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Gekühlte Blasform insbesondere für Hochöfen Die Erfindung betrifft
eine gekühlte Blasform insbesondere für Hochöfen, bei welcher das Kühlmittel durch
einen zwischen dem äußeren und inneren Blasformmantel angeordneten Verdrängungskörper
direkt zum Blaskopf in eine zwischen Blaskapfstirnwand und Verdrängungskörperstirnwand
sich befindliche Ringkammer geführt wird, von vo es lurch eine innere und einhe
äußere Ringkammer zwischen Blasform und Verdrängungskörper zur am Blasformfuß angeordneten
Kühlmittelableitung zurückfließt.
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Solche Blasformen unterliegen im allgemeinen am frei und ungeschützt
in den Ofenraum ragenden als Blaskopf bezeichneten Vorderteil der Form starkem Verschleiß
durch thermische und mechanische Einwirkung. Es ist daher wesentlich, den Blaskopf
so zu gestalten, daß eine optimale Kühlung gewährleistet ist. Bekannte Blasformen
erfüllen diese Auf gabe nur ungenügend.
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So ist es bei einer Windform für Schachtöfen Bekannt, das tühimittel
mit Hilfe einer um den inneren konischen Blasformmantel (Seelenrohr) schraubenförmig
gewundenen Doppelrohrspirale vom Blasformzulauf zunächst durch die Außen spirale
zum Blaskopf und anschließend über die Innenspirale zurück zum im Blasformfuß befindlichen
Ablaufrohr zu leiten. Abgesehen davon, daß derartige Blasformen sehr kostspielig
und wenig dauerhaft sind, bleibt ihre Kühlwirkung unbefriedigend, weil das Kühlmittel
in der Außenspirale auf seinem Weg zum Blaskopf durch Wärmeaufnahme aus dem Ofenmauerwerk
bereits so stark erwärmt ist, daß
es nicht mehr genügend Wärme aus
dem Blaskopf auf zunehmen und abzu£ühren vermag.
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Bei einer anderen aus der DT-PS 719 138 bekannten, wasser gekühlten
Hochofenwindform wird zwar das Kühlmittel in die Nähe des Blasformkopfes geleitet,
strömt dann aber unkontroliert in den inneren Kühlraum des Blasformkopfes, wo es
unter Wirbelbildung verharrt und schließlich. entlang der Ringfläche am Innen- und
Außenmantel des Kühlraums zum -Blasformfuß zurückströmt. Die Kühlwirkung einer derartigen
Ausbildung der Blasform ist ungünstig, da infolge der Wirbelbildung die Strömungsgeschxrindigkeit
des Kühlmittels herabgesetzt wird und. eine gleichmäßige und gezielte Kühlung. nicht
möglich ist. Ähnliche Nachteile weist die 3lasform nach der FR-PS 792 759 auf.
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Bei einer weiteren bekannten Blasform wurde zur Verbesserung der Kühlwirkung
vorgeschlagen, daß zwischen je einem den Kühlraum einschließenden äußeren und inneren
konischen Blasformmantel die Kühlmittelzuleitung über ein Einlaufrohr direkt zum
Blaskopf, insbesondere zu einer sich dort befindlichen Ringkarniner geführt wird,
so daß das Kühlmittel praktisch in kaltem Zustand unmittelbar an die wärmste Zone
der Blasform gelangt Von hier aus wird es. entlang dem Außenmantel wiederum in schraubenförmig
aneinandergefügten Roksen zum Blasformfuß und dann nochmals in einem Rohr in den
Bereich des Blaskopf es gebracht, um schließlich in dem durch den inneren Dlasformmantel
und den Innenmantel der Rohrschraube des Außenmantels gebildeten Kühlraum erneut
zum Blasformfuß und dem Ablauf zu gelangen Ein verhältnismäßig großer Querschnitt
verhindert jedoch eine höhere Umlaufgeschwindigkeit des tthlmittels im Blaskopf
und setzt damit den Kühlwirkungsgrad herab. Auch führt das nochmalige Umlenken des
aus der Blaskopfzone kommenden heißen Wassers in den Bereich des Blaskopfes zu einer
Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit und der Kühlwirkung am Innenmantel der Blasform.
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Die angeführten Nachteile zu vermeiden ist Aufgabe der Erfindung.
Insbesondere soll mit einer relativ einfachen, wenig aufwendigen Blasformkonstruktion
eine optimale Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels im Blaskopf in Verbindung
mit einer optimalen Strömungsführung, insb. einer gleichmäßigen Strömung des Kühlmittels
mit nur unwesentlicher Wirbelbildung im Bereich des Innen- und Außenmantels der
Blasform erreicht werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß als Strinwand des Verdrängungskörpers
eine na den Innen- und Außenmantel der Blasform anliegende Ringwand mit Zuleitungsmündung
zur Stirnrignkammer dient, deren Querschnitt durch eine neben der Zuleitungsmündung
gelegene Querwand abgesperrt ist, auf deren anderer Seite die Ringwand Durchtrittsöffnungen
zu den Ringkammern hat.
