiteren 60 angeordnet. Diese Blasformen sind jeweils über eine

können in einfacher Weise auch beide Mantelräume Abzweigleitung an eine gemeinsame Ringleitung an-

vor und hinter der Trennwand mit gutem Effekt geschlossen, in die Heißwind geführt wird,

gekühlt werden. Der Hohlraum 2 wird mit Hilfe einer aus Kupfer

Letzteres kann auch damit erreicht werden, daß in bestehenden Trennwand 3 in zwei Räume 2 a, 2 b

der von der inneren bis zur äußeren Wand des 65 unterteilt. Durch den Mantelhohlraum 2 α führt ein

Mantels völlig durchgehenden Trennwand eine Ab- Wasserzufuhrrohr 4, welches im wesentlichen schrau-

strömöffnung angeordnet ist, die, gemessen in Rieh- benlinienförmig verläuft und in eine öffnung 5 in der

tung der Kühlwasserströmung im Kopfhohlraum mit Trennwand mündet. Die Rohrachse des Ausström-

endes 6 des Rohres 4 schließt mit der Trennwand 3 Falls diese Flächen zu stark voneinander divergieren einen Steigungswinkel α ein. Die Projektion dieser würden, hätte das eine starke Geschwindigkeits-Achse bildet mit der Tangente eines konzentrisch erniedrigung des Kühlwassers beim Austreten aus zum Mantel laufenden Kreises durch den Schnitt- der Öffnung 6 zur Folge. Dadurch könnten nur punkt dieser Mittellinie mit der Trennwand einen 5 schwer beherrschbare Geschwindigkeitsunterschiede Winkel ß. Die Winkel α und β werden derart ge- und Wirbelungen des Kühlwassers in dem Kopfwählt, daß das Ausströmende 6 eine erheblich starke hohlraum entstehen. Das Verhältnis zwischen diesen tangential Strömungskomponente hat, indem das Oberflächen soll z. B. 2 betragen.
Rohr doch in relativ einfacher Weise in dem Das Zufuhrrohr 4 ist schraubenlinienförmig ge-Mantelhohlraum angeordnet werden kann und die io bogen und läßt sich deshalb in dem konischen Öffnung 5 einen nicht zu großen Querschnitt erhält. Mantelraum 2 leicht unterbringen. Durch die allmäh-

Der Winkel« soll einen Wert zwischen 20 und liehe Kühlung des Rohres4 findet dabei das Kühl-

40°, vorzugsweise 30° haben. Der Winkel β ist vor- wasser relativ wenig Widerstand. Die Steigung der

zugsweise 0°. Schraubenlinie nimmt in Richtung zur Trennwand 7

Damit wird erreicht, daß das in der Hauptsache 15 zu ab.

tangential aus dem Ausströmende tretende Kühl- Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, erstreckt wasser der ganzen Innenwand des Kopfhohlrau- sich das Rohr 4 über einen Winkel von ungefähr mes2Z> entlang eine genügend große und gleich- 90°. Wenn die Blasform in die Hochofenwand einmäßige Geschwindigkeit in Richtung des aus gebaut ist, wird sich das Eintrittsende des Zufuhr-F i g. 2 ersichtlichen Pfeiles hat. 20 rohres 4 ungefähr in dem waagerechten axialen

Die Überführung des Wassers in den Mantelhohl- Querschnitt der Form befinden, in dem das Ausraum 2 a findet bei den Ausführungsformen nach trittsende 6 gerade vor dem unteren Teil des Kopfes F i g. 1 und 2 mit Hilfe eines Schlitzes 7 statt, wel- angeordnet ist. Das kälteste Wasser streicht deshalb eher sich zwischen der Trennwand 3 und der Innen- dem thermisch am schwersten belasteten Wandteil, wand des Mantels 1 befindet. Bei der Ausbildung 35 nämlich der unteren Seite des Kopfes, entlang,
nach den F i g. 3 und 4 findet die Überführung des Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Trenn-Wassers durch eine in der Trennwand vorgesehene wand 3 und des Austrittsendes 6 können entlang der Auslaßöffnung 8 statt. Die Auslaßöffnung 8 liegt, in Kopfwand keine Zonen mit fast stillstehendem Wasder Strömungsrichtung des Kühlwassers gesehen, un- ser entstehen. Dadurch wird die Bildung von Dampfgefähr 380° weiter weg als die Zufuhröffnung 6. Das 30 blasen wirksam vermieden. Der tangentiale AusKühlwasser wird aus dem Mantelhohlraum 2 a über tritt 6 führt dazu, daß das Kühlwasser infolge der eine Öffnung in der hinteren Stirnwand des Mantels zentrifugalen Beschleunigung gezwungen ist, der ausgetragen. Kopfwand entlang zu strömen. Die Geschwindigkeit

