DE19727008C1 - Kühlplatten für Schachtöfen - Google Patents
Kühlplatten für SchachtöfenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Kühlplatten 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
mit einer gerade ausgeführten Innenseite aus einem
geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist,
die Kühlkanäle innen verlaufende Sackbohrungen sind,
mit am Rand der Kühlplatte angeordneten Seitenflanschen
und mit Rohransätzen an den Enden der Kühlkanäle.
Derartige Kupferkühlplatten sind üblicherweise zwischen
dem Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und
an das Kühlsystem des Schachtofens angeschlossen.
Auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite sind die
Kühlelemente im oberen Teil des Schachtofens weitgehend
mit feuerfestem Material, im Bereich des Gestelles mit
Kohlenstoffsteinen abgedeckt.
Es sind Platten aus Kupferguß bekannt, bei denen die
Kühlkanäle entweder durch eingegossene Stahlrohre
gebildet sind oder direkt eingegossen sind. Das Gefüge
von Kupferguß ist nicht so homogen und dicht wie das
von geschmiedetem 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 A1 ist eine Kühlplatte bekannt, die
aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefer
tigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal verlaufende
Sackbohrungen sind, welche durch mechanisches
Tiefbohren eingebracht sind. Das Gefüge der Kühlplatte
ist wesentlich dichter und homogener als das einer
gegossenen Kupferplatte. Die Festigkeitswerte liegen
höher als die der gegossenen Kupferplatten. Die Sollage
der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau einge
halten und dadurch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr
gewährleistet.
Diese Kühlplatte ist an der dem Ofeninneren zugekehrten
Seite mit Stegen und Nuten versehen und kann mit feuer
festen Steinen oder mit einer feuerfesten Stampfmasse
ausgekleidet werden.
Aus der EP 0 705 906 A1 ist eine aus einem geschmiede
ten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte Kühl
platte bekannt, bei der zur Kühlung der Randzonen
zusätzlich zu den vertikal verlaufenden Sackbohrungen
Kühlkanäle eingebracht werden, die als vertikale oder
horizontale Sackbohrungen kleineren Durchmessers um die
vertikal angeordneten Sackbohrungen in die Ränder ein
gebracht werden.
Aus der DE 195 03 912 A1 ist eine aus einem
geschmiedeten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte
Kühlplatte bekannt, bei der zusätzlich zu den vertikal
verlaufenden Sackbohrungen im oberen bzw. unteren
Bereich ein zusätzliches Kühlelement, lösbar oder ange
schmiedet, angebracht wird, in das zusätzlich vertikale
und horizontale Sackbohrungen eingebracht werden und
die über Kupferrohrstutzen ebenfalls mit dem Kühlsystem
des Hochofens verbunden sind.
Aus der DE 195 45 048 A1 sind unterschiedlich ausgeführte
Kühlplatten, bestehend aus Kupfer oder einer niedrig
legierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeord
neten Kühlmittelkanälen, bekannt, wobei die Kühlplatte
aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefer
tigt ist und die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sack
bohrungen sind.
Die Kühlplatten sind mit beidseitigen, vertikalen
Seitenflanschen und/oder mit beidseitigen, horizontalen
Seitenflanschen sowie mit horizontal angeordneten, dem
Ofeninneren zugekehrten Stegen und Nuten auf dem Kühl
körper versehen.
Die Kühlplatten werden so ausgeführt, daß die
vertikalen oder horizontalen Seitenflansche bei der
Montage am Ofenpanzer überlappend ineinander greifen
und damit Kühlsegmente oder umlaufende Kühlringe
bilden. Bei dem einen Typ der Kühlplatte sind die
Seitenflansche an der dem Ofeninneren zugewandten
Seite, bei dem anderen Typ der Kühlplatte sind die
Seitenflansche an der dem Ofenpanzer zugewandten Seite
angeordnet.
Nachteilig bei der Anordnung und Befestigung dieser
letztgenannten Kühlplatten im Hochofen ist jedoch, daß
zwischen den Kühlplatten und dem Ofenpanzer ein Spalt
entsteht, der mit feuerfestem Stampfmaterial oder mit
speziell zugeschnittenen Feuerfeststeinen ausgefüllt
werden muß. Die Montage dieses Kühlsystems ist daher
zeitaufwendig und kostenintensiv.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein
aus Kupferkühlplatten bestehendes Kühlsystem zu
schaffen, bei dem vertikal nebeneinander bzw. hori
zontal übereinander angeordnete Kupferkühlplatten so
dicht am Ofenpanzer eines Schachtofens angebracht
werden, daß zwischen den Kühlplatten und dem Ofen
panzer keine feuerfeste Auskleidung oder andere Dämm-
bzw. Isolierstoffe in größerem Umfang erforderlich
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 der mit inneren Sackboh
rungen und mit beidseitig angeordneten, vertikalen und/
oder horizontalen Seitenflanschen versehenen Kühlkörper
der geschmiedeten oder gewalzten Kupferkühlplatte mit
einer gewölbt ausgeführten Außenseite sowie einer
gerade ausgeführten Innenseite versehen.
Die gewölbte Außenseite der jeweiligen Kühlplatte wird
an dem jeweiligen Durchmesser des Hochofens bzw. des
Einsatzortes im Hochofen - Gestell, Rast, Kohlensack
u. a. - angepaßt, d. h. der Radius des Ofenpanzers des
Einsatzortes im Hochofen und der Radius der gewölbten
Außenseite der Kühlplatte sind weitgehend identisch.
Für die Bildung eines horizontalen Kühlsegmentes sind
mindestens drei Kühlplatten, für die Bildung eines
kompletten horizontalen Kühlringes innerhalb des
Ofenpanzers sind eine Vielzahl von Kühlplatten
erforderlich.
Durch die überlappende Verbindung der vertikalen
Seitenflansche der Kühlelemente sind in bekannter Weise
zwei verschiedene Typen von Kühlplatten erforderlich.
Beide Typen von Kühlplatten werden daher auf der dem
Ofeninneren zugewandten Seite mit beidseitigen,
vertikalen Seitenflanschen versehen, wobei die dem
Ofeninneren zugekehrten Seite sowohl mit als auch ohne
Stege und Nuten auf dem Kühlkörper zwischen den Seiten
flanschen ausgerüstet sein kann. Die andere Seite der
beiden Kühlplatten wird mit einer gewölbten Außenseite,
die dem Radius des Ofenpanzers angepaßt wird, versehen.
Die vertikalen Seitenflansche der Kühlplatten werden
daher einmal zur Innenseite des Hochofens, zum anderen
zur Außenseite des Hochofens, dem Ofenpanzer hin, ange
ordnet.
Bei der einen Kühlplatte geht die gerade ausgeführte
Innenseite nahtlos in den Seitenflansch, bei der
anderen Kühlplatte geht die gewölbt ausgeführte
Außenseite nahtlos in den Seitenflansch über.
Sollten mehrere Lagen horizontale Kühlsegmente bzw.
komplette Kühlringe übereinander im Inneren eines
Hochofens angeordnet werden, so können diese durch
zusätzliche horizontale Seitenflansche an den Kopf
enden Kühlplatten überlappend gestaltet werden.
Horizontale Kühlsegmente bzw. komplette Kühlringe
können übereinander im Inneren eines Hochofens auch
durch Kühlplatten ohne horizontale Seitenflansche
gebildet werden. Die Kühlsegmente bzw. kompletten
Kühlringe werden dann jedoch Stoß an Stoß verlegt.
Die Erfindung wird anhand von schematischen
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht durch eine Kühlplatte (1),
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (1),
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Kühlplatte (1),
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (2),
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Kühlplatte (2),
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung eines
Kühlringes in einen Hochofen.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Kühlplatte (1)
mit einer gewölbt ausgeführten Außenseite (8), die
direkt mit dem Ofenpanzer (11) in Verbindung steht.
Durch den Ofenpanzer (11) sind die Rohrstücke (10) der
vertikalen Sackbohrungen (4) geführt, die an das Kühl
system des Hochofens angeschlossen werden.
Die dem Ofeninneren zugewandte gerade ausgeführte
Innenseite (7) der Kühlplatte (1) schließt direkt an
eine nicht dargestellte Ausmauerung von Kohlenstoff
steinen an.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte
(1) mit im Kühlkörper (3) gestrichelt dargestellten
Sackbohrungen (4) und seitlich vom Kühlkörper (3)
angeordneten vertikal verlaufenden Seitenflanschen (5)
und am Kopf und Fuß des Kühlkörpers (3) austretenden
horizontalen Sackbohrungen (9).
