DE19503912A1 - Kühlplatte für Schachtöfen - Google Patents

Kühlplatte für Schachtöfen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und die Kühlkanäle als vertikal verlaufende Sackbohrungen angeordnet sind.
Derartige Kühlplatten sind üblicherweise zwischen dem Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und an das Kühlsystem des Schachtofens angeschlossen. Auf der dem Ofeninnern zugewandten Seite sind die Kühlelemente zum Teil mit feuerfestem Material versehen.
Aus der DE 39 25 280 ist eine Kühlplatte bekannt, bei der die Kühlkanäle durch in Gußeisen eingegossene Rohre gebildet werden und die Unterkante des Plattenkörpers als Tragnase für das feuerfeste Mauerwerk ausgebildet ist. Auch die Tragnase ist an das Kühlsystem angeschlossen. Diese Platten haben eine geringe Wärme­ abfuhr infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des Gußeisens und wegen des Widerstandes zwischen den Kühl­ rohren und dem Plattenkörper, verursacht durch eine Oxidschicht oder einen Luftspalt.
Im Falle eines Verlustes des Hochofenmauerwerks nach einer gewissen Betriebszeit ist die Innenfläche der Kühlplatten direkt der Ofentemperatur ausgesetzt. Da die Ofentemperatur weit oberhalb der Schmelztempe­ ratur des Gußeisens liegt und die inneren Wärmedurch­ gangswiderstände der Kühlplatten zu einer ungenügenden Kühlung der heißen Plattenseite führen, ist ein be­ schleunigter Verschleiß der gußeisernen Platten unver­ meidbar und die Standzeit entsprechend begrenzt.
Es sind weiterhin Platten aus Kupferguß bekannt, bei denen die Kühlkanäle entweder durch eingegossene Rohre gebildet sind oder direkt eingegossen sind. Das Gefüge von Kupferguß ist nicht so homogen und dicht wie das von geschmiedeten bzw. gewalztem Kupfer. Infolgedessen ist auch die Wärmeleitung von Kupferguß schlechter und die Festigkeit geringer. Bei den eingegossenen Rohren behindert eine Oxidschicht zwischen Rohr und Kupfer­ block die Wärmeleitung.
Aus der DE 29 07 511 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal ver­ laufende Sackbohrungen sind, welche durch mechanisches Tiefbohren eingebracht sind. Das Gefüge der Kühlplatte ist wesentlich dichter und homogener als das einer Kupfergußplatte; Lunker, wie sie bei Kupfergußplatten häufig auftreten, sind ausgeschlossen. Die Festigkeits­ werte liegen höher und die Wärmeleitfähigkeit ist gleichmäßiger und höher als die der gegossenen Kupfer­ platten. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau eingehalten und dadurch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet.
Die Kühlplatte ist an der dem Ofeninnern zugekehrten Seite mit feuerfesten Steinen oder mit einer feuer­ festen Stampfmasse ausgekleidet. Dadurch wird die Kühl­ fläche der Platte verkleinert und im Falle des Ver­ schleißes bzw. des Verlustes der feuerfesten Ofenaus­ kleidung wird der Wärmeentzug aus dem Ofen begrenzt. Ferner sollte die Kühlung der Platte so intensiv sein, daß die Temperatur der heißen Plattenseite weit unter der Erweichungstemperatur von Kupfer gehalten wird.
Aus der bisher unveröffentlichten EP 94 11 5821.4 ist eine aus eine geschmeideten oder gewalzten Kupferroh­ block gefertigte Kühlplatte bekannt, bei der zur Kühlung der Randzonen zusätzlich zu den vertikal ver­ laufenden Sackbohrungen Kühlkanäle eingebracht werden, die als vertikale oder horizontale Sackbohrungen kleineren Durchmessers um die vertikal angeordneten Sackbohrungen in die Ränder eingebracht werden.
Nachteilig bei diesen gewalzten oder geschmiedeten Kupferkühlplatten ist jedoch, daß die Tragfähigkeit des Mauerwerkes bzw. des Vormauerwerkes an den Kopfenden der Kühlplatte nicht optimal ist und dadurch auch die Standzeiten der feuerfesten Stampfmassen bzw. ff-Steine nicht ausreichend ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Kühlplatte zu schaffen, bei der die verstärkten Kopf­ enden in das Kühlsystem einbezogen werden und die Wärmeabfuhr in diesem Bereich der Platten ebenfalls gleichmäßig und homogen erfolgt, so daß auch dort eine verbesserte Kühlung der feuerfesten Ofenauskleidung und des Ofenpanzers gewährleistet wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im Hauptanspruch angegeben ist, weitere vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Erfindungsgemäß werden daher in die geschmiedete oder gewalzte Kupferkühlplatte im oberen bzw. unteren Bereich ein zusätzliches Kühlelement lösbar ange­ bracht, in das vertikale und horizontale Sackbohrungen eingebracht werden. Diese vertikalen und horizontalen Sackbohrungen werden in bekannter Weise endseitig durch verschweißte oder verlötete Stopfen dicht verschlossen
