DE19963259C2

DE19963259C2 - Blow mold for shaft furnaces, especially blast furnaces or hot-wind cupola furnaces

Info

Publication number: DE19963259C2
Application number: DE19963259A
Authority: DE
Inventors: Kurt Peter Stricker; Juergen Witte; Rainer Altland
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: AR022491A1; KR20020019890A; DE19963259A1; ZA200105805B; DE50003178D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Blasform für Schachtöfen, ins besondere Hochöfen oder Heißwindkupolöfen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a blow mold for shaft furnaces, ins special blast furnaces or hot wind cupola furnaces according to the Preamble of claim 1.

Derartige, größtenteils aus Kupfer bzw. einer Kupferle gierung gegossenen Teilen hergestellte, wassergekühlte Blasformen werden verbreitet zum Zuführen des Heißwin des eingesetzt, um damit einen wirkungsvollen Betrieb des Schachtofens zu sichern. Im Falle eines Hochofens liegt die Temperatur des Heißmischwindes im Bereich von ca. 700 bis über 1300 Grad Celsius bei Drücken zwischen 2,5 und 5,5 bar. Dabei wird nicht nur der Innenmantel der Blasform und hier insbesondere das Frontteil, stark beansprucht, son dern auch mit fortschreitendem Verschleiß der Feuerfestaus mauerung des Schachtofens und damit Bloßlegen des Front bereiches der Blasform zunehmend der Mantelbereich durch Schmelzphasen wie z. B. Roheisen, Schlacke, teilreduzierte Möllerstoffe und Zink, sowie durch Abrasion mit Koks und/ oder Wind. Um unter diesen extremen Beanspruchungen eine ausreichende Standzeit zu erreichen, ist es erforderlich, die Blasform durch intensive Kühlung mittels eines durch sie hindurchgeführten Kühlmittels, meistens Kühlwasser, auf erträgliche Temperaturen zu halten. Es ist außerdem er forderlich, den Oberflächenverschleiß der Blasform infolge korrosiver Wirkung von Schmelzphasen und Abrasion durch geeignete Maßnahmen zu minimieren.Such, mostly made of copper or a Kupferle water-cooled cast parts Blow molds are widely used to supply the hot winch of used to ensure effective operation of the To secure the shaft furnace. In the case of a blast furnace, the Temperature of the hot mixing wind in the range of approx. 700 up to over 1300 degrees Celsius at pressures between 2.5 and 5.5 bar. It is not only the inner shell of the blow mold and here in particular the front part, heavily used, son also with progressive wear of the refractory Walling the shaft furnace and thus exposing the front area of the blow mold increasingly through the jacket area Melting phases such as B. pig iron, slag, partially reduced Möllerstoff and zinc, and by abrasion with coke and / or wind. To under these extreme stresses to achieve a sufficient service life, it is necessary the blow mold by intensive cooling by means of a coolant passed through them, mostly cooling water, to maintain tolerable temperatures. It is also him required due to the surface wear of the blow mold corrosive effects of melting phases and abrasion to minimize them through appropriate measures.