Es ist von großer Wichtigkeit, daß die Quer- des Wassers wird über wenigstens 360° gleichmäßig

schnittsfläche des Rohres 4 nicht zu stark von der 35 sein. Es besteht dadurch die größtmögliche Gewähr

axialen Querschnittsfläche des Kopfhohlraumes 2 b der Vermeidung eines Durchschmelzens des Blas-

zu einer Seite der Achse der Blasform abweicht. formkopfes an bestimmten Stellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 den Ofen geführt wird, hat eine Temperatur von Patentansprüche: 900 bis 1300° C. Ungefähr von der Höhe der Blasformen ab nach oben erstreckt sich dem Hochofen

1. Hochofen-Blasform zum Einführen vor- die Brennzone, in der Koks zu Kohlenmonoxyd vererhitzter Luft in einen Hochofen mit einem Kühl- 5 brannt wird. In dieser Brennzone herrschen stark mantel, dessen Hohlraum durch eine in der Nähe turbulente Zustände, welche dazu beitragen, daß des Kopfes angeordnete Trennwand in zwei Gase hoher Temperatur (von etwa 2000° C) laufend Räume unterteilt ist, wobei ein Zufuhrrohr für entlang des in den Ofen hineinragenden Teiles der Kühlwasser sich durch den Hohlraum erstreckt Blasformen, besonders deren Köpfe, strömen. Unter- und mit einer betont tangentialen Strömungs- io halb der genannten Brennzone befindet sich hauptkomponente in den Kopfhohlraum mündet, da- sächlich geschmolzenes Roheisen mit einer Tempedurch gekennzeichnet, daß das Zufuhr- ratur von ungefähr 1500° C. Durch die erwähnten rohr (4) in der Trennwand (3) unter einem Stei- turbulenten Zustände wird strömendes Roheisen angungswinkel (d) zwischen der Achse seines Aus- gesaugt, so daß es des öfteren mit den Köpfen der strömendes (6) und der Trennwand (3) von zwi- 15 Blasformen in Berührung kommt, besonders mit dem sehen 20 und 40°, vorzugsweise etwa 30° unteren Teil dieser Köpfe.

endet, ohne daß das Zufuhrrohr (4) in den Kopf- Nach den vorstehenden Darlegungen ist klar, daß

hohlraum (2 b) hineinragt, wobei das Zufuhr- eine gute Kühlung der Blasformen erforderlich ist, rohr (4) nach einer Kurve verläuft, deren Stei- um eine Beschädigung derselben zu vermeiden. Der

gungswinkel in Richtung auf das Ausström- 20 Werkstoff, aus dem die Formen hergestellt werden,

ende (6) hin gleichmäßig ab etwa 90° abnimmt. soll im Interesse einer raschen Wärmeabfuhr hohe

2. Blasform nach Anspruch 1, dadurch ge- Wärmleitfähigkeit haben. Deshalb wird im allgekennzeichnet, daß, quer zur Durchströmungs- meinen Kupfer als Werkstoff gewählt. Im Hohlrichtung gemessen, das Verhältnis zwischen der mantel jeder Blasform wird dauernd in großer Menge Querschnittsfläche des Kopfhohlraumes (2 ft) und 25 Kühlwasser umgewälzt. Bei der bisher bekannten derjenigen des Zufuhrrohres einen Wert hat von üblichen Ausbildung der Blasformen strömt das weniger als zwei. Kühlwasser, das an der hinteren Seite der Blasform