und über Kupferrohrstutzen mit dem Kühlsystem des Hochofens verbunden.
Anstelle eines lösbaren Kühlelementes kann eine Wulst für das feuerfeste Mauerwerk auch aus dem Kupferroh­ block geschmiedet werden, das Bohren der vertikalen und horizontalen Kühlrohre in diesen Wulst erfolgt in der bekannten Art und Weise.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausfüh­ rungszeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kühlplatte
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kühlplatte mit einem lösbar angebrachten Kühlelement
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Kühlplatte mit einem ausgeschmiedeten Wulst.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Kühlplatte (1) mit beispielsweise vier vertikal angeordneten Sack­ bohrungen (2, 3) sowie mit den in dem Kühlelement (4) eingebrachten vertikalen (5) und horizontalen (6) Sack­ bohrungen.
Die Zuführung des Kühlwassers bei den Sackbohrungen (3) erfolgt von unten über die mit den Kühlmittelversor­ gungsleitungen verbundenen Rohransätzen (2), bei den vertikalen und horizontalen Sackbohrungen (5, 6) des Kühlelementes (4) ebenfalls über Rohrstücke (2). Die Kühlkreisläufe der Kühlplatte (1) und des Kühlelementes (4) werden als getrennte Kühlkreisläufe an das Kühlsystem des Hochofens angeschlossen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Kühlplatte (1) mit den vertikal angeordneten Sackbohrungen (3), die in be­ kannter Weise am unteren Ende durch Schweiß- bzw. Löt­ stellen verschlossen sind. Die Kühlwasserzu- bzw. abfuhr erfolgt über die Rohrstücke (2).
Im oberen Teil der Kühlplatte (1) ist ein lösbares Kühlsegment (4) angebracht, in das vertikale (5) und horizontale Sackbohrungen (6) eingebracht sind. Die horizontalen Sackbohrungen (6) werden auch in der Kühl­ platte (1) angeordnet, um die Kühlwasserzu- und abfuhr über die Rohransätze (2) durch die Wand des Hochofen­ panzers (10) zu gewährleisten.
Für das Einbringen von Feuerfest-Material, entweder Steine oder Spritz-/Stampfmassen, sind auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite in die Kühlplatte (1) und in das Kühlelement (4) Nuten (8) eingearbeitet, die jeweils durch Stege (7) begrenzt werden.
Fig. 3 zeigt eine Kühlplatte (1) mit einem aus dem Roh­ block ausgeschmiedeten Wulst (9), in dem vertikale (5) und horizontale (6) Sackbohrungen eingebracht sind. Auch hier sind die horizontalen Sackbohrungen (6) über Rohransätze (2) durch die Wand des Hochofenpanzers (10) mit dem Kühlkreislauf des Hochofens verbunden.
Bezugszeichenliste
1 Kühlplatte
2 Rohransätze/Rohrstücke
3 Sackbohrungen in 1
4 Kühlsegment
5 Sackbohrungen in 4 bzw. in 9
6 Sackbohrungen in 1, 4 bzw. 9
7 Stege
8 Nuten
9 Verstärktes Kühlsegment/Wulst
10 Hochofenpanzer

Claims (5)

1. Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sack­ bohrungen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Kühlplatte (1) ein Kühlsegment (4) mit vertikal verlaufenden Sackbohrungen (5) lösbar befestigt ist,
daß die vertikalen Sackbohrungen (5) jeweils am Ende mit horizontal verlaufenden Sackbohrungen (6) verbunden sind und in horizontal verlaufende Rohrstücke (2) einmünden.
2. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsegment (4) im oberen bzw. unteren Bereich der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege (7) und Nuten (8) lösbar befestigt ist.
3. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsegment (4) an jeder beliebigen Stelle der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege (7) und Nuten (8) lösbar befestigt ist.
4. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (4) eine rechteckige bzw. quadratische Form aufweist.
5. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstärktes Kühlsegment (9) im oberen bzw. unteren Bereich der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege (7) und Nuten (8) mit vertikal (5) und horizontal (6) verlaufenden Sackbohrungen angeordnet ist.
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