DE1934486B2

DE1934486B2 - Einrichtung zur kuehlung hochhitzebeanspruchter mauerwerksteile, insbesondere von metallschmelzoefen

Info

Publication number: DE1934486B2
Application number: DE19691934486
Authority: DE
Inventors: Frohmut 5900 Siegen; Rheinländer P. Prof. Dr.-Ing. 3340 Wolfenbüttel Vollhardt
Original assignee: Sag Siegener Ag, 5900 Siegen
Priority date: 1969-07-08
Filing date: 1969-07-08
Publication date: 1976-10-28
Also published as: DE1934486A1; DE1934486C3

Description

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Die Erfindung be/ieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlung hochhil/ebeanspruchter Mauerwerksteile, insbesondere von Metallschmelzöfen, mit in oder an das Mauerwerk ein- oder angebauten Kiihlrohren.

Es ist ein Verfahren zur Kühlung von Schmelzöfen bekannt (DT-AS 1144 488), bei dem im Bereich des Schmcl/bades nach außen ganzseitig offene Kühlkasten verwendet werden, die getrennt vom Ofenmantel in den Mauerwerksverband eingesetzt sind, und bei dem das flüssige Kühlmittel allseitig auf die Kühlkasteninnenflächeri versprüht wird. Um bei zu erwartendem örtlichen Durehbruch der Flüssigkeitskühlung eine explosionsartige Reaktion der Flüssigkeit mil der Metallschmelze zu vermeiden, ist bei diesem bekannten Verfahren vorgesehen, daß im Gefahrensl'all statt der Flüssigkeit ein gasförmiges Kühlmittel durch die Kühleinrichtung geleitet wird.

Es, ist ferner ein offener in der Ofenwandung angeordneter Kühlkasten für metallurgische Öfen. Ά insbesondere Hochöfen bekannt (deutsche Patentschrift 10 719), bei dem die obere Innenfläche des Kiihlkastens von außen gesehen geneigt zur Waagerechten verläuft und sämtliche vom Wasser berührten Kanten des Kastens gewölbt ausgebildet sind, so daß das Kühlwasser an der äußeren Ofenwandung und den Innenflächen des Kühlkastens filmartig herabrieselt.

Die Anordnung von Kühlflächen, die zur Dampferzeugung genutzt werden, schieden bislang im wesentlichen aus Gründen der Betriebssicherheit aus. Die Kühlflächenbelastung derartiger Einrichtungen war meist derart wechselnd, daß Umlaufschwierigkeiten des Kühlmediums zur Überhitzung und Schädigung der Kühlflächen führten. Selbst Zwangsumlaufeinrichtungen brachten nicht die erwünschte Sicherheit; auch trat d?s eingangs beschriebene weitere Problem auf, daß bei örtlichem Durehbruch der Kühlfläche eine explosionsartige Verdampfung des Kühlmediums eintrat und hierdurch Zerstörungen der Anlage die Folge waren.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung zur Kühlung hochhitzebeanspruchter Mauerwerksteile, insbesondere von Metallschmelzöfen, wobei die beschriebenen Nachteile, insbesondere die explosionsartige Verdampfung der Kühlflüssigkeit bei Durehbruch der Wände des Kühlsystcms vermieden werden.

Zur Erreichung dieses Zieles sieht die Erfindung eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung vor, dij aus mehreren flachenmäßig verteilten, an ihren Enden geschlossenen Rohren mit teilweisem, verdampfbarem Flüssigkeilsinhalt besteht, deren unterer Abschnitt auf Höhe des zu kühlenden Mauerwerksteils und dessen oberer Abschnitt in eine Kondensier- und Dampferzeugervorrichtung ragt und deren Innenraum in zwei oben und unten miteinander verbundene Längskammern unterteilt ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung bringt ohne Inanspruchnahme einer Zwangsumlaufeinrichtung eine ausreichende Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit des erzeugten Dampfes mit sich, so daß eine stellenweise Kühlflächenüberlastung weitgehend vermieden wird. Ferner besteht bei einem Durehbruch der Wände der Kühlrohre nur die Gefahr, daß der geringe Inhalt jeweils eines Rohres explosionsartig verdampft und damit die verdampfbare Flüssigkeitsmeng* im Verhältnis zu bekannten Vorrichtungen sehr gering gehalten wird, so daß die Folgen einer derartigen explosionsartigen Verdampfung stark herabgesetzt sind.

In weilerer Ausbildung der Erfindung verläuft die Unterteilung des Rohrinnenraumes parallel oder annähernd parallel zu dem zu kühlenden Mauerwerk.

Entsprechend den Volumina der Kühlflüssigkeit und der Dampfphase dieser Flüssigkeit ist die dem Ofeninnenraum zugekehrte Kammer größer gehalten als die abgekehrte Kammer.

Die dem Ofeninnenraum zugekehrte Längskammer ist ferner in der Kondensier- und Dampferzeugungsvorrichtung, d. h. innerhalb einer Dampftrommel z. B. oberhalb der zweiten Längskammer angeordnet. Hierdurch kann der in der dem Ofeninnenraum zugekehrten Längskammer gebildete Dampf kondensieren und das Kondensat in die äußere, dem Ofeninnenraum abgekehrte Kammer gelangen, wo das Kondensat bis zum unteren Ende des Rohres gelangt, dort verdampft und wieder in der erstgenannten Kammer aufsteigen kann. Es findet somit ein steter Kreislauf in jedem in sich abgeschlossenen Rohr statt, wobei die Kondensationswärme in der Kondensier- und Dampferzeugervorrichtung zur Erzeugung von Dampf abgegeben wird. Hierzu ragen die Rohre mit ihrem oberen Ende in die Dampftrommel, der in entsprechen-

der Weise Speisewasser zugeführt und aus der der gebildete Dampf abgezogen wird.