3. Blasform nach einem der vorhergehenden oder über ein gesondertes Rohr in der Nähe des Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- Kopfes der Blasform zugeführt wird, ziemlich willschen der inneren Wand des Mantels (1) und der 30 kürlich, ohne alle thermisch am höchsten belasteten dieser Wand zugekehrten Seite der Trennwand (3) Teile mit genügender Geschwindigkeit zu bespülen, ein Schlitz (7) freigelassen ist, über den Kühl- zur Abfuhröffnung. Die Folge davon ist das häuwasser zum Mantelhohlraum (2 α) an der hinteren fige Ausschmelzen von Löchern in der Blasform. Seite der Trennwand (3) abgeführt wird. Zum Ersatz einer Blasform muß die Heißwindzufüh-

4. Blasform nach einem der Ansprüche 1 35 rung zur Ringleitung abgesperrt werden. Zur allmäh- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der von liehen Verringerung der Heißwindzuführung, dem der inneren bis zur äußeren Wand des Man- Austausch der Blasform und der allmählichen Ertels (1) völlig durchgehenden Trennwand (3) eine höhung der Windzuführung werden üblicherweise Abströmöffnung (8) angeordnet ist, die, gemessen eine bis zwei Stunden benötigt. In dieser Zeitspanne in Richtung der Kühlwasserströmung, im Kopf- 40 tritt ein erheblicher Produktionsverlust des Hochhohlraum (2 b) mit dem Ausströmende (6) des ofens ein. Es hat sich gezeigt, daß ungefähr 60% Zufuhrrohres (4) zum Kopfhohlraum (2 b) einen der Löcher in den Blasformen im unteren Teil der Winkel von mehr als 360° einschließt. Köpfe entstehen, was dem Umstand zuzuschreiben

5. Blasform nach einem der vorhergehenden ist, daß gerade dieser Teil des öfteren mit flüssigem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das 45 Roheisen in Berührung kommt, weil nicht genügend Ausströmende (6) des Zufuhrrohres (4) in der Sorge dafür getragen wurde, daß Kühlwasser mit Nähe des unteren Endes der Blasform befindet. ausreichender Geschwindigkeit entlang der ganzen

Wandung des Kopfes strömt. Beim üblichen Abfließen des Kühlwassers zur Abführöffnung entstehen

50 Zonen, in der das Kühlwasser praktisch stillsteht.

Dadurch entsteht die Gefahr der Bildung von Dampfblasen. Die Wärmeabfuhr an den Stellen

Die Erfindung betrifft eine Hochofen-Blasform zum dieser Blasen ist dann so gering, daß sofort Löcher Einführen vorerhitzter Luft in einen Hochofen mit aus der Form herausschmelzen, einem Kühlmantel, dessen Hohlraum durch eine in 55 Es wurde demgemäß schon vorgeschlagen, wie der Nähe des Kopfes angeordnete Trennwand in eingangs dargelegt wurde, den Hohlraum des Kühlzwei Räume unterteilt ist, wobei ein Zufuhrrohr für mantels durch eine in der Nähe des Kopfes ange-Kühlwasser sich durch den Hohlraum erstreckt und ordnete Trennwand in zwei Räume zu unterteilen und mit einer betont tangentialen Strömungskomponente ein Zufuhrrohr für Kühlwasser durch diesen HoM-in den Kopfhohlraum mündet. 60 raum zu führen und mit einer betont tangentialen

Derartige Blasformen ragen in einen Hochofen Strömungskomponente in den Kopfhohlraum mündurch dessen Wandung ungefähr in Höhe des Über- den zu lassen. Bei dieser Ausführung verläuft das ganges zwischen Herd und Rast, etwa in einer An- Zufuhrrohr bis zur Trennwand fast parallel mit der zahl von z. B. zwanzig Stück. Jede dieser Blasformen Achse der Blasform. Hierauf folgt eine starke Krümist über eine Abzweigleitung an eine gemeinsame 65 mung, wobei das Ende des Zufuhrrohres in den Ringleitung angeschlossen, welche mit den Wind- Kopfhohlraum hineinragt und eine im Querschnitt erhitzern in Verbindung steht. Die Luft, weiche mit verringerte Mündung besitzt. Diese Formgebung des Hilfe der Blasformen mit hoher Geschwindigkeit in Zufuhrrohres führt zum einen zu einem großen