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Mit Hilfe des Verdrängungskörpers, der auch als durchfluteter Hohlkörper
ausgebildet sein kann, ist es vorteilhafterweise möglich, den durch Innen- und Außenmantel
bei bekannten Blasformen gebildeten Kühlraum in einen dem Außenmantel zugeordneten
äußeren, einem dem Innenmantel zugeordneten inneren und einen dem Blaskopf stirnflächig
zugeordneten Kühlraum, also in drei Ringkammern, zu unterteilen. Deren jeweilige
Querschnitte sind durch entsprechende Bemessung dieses Verdrängungskörpers in einfacher
Weise bestimmbar und den jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßbar.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind den Durchtrittsöffnungen
in den Ringkammern vorgesehene, schraubenförmig zum Blasformfuß gewundene Leitbleche
nachgeordnet. Hierdurch werden sehr günstige Strömungsverhältnisse in den das vom
Blaskopf zurückströmende Kühlmittel aufnehmenden äußeren und inneren Ringkammern
und ein guter Wärmeaustausch am Innen- und Außenmantel erzielt (Vermeidung z.B.
von Grenzschichten und Wirbelbildungen). Die Steigung der Leitbleche kann den jeweiligen
Betriebsverhältnissen
angepaßt werden. So ist es denkbar, daß die
Leitbleche im Bereich des Blaskopfes zunächst eine geringe Steigung aufweisen, die
in Richtung auf den Blasformfuß zunimmt. Dies hat den Vorteil, daß das von außen
direkt in den Blaskopf geleitete kalte Kühlmittel im Bereich des Blaskopf es länger
verweilt, ehe es über die innere und äußere Ringkammer des Kühlraumes zum Blasforrnfuß
und zur dort vorgesehenen Ableitung zurückgeführt wird.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird
die Erfindung nunmehr näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Blasform im Iiängsschnitt, Fig. 2 den Blaskopf
teilweise im Schnitt nach Linie II-zI in Fig. 1 und Fig. 3 eiren Teilschnitt durch
den Blaskopf nach Linie III-III in Fig. 2.
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An dem Blasformfuß 1 einer Hochofenblasform nach Fig. 1 sind das Rohr
2 als Innenmantel und das konisch in Richtung zum Blaskopf verjüngte, im Querschnitt
kreisringförmige Rohr 3 als Außenmantel angeschweißt. Beide Rohre verbindet die
an ihren freien Enden 4 angeschweißte Ringwanne 5, welche den Blaskopf bildet. Das
einen größeren Durcllmesser als das Rohr 2 aufweisende Rohr 6 und ein gleichlanges
in Richtung zum Blaskopf konisch verjüngtes, im Querschnitt ebenfalls kreisringförmiges
Rohr 7, das einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Außenmantelrohrs
3 aufweist, sind koaxial zuneinander über die an ihren Strinflächen angeschweißte
Ringwand 8 und 9 zu einem Hohlkörper verbunden.
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Dieser ist als Verdrängungskörper koaxial in den durch Innen- und
Außenmantel 2 und 3 gebildeten Kühlraum eingesetzt.
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Die Ringwand 9 überragt hierbei flanschförmig den Innen-und Außendurchmesser
der Verdrängungskörpers soweit, daß neben der koaxialen Zentrierung des Verdrängungskörpers
innerholb des durch Innen- und Außenmantel 2 und 3 gebildeten Kühlraums die Ringkammer
10 im Blaskopf entsteht. Über das
durch den I3lasformfuß und den
Verdrängungskörper hindurchgeführte Zuleitungsrohr 11 wird als Kühlmittel beispielsweise
kaltes Wasser direkt in die Ringkammer tO des BlasS kopfes gedrückt. Damit es dort
in einer bestimmten Richtung umläuft und um die Rohr querschnittsfläche an der Rohrmündung
12 nicht zu verändern, ist die Rohrmündung leicht gebogen (Fig. 2) und von etwa
tropfenförmigem Querschnitt (Fig. 3). Die Ringkammer 1-0 ist durch die unmittelbar
neben der Rohrmündung 12 angeordnete Trennwand 13 (Fig. 2 und 3) abgeteilt, so daß
das einströmende Kühlmittel nahezu einen Umlauf in der Ringkammer ausführt, um dann
durch je einen im Bereich der Querschnittsflächen der inneren und der äußcren Kühlkammer
14 und 15 in der Ringwand 9 eingearteitete Schlitzöffnung 16 und 17 in die Kühlkammern
14 und 15 zu gelangen Beide Kühlkammern 14 und 15 - sind mit je einem bei 16 bzw.
17 an der Ringwand 9 angeschweißten, die Kühlkammern 14 und 15 im Abstand ihrer,
Manteiflächen 2 und 3 zum Verdrängungskörpermantel 6 und 7 durchlaufenden schraubenförmig
gewundenen Leitblech 18 und 19 versehen, die zunächst bei 16 und 17 beginnend im
Bereich des Blaskopfes in etera drei im wesentlichen zueinander parallelen Windungen
verlaufen und anschließend in Windungen mit zunehmender Steigung übergehen. Die
Leitbleche sind jeweils am Innen- bzw. Außenmantel 6 bzw. 7 des Verdrängungskörpers
angeschweißt. Der Querschnitt in der Ringkammer 10 bestimmt die gewünschte Umlaufgeschwindigkeit
des Kühlmittels und ist so gehalten, daß das Kühlmittel eine Umlaufgeschwindigkeit
von ca. 7 m/sec erreicht. Diese fällt in den parallelen Leitkanälen des Blaskopfes
nur geringförmig ab und nimmt in den schraubenförmigen Kanälen relativ größerer
Steigung in Richtung zum Blasformfuß ab. Schließlich fließt das Kühlmittel durch
ein im Blasformfuß befestigtes, mit den sich im Ringraum 20 vereinigenden Kühlkanimern
14 und 15 verbundenes Abflußrohr 21 ab. Der Verdrängungskörper kann aus Gründen
wirtschaftlicher Fertigung als Gußkörper ausgebildet sein. Drei. in gleichen Abstand
voneinander am Umfang
des Blasformfußes angeordnete, diesen durchringende
Stellschrauben 22 oder ähnliche Mittel, halten über die Wand 8 den Verdrängungskörper
im Kühlraum der Blasform fest eingespannt.