Fig. 3 stellt einen Querschnitt durch die Kühlplatte
(1) dar, wobei die Seitenflansche (5) als eine direkte
seitliche Verlängerung der gerade ausgeführten Innen
seite (7) zu sehen sind. Die der Innenseite (7) gegen
überliegende Seite (8) der Kühlplatte (1) zeigt eine
gewölbte Außenseite, in die die Rohransätze (10) zur
Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers eingearbeitet sind.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte
(2) mit im Kühlkörper (3) gestrichelt dargestellten
Sackbohrungen (4) und seitlich vom Kühlkörper (3) ange
ordneten vertikal verlaufenden Seitenflanschen (6) und
am Ober- bzw. Unterteil des Kühlkörpers (3) austreten
den Sackbohrungen (9).
Fig. 5 stellt einen Querschnitt durch die Kühlplatte
(2) dar, wobei die Seitenfläche (6) als eine direkte
seitliche Verlängerung der gewölbt ausgeführten Außen
seite (8) zu sehen sind. Die Innenseite (7) der Kühl
platte (2) zeigt auch hier eine gerade Ausführungsform.
Die Rohransätze (10) sind auch hier an der gewölbten
Außenseite (8) zur Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers
eingearbeitet.
Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung eines
Kühlringes am Ofenpanzer (11) in einem Hochofen. Der
Kühlring setzt sich abwechselnd aus den Kühlplatten (1)
und (2) zusammen, wobei die gewölbt ausgeführten Außen
seiten (8) der Kühlplatten (1, 2) dicht am Ofenpanzer
(11) anliegen und die Seitenflansche (5) von Kühlplatte
(1) jeweils den Seitenflansch (6) von Kühlplatte (2)
überlappt.
Die Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers aus den Sack
bohrungen (4) erfolgt, wie bereits oben beschrieben,
über Rohransätze (10), die mit dem Kühlkreislauf des
Hochofens verbunden sind.
1
Kühlplatte mit überkragen der Innenseite
2
Kühlplatte mit überkragen der Außenseite
3
Kühlkörper
4
vertikale Sackbohrungen
5
vertikaler Seitenflansch von
1
6
vertikaler Seitenflansch von
2
7
gerade ausgeführte Innenseite
8
gewölbt ausgeführte Außenseite
9
horizontale Sackbohrungen
10
Rohransätze/Rohrstücke
11
Ofenpanzer
Claims (5)
1. Kühlplatten 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 mit einer
gerade ausgeführten Innenseite aus einem geschmie
deten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist, die
Kühlkanäle innen verlaufende Sackbohrungen sind,
mit am Rand der Kühlplatte angeordneten Seiten
flanschen und mit Rohransätzen an den Enden der
Kühlkanäle,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kühlplatte (1) mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen (5) mit einer gerade ausgeführten Innenseite (7) sowie einer gewölbt ausgeführten Außenseite (8), und
daß eine andere Kühlplatte (2) mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen (6) mit einer gerade ausgeführten Innenseite (7) sowie einer gewölbt ausgeführten Außenseite (8) versehen ist,
daß bei Kühlplatte (1) die gerade ausgeführte Innenseite (7) in den vertikalen Seitenflansch (5) nahtlos übergeht, und
daß bei Kühlplatte (2) die gewölbt ausgeführte Außenseite (8) in den vertikalen Seitenflansch (6) nahtlos übergeht.
daß eine Kühlplatte (1) mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen (5) mit einer gerade ausgeführten Innenseite (7) sowie einer gewölbt ausgeführten Außenseite (8), und
daß eine andere Kühlplatte (2) mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen (6) mit einer gerade ausgeführten Innenseite (7) sowie einer gewölbt ausgeführten Außenseite (8) versehen ist,
daß bei Kühlplatte (1) die gerade ausgeführte Innenseite (7) in den vertikalen Seitenflansch (5) nahtlos übergeht, und
daß bei Kühlplatte (2) die gewölbt ausgeführte Außenseite (8) in den vertikalen Seitenflansch (6) nahtlos übergeht.
2. Kühlplatten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der gerade ausgeführten Innenseite (7) der
Kühlplatte (1) Stege und Nuten aufgebracht sind.
3. Kühlplatten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der gerade ausgeführten Innenseite (7) der
Kühlplatte (2) Stege und Nuten aufgebracht sind.
4. Kühlplatten nach Anspruch 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwei Kühlplatten (1) mit einer
Kühlplatte (2) oder eine Kühlplatte (1) und zwei
Kühlplatten (2) ein Kühlsegment innerhalb des
Ofenpanzers (11) bilden.
5. Kühlplatten nach Anspruch 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von Kühlplatten (1) und
Kühlplatten (2) einen umlaufenden Kühlring
innerhalb des Ofenpanzers (11) bilden.
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