DE1758518C2 - Hochofen-Blasform - Google Patents

Description

^K^\rh?ndL_pZr? ^{aS in dem} Ausströmende des Zufuhrrohres zum Kopf-

_der Ηο^Τ,^Τ™¹^*. Unartig verengte hohlraun, einen Winkel von mehr als 36C)-' ein-

Ende des Zufunrronres em Hindernis fu.- die Aus- schließt

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

_ffiang Bei dieser Blasform wird offensichthch vcr- 5 strömende des Zufuhrrohres in der Nähe des un-

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

Abstromoffnungen weniger als 360- weiter als die sichtigung des Umstandes, daß gerade der untere

MündungsorTnung angeordnet m jedoch bilden sich Teil der Blasform durch das Roheisen thermisch am

dadurch tote bcken im Kopfhohlraum, die zu zu höchsten belastet wird

hohen Temperaturen im Bereich zwischen den Ab- ₁₀ Um sicherzustellen, daß das Kühlwasser beim Ver-

strömoffnungen und der Mundung fuhren. _{Iassen des Zufuhrrohres keiner hohen} Geschwindi-

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 hegt also die Aufgabe zugrunde. der Kopfwand führen könnte, soll das Verhältnis ausgehend von der vorbeschnebenen speziellen ,5 zwischen der Querschnittsoberfläche des Kopfhohl-Ausführungsforrn 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 Wandungsteile!?, insbesondere Wert haben, z. B. zwei oder noch weniger betragen, denjenigen des Kopfes zu strömen. _{20 Es ist} grundsätzlich möglich, beide Mantelräume

Die Erfindung lost diese Aufgabe dadurch, daß vor und hinter der Trennwand gesondert zu kühlen, das Zufuhrrohr m 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 Ausführungsbeispio-Es ist dabei nicht notwendig, den Strömungswinkel Ien 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 Fig. 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 Erdamit beim Wasseraustritt in den Kopfhohlraum auf- findung;

tretende starke Strömungsturbulenzeii die durch die Fig. 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- Fig. 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 anvor und hinter der Trennwand mit gutem Effekt geschlossen, in die Heißwind geführt wird,
gekühlt werden. Der Hohlraum 2 wire mit Hilfe einer aus Kupfer

Letzteres kann auch damit erreicht werden, daß in bestehenden Trennwand 3 :;: zwei Räume 2 a, 2 b der von der inneren bis zur äußeren Wand des 65 unterteilt. Durch den Mantelhohlraum 2 a führt ein Mantels völlig durchgehenden Trennwand eine Ab- Wasserzufuhrrohr 4, welches im wesentlichen schrauströmöffnung 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 einen Steigungswinkel α ein. Die Projektion dieser Achse bildet mit der Tangente eines konzentrisch zum Mantel laufenden Kreises durch den Schnittpunkt dieser Mittellinie mit der Trennwand einen Winkel ß. Die Winkel « und β werden derart' ge-■ wählt, daß das Ausströmende 6 eine erheblich starke tangential Strömungskomponente hat, indem da.·' Rohr doch in relativ einfacher Weise in dem Mantelhohlraum angeordnet werden kann und die Öffnung 5 einen nicht zu großen Querschnitt erhält.

Der Winkel α soll einen Wert zwischen 20 und 40 , vorzugsweise 30° haben. Der Winkel />' ist vorzugsweise 0'\

Damit wird erreicht, daß das in der Hauptsache tangential aus dem Ausströmende tretende Kühlwasser der ganzen Innenwand des Kopfhohlraumes 2 b entlang eine genügend große und gleichmäßige Geschwindigkeit in Richtung des aus F i g. 2 ersichtlichen Pfeiles hat.

Die Überführung des Wassers in den Mantelhohlraum la findet bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 und 2 mit Hilfe eines Schlitzes 7 statt, welcher sich zwischen der Trennwand 3 und der Innenwand des Mantels 1 befindet. Bei der Ausbildung nach den Fig. 3 und 4 findet die Überführung des Wassers durch eine in der Trennwand vorgesehene Auslaßöffnung 8 statt. Die Auslaßöffnung 8 liegt, in der Strömungsrichtung des Kühlwassers gesehen, ungefähr 380° weiter weg als die Zufuhröffnung 6. Das Kühlwasser wird aus dem Mantelhohlraum 2 a über eine Öffnung in der hinteren Stirnwand des Mantels ausgetragen.

Es ist von großer Wichtigkeit, daß die Querschnittsfläche des Rohres 4 nicht zu stark von der axialen Querschnittsfläche des Kopfhohlraumes 2 ft zu einer Seite der Achse der Blasform abweicht.

Falls diese Flächen zu stark voneinander divergieren würden, hätte das eine starke Geschwindigkeitserniedrigung des Kühlwassers beim Austreten aus der Öffnung 6 zur Folge. Dadurch könnten nur

schwer beherrschbarc Geschwindigkeitsunterschiede und Wirbelungen des Kühlwassers in dem Kopfhohlraum entstehen. Das Verhältnis zwischen diesen Oberflächen soll z. B. 2 betragen.

Das Zufuhrrohr 4 ist schraubenlinienförmig gebogen und läßt sich deshalb in dem konischen Mantelraum 2 leicht unterbringen. Durch die allmähliche Kühlung des Rohres 4 findet dabei das Kühlwasser relativ wenig Widerstand. Die Steigung der Schraubenlinie nimmt in Richtung zur Trennwand 7 zu ab.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, erstreckt sich das Rohr 4 über einen Winkel von ungefähr 90 . Wenn die Blasform in die Hochofenwand eingebaut ist, wird sich das Eintrittsende des Zufuhrrohres 4 ungefähr in dem waagerechten axialen Querschnitt der Form befinden, in dem -das Austrittsende 6 gerade vor dem unteren Teil des Kopfes angeordnet ist. Das kälteste Wasser streicht deshalb dem thermisch am schwersten belasteten Wandteil, nämlich der unteren Seite des Kopfes, entlang.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Trennwand 3 und des Austrittsendes 6 können entlang der Kopfwand keine Zonen mit fast stillstehendem Wasser entstehen. Dadurch wird die Bildung von Dampfblasen wirksam vermieden. Der tangentiale Austritt 6 führt dazu, daß das Kühlwasser infolge der zentrifugalen Beschleunigung gezwungen ist, der Kopfwand entlang zu strömen. Die Geschwindigkeit des Wassers wird über wenigstens 360° gleichmäßig sein. Es besteht dadurch die größtmögliche Gewähr der Vermeidung eines Durchschmelzens des Blasformkopfes an bestimmten Stellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

) den Ofen geführt wird, hat eme Temperatur von Patentansprüche: ^ 900 bis 1300° C. Ungefähr von der Höhe der Blas fonnen 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 einem 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 Blasfonnen, 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 Blasfonnen 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 (2b) 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 Ouerschnittsfläche 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 a) 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 zui 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 Ertcls (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° 0 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 Rodung 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 tangentiaien Strömungskomponenle ein Zufuhrrohr für Kühlwasser durch diesen Hohlin den Kopfhohlraum mündet. 60 raum zu führen und mit einer betont tangentiaien

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- Zufuhr rohr 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