Aus der DE 35 05 968 A1 ist eine Blasform für Schacht öfen bekannt. Bei dieser Konstruktion ist an einem Basisteil ein aus einem Innen- und einem Außenmantel sowie einem mit diesen verbundenen Frontteil bestehender doppelwandi ger Hohlkörper befestigt. Der zwischen Innen- und Außen mantel gebildete Hohlraum wird durch eine im Frontteilbe reich angeordnete Zwischenwand in eine Vor- und eine daran anschließende Hauptkammer unterteilt. Eine im Ba sisteil angeordnete Zuführleitung für das Kühlmittel er streckt sich als Rohr durch die Hauptkammer und die Zwi schenwand bis in die Vorkammer. Die Zwischenwand weist mehrere Öffnungen auf, so dass das Kühlmittel von der Vor kammer in die Hauptkammer zurückfließen kann. Von dort fließt es über im Basisteil angeordnete Öffnungen in eine Ringkammer, die mit einem Rücklaufanschluss versehen ist. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, dass die Blasform mit nur einem Kühlkreislaufsystem gekühlt wird und bei Aus fall der Kühlung bzw. beim Auftreten von Undichtigkeiten in der Blasform und der damit in der Regel zwangsweise er forderlichen Drosselung der Kühlwassermenge so stark be ansprucht wird, dass sie in kurzer Zeit zerstört ist mit allen sich daraus ergebenden Folgestörungen und Gefahren. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass an mehreren Stel len das Kühlwasser nicht geführt ist, so dass Verwirbelun gen entstehen, die eine Dampfblasenbildung begünstigen und damit die Wärmeabfuhr an diesen Stellen stark vermin dert ist. Im Extremfall kann dies zu lokalen Aufschmelzun gen und damit zur Zerstörung der Blasform führen.DE 35 05 968 A1 describes a blow mold for manholes stoves known. This construction is on a base part one of an inner and an outer jacket and one existing double wall connected to this front part ger hollow body attached. The one between inside and outside coat is formed by a cavity in the front part richly arranged partition into a front and a adjoining main chamber divided. One in Ba sisteil arranged supply line for the coolant extends as a pipe through the main chamber and the twin to the antechamber. The partition wall points multiple openings so that the coolant from the front chamber can flow back into the main chamber. From there it flows into openings through openings in the base part Annular chamber, which is provided with a return connection. The disadvantage of this design is that the blow mold with only one cooling circuit system is cooled and on off case of cooling or if leaks occur in the blow mold and therefore usually forced required throttling of the amount of cooling water is claimed that it will be destroyed with everyone in a short time resulting malfunctions and dangers. On Another disadvantage is the fact that in several places len the cooling water is not led, so that turbulence create conditions that favor the formation of vapor bubbles and thus greatly reduce the heat dissipation at these points is. In extreme cases, this can lead to local melting conditions and thus lead to the destruction of the blow mold.