In Abweichung der genannten Ausbildung kann das obere Rohrende auch mit einem di.s Kondensat von der dem Ofeninnenraum zugekehrten Längskammer in die zweite Kammer leitenden Flächenteil versehen sein.

Die teilweise, vorzugsweise mit Wasser gefüllten Rohre, werden vor dem Schließen evakuiert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt und zwar ι ο zeigt

Fig. 1 die Einrichtung an einem Schmelzofen,

F i g. 2 die Anordnung mehrerer Rohre an der Innenseite des Ofens,

F i g. 3 das obere Ende eines Rohres und ι s

F i g, 4 das untere Ende eines Rohres.

Die Ofenwände 1, 2, 3 sowie der Coden 4 und der Ofendeckel 5 sind bekannter Bauart. Auf den Wänden I, 2, gegebenenfalls auch auf der Wand 3 und der nicht sichtbaren Vorderwand sind senkrechte Rohre 6 flächenmäßig nebeneinander angeordnet, die sich ungefähr von dem Boden 4 bis /u einer Trommel 7 oberhalb des Ofens erstrecken und mittels einer winkelförmigen Trennwand 8 in zwei Kammern I. Il unterteilt sind. Die Trennwand reicht mit ihrem unteren M Ende 9 oberhalb des Rohrbodens 10 bis zu einer Stelle 1 unterhalb des oberen Endes 12 des Rohres. Die beiden Kammern 1, Il stehen somit an ihrem oberen und an ihrem unteren Ende miteinander in Verbindung, sind im übrigen aber durch die winkelförmige Wand 8 v. voneinander getrennt, die den Rohrinnenraum in die zwei ungleich großen Kammern 1, Il unterteilt, wobei die Größe der Kammerquerschnitte den Volumina der zur Anwendung gelangenden Flüssigkeil und der dampfförmigen Phase dieser Flüssigkeit entspricht.

Die einzelnen Rohre 6 sind vor ihrem Verschließen mit Wasser oder einer anderen geeigneten verdampfbaren Flüssigkeit teilweise gefüllt und der Restraum des Rohres evakuiert.

Dem auf Höhe des Ofeninnenraumes 13 gelegenen Abschnitt 14 des Rohres schließt sich oberhalb des Deckels ein weiterer Abschnitt 15 an, der in einen senkrechten Teil 16 übergeht, der innerhalb des Wasserkessels 7 in einem schleifcnförmigen Abschnitt mit den Teilen 17, 18 seine Fortsetzung findet. Das obere Ende der Trennwand 8 und das obere Ende 12 des Rohres lassen einen Bereich 19 entstehen, in dem der in der Kammer Il auf Höhe des Rohrabschnitt 14 gebildete Dampf seine Wärme an den Inhalt IV der Tromel 7 abgeben und kondensieren kann, wobei das Kondensat in die Kammer 1 gelangt und dort wieder abwärts zu dem trennwandlosen Bereich 20 /wischen dem unteren Ende 10 des Rohres und dem unteren Ende 9 der Wand 8 fließt. Dort wird das Wasser wieder erhitzt und sieig! als Dampf in der beschriebenen Weise in der Kammer Il aufwärts.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist. reicht der untere trennwandlose Bereich 20 über die Oberseite 4;/ des Bodens, so daß stets gewahrleistet ist. daß eine genügende Wasscrmenge auf Höhe des Metallbades Λ/ im Ofen vorhanden ist.

In F i g. 2 ist nochmals ein Querschnitt der Rohre 6 dargestellt, wobei zu erkennen ist. daß sich auf den Rohren eine feste Schicht oder Zone 21 gebildet hat bzw. eine solche Schicht nach Einbau der Rohre geschaffen worden ist. An diese Zone schließt sich eine Übergangszone 22 an. die aus erstarrtem Metall bestehen kann. Unter Berücksichtigung des Absiandes der Rohre 6 voneinander kann die Stärke sowohl der festen Zone 21 als auch der sich bildenden Übergangszone 22 aus Ofenmeiall gebildet werden.

In die Trommel 7 führt eine Speisewasscrzuleiumg 23 und eine Dampfablaßleitung 24 mit entsprechendem Regulierventil 25.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kühlung hochhitzebeanspruchter Mauerwerksteile, insbesondere von Metalischmelzofen, mit in oder an das Mauerwerk ein- oder angebauten Kühlrohren, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus mehreren flächenmäßig verteilten, an ihren Enden geschlossenen Rohren (6) mit teilweiser verdampfbarer Flüssigkeitsfüllung besteht, deren unterer Abschnitt (14) auf Höhe des zu kühlenden Mauerwerksteils und dessen oberer Abschnitt in eine Kondensier- und Dainpfer-;eugervorrichlung (7) ragt und deren Innenraum in zwei oben und unten is miteinander verbundenen Längskammern 1. H unterteil! ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung des Rohrinnenraumes parallel oder annähernd parallel zu dem zu 2i> kühlenden Mauerwerk verläuft.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Offeninnenraum zugekehrte Längskammer(ll) in der Kondensiervorrichtung (7) oberhalb der /weilen Längskammer (I) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rohrabschnitt (19) mit einer das Kondensat von der dem Ofeninnenraum /ugckehrien l.ängskammer (II) in die zweite Kammer (I) leitenden Flachenieil versehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise mit Wasser ,gefüllten Rohre (6) vor dem Schließen evakuiert sind.

b. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Rohre in eine Dampftrommel (7) hineinragt.

7. Einrichtung nach Anspruch b. dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ofeninnenraum (13) zugekehric Kammer (II) größer als die abgekehrte Kammer (I) ist.