Eine Weiterentwicklung der Blasform ist aus der US 2,735,409 bekannt. Bei dieser bekannten Ausführungs form ist der Hohlkörper in eine im Frontteilbereich liegende Vorkammer und eine daran anschließende Hauptkammer unterteilt, wobei die Vor- und Hauptkammer vollständig hy draulisch voneinander getrennt sind und jeweils einen sepa raten Kühlmittelkreislauf mit eigenen Anschlüssen aufwei sen. Der Kühlmittelkreislauf der Hauptkammer besteht aus einem den Außenmantel bildenden schraubenförmig eng ge wickelten Rohr, während der Kühlmittelkreislauf der Vor kammer aus zwei parallel liegenden geraden Rohren be steht, die in den U-förmig ausgebildeten Ringkanal des Frontteiles münden. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Innenmantel als glattes konisches Rohr ausgebildet, wo bei die beiden geraden Rohre der Vorkammer zwischen In nen- und Außenmantel angeordnet sind. Bei einer zweiten Ausführungsform wird der Innenmantel ebenfalls aus einem schraubenförmig eng gewickelten Rohr gebildet. Das Front teil wird als separates Teil hergestellt und entweder über An ker mit dem rückwärtigen Anschlussteil oder direkt über eine Schweißnaht stirnseitig mit dem Innen und Außenman tel verbunden. Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion sind die bauartbedingt sehr kleinen und mit ungünstiger Querform (Rechteck) ausgeführten Kühlkanäle im Haupt kammerbereich, sowie die bauartbedingt sehr kleinen Quer schnitte in den Zuleitungen zur Vorkammer. Die bezogen auf eine Querschnittsminderung und bezogen auf eine zu nehmende Abweichung von der runden Querschnittsform überproportionale Abnahme des Kühlmediumvolumenstro mes sowohl in der Vor- als auch in der Hauptkammer hat eine entsprechend deutlichere Verschlechterung der Kühl wirkung zur Folge. Von weiterem Nachteil ist, dass entspre chend der Beschreibung der genannten Schrift der Quer schnitt des Vorkammerkühlkanales ähnlich klein sein soll, wie derjenige des Hauptkammerkühlkanales. Daraus ergibt sich von der Querschnittsform her ein rechteckiger Vorkam merkühlkanal mit sehr ungünstigen Seitenverhältnissen und einer daraus resultierenden schlechten Kühlwirkung. Auch die Mündung des Zulaufkanales in den Vorkammerkühlka nal ist von Nachteil, da dies einen hohen hydraulischen Wi derstand in diesem Kühlkreislauf bedeutet mit daraus resul tierendem geringeren Kühlmediumvolumenstrom bzw. ge ringerer Kühlmediumgeschwindigkeit in der Vorkammer und die sich daraus ergebende schlechtere Kühlwirkung. Die Gesamtkonstruktion ist herstellungsmäßig sehr aufwen dig und weist eine Vielzahl von kritischen Abdichtstellen auf, die teilweise ungelöst sind. Ungelöst ist auch das Pro blem des äußeren Angriffes der Hauptkammer der bekann ten Blasform durch abtropfende Schmelzphasen im Hoch ofen.A further development of the blow mold is from the US 2,735,409 known. In this known execution shape is the hollow body in a lying in the front part Antechamber and an adjoining main chamber divided, with the antechamber and main chamber completely hy are drastically separated and each have a sepa advise coolant circuit with its own connections sen. The coolant circuit of the main chamber consists of a helically tight ge forming the outer jacket wrapped tube while the coolant circuit the pre chamber from two parallel straight tubes stands in the U-shaped annular channel of the Front part open. In a first embodiment the inner jacket formed as a smooth conical tube where for the two straight tubes of the prechamber between In nen- and outer jacket are arranged. With a second Embodiment is also the inner jacket from one helically tightly wound tube. The front part is manufactured as a separate part and either via An ker with the rear connector or directly above a weld seam on the front with the inside and outside tel connected. A disadvantage of this known construction are the design very small and with unfavorable Landscape (rectangular) cooling channels in the main chamber area, as well as the very small cross design cuts in the feed lines to the antechamber. The related to a reduction in cross-section and related to one increasing deviation from the round cross-sectional shape disproportionate decrease in the cooling medium volume flow has both in the antechamber and in the main chamber a correspondingly clear deterioration in cooling effect. Another disadvantage is that according to the description of the above font section of the pre-chamber cooling duct should be similarly small, like that of the main chamber cooling duct. It follows a rectangular occurrence from the cross-sectional shape Merkühlkanal with very unfavorable aspect ratios and a resulting poor cooling effect. Also the mouth of the inlet channel in the prechamberkühlka nal is disadvantageous because it has a high hydraulic Wi the level in this cooling circuit means resul lower cooling medium volume flow or ge lower cooling medium speed in the antechamber and the resulting poor cooling effect. The overall construction is very expensive to manufacture dig and has a variety of critical sealing points that are partially unsolved. The pro is also unsolved due to the external attack of the main chamber ten blow mold due to dripping melt phases in the high oven.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Blasform der vorste hend genannten Gattung zu schaffen, die bei vertretbarem Aufwand für die Herstellung durch eine im thermisch hoch beanspruchten Frontteilbereich extrem wirksame Kühlung eine unverhältnismäßig lange Standzeit und damit geringe Betriebskosten sowie ein günstiges Betriebsverhalten des mit ihr ausgestatteten Schachtofens sichert, ohne die zur Verfügung stehenden Kühlwassermengen und Differenz drücke entscheidend zu verändern. Eine weitergehende Auf gabe besteht darin, die Blasform durch eine günstige geome trische Gestaltung möglichst weitgehend vor abtropfenden Schmelzphasen im Schachtofen zu schützen und die im Re gelfall thermisch nicht ganz so hoch beanspruchte Haupt (Hinter-)kammer ebenfalls mit einer extrem wirksamen Kühlung zu versehen, ohne die zur Verfügung stehenden Kühlwassermengen und Differenzdrücke, sowie die hiermit direkt verbundenen Betriebskosten für das Kühlwasser ent scheidend zu verändern.The object of this invention is to provide a blow mold of the first to create the type mentioned, which is justifiable Manufacturing effort through a thermally high stressed front part area extremely effective cooling a disproportionately long service life and therefore a short one Operating costs and a favorable operating behavior of the with it equipped shaft furnace without the for Available cooling water quantities and difference press to change decisively. A further on gift is to blow the blow mold by a cheap geome design as far as possible before dripping To protect melting phases in the shaft furnace and those in the re Gelfall not so thermally stressed main (Back) chamber also with an extremely effective To provide cooling without the available Cooling water quantities and differential pressures, as well as the hereby directly related operating costs for the cooling water ent to change divisively.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Ver bindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan spruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.This task is based on the generic term in Ver binding with the characterizing features of the patent Proverb 1 solved. Advantageous further developments are in each case Subject of subclaims.

Kern der Erfindung ist die Bildung des Außenmantels durch einen einteiligen, im Querschnitt gesehen vertika lachssymmetrischen Grundkörper, der frontseitig absatzlos in das Frontteil übergeht. Der Innenmantel wird gebildet durch ein konisch ausgebildetes Einschweißteil, das die in nere Abdeckung des wendelförmig ausgebildeten Kühlka nales der Hauptkammer bildet. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Anordnung der das Frontteil mit Kühlme dium versorgenden Kanäle in 12-Uhr-Lage der Blasform, und zwar bezogen auf die Längsachse der Blasform, außer halb des originären Querschnittes der Hauptkammer. Mit der vorgeschlagenen Anordnung der Kühlkanäle der Vor kammer wird die unterschiedliche Belastung der Blasform in Umfangsrichtung gesehen berücksichtigt. So ist nachge wiesenermaßen die Blasform in 12-Uhr-Lage stärker bela stet als in den seitlichen Bereichen. Durch die intensive Kühlung dieses belasteten Bereiches wird signifikant die Standzeit der Blasform erhöht. Wahlweise kann der Kühl mittelkreislauf der Hauptkammer als zweigängiger wendel förmiger Kühlkanal ausgebildet oder mit einem wendelför mig ausgebildeten Kühlkanal und einem in 6-Uhr-Lage der Blasform liegenden geraden Kühlkanal versehen sein. Der gerade, parallel zur Blasformlängsachse liegende und ohne Rippen versehene Kühlkanal ist, bezogen auf die Längs achse der Blasform außerhalb des originären Querschnittes der Hauptkammer der Blasform angeordnet, wobei die An schlüsse für den Vor- und Rücklauf benachbart zu den An schlüssen der Vorkammer im 12-Uhr-Lagebereich liegen. Mit der Anordnung des geraden Kühlkanals in 6-Uhr-Lage der Blasform wird die unterschiedliche Belastung der Blas form in Umfangsrichtung berücksichtigt. Außer in der 12- Uhr-Lage ist die Blasform auch in der 6-Uhr Lage stärker belastet als in den seitlichen Bereichen. Durch die intensive Kühlung auch dieses Bereiches wird die Standzeit der Blas form weiter erhöht.The core of the invention is the formation of the outer jacket through a one-piece, vertical seen in cross section salmon-symmetrical body, the front without shoulder merges into the front part. The inner jacket is formed through a conical welded part, which the in nere cover of the helical cooling box forms the main chamber. Another important one Characteristic is the arrangement of the front part with cooling arms dium supplying channels in the 12 o'clock position of the blow mold, in relation to the longitudinal axis of the blow mold, except half of the original cross-section of the main chamber. With the proposed arrangement of the cooling channels of the front chamber is the different load on the blow mold considered in the circumferential direction. So is followed The blow mold in the 12 o'clock position was more loaded stead as in the side areas. Because of the intense Cooling this contaminated area becomes significant Blow mold life increased. Alternatively, the cooling middle circuit of the main chamber as a double-start spiral shaped cooling channel or with a helix mig trained cooling channel and one in the 6 o'clock position of the Blow mold lying straight cooling channel may be provided. The straight, parallel to the blow mold longitudinal axis and without Ribbed cooling channel is, based on the longitudinal axis of the blow mold outside the original cross-section the main chamber of the blow mold, the An connections for the forward and reverse adjacent to the An closings of the antechamber are in the 12 o'clock position. With the arrangement of the straight cooling duct in the 6 o'clock position the blow mold is the different load on the blow shape taken into account in the circumferential direction. Except in the 12- The blow mold is also stronger in the 6 o'clock position burdened than in the side areas. Because of the intense Cooling of this area also increases the service life of the blow shape further increased.

Wie schon erwähnt, sieht der Vorschlag vor, die Zu- und Rücklaufkanäle für die Vorkammer sowie den Rücklaufka nal der Hauptkammer aus dem Bereich des originären Quer schnittes der Hauptkammer der Blasform herauszulegen und zwar jeweils in radialer Richtung außerhalb der Hauptkam mer, bezogen auf die Längsachse der Blasform. Hierdurch wird erreicht, dass in dem Kühlkanal der Hauptkammer keine Querschnittseinengungen durch Zu- und Rücklaufka näle entstehen. Bedingt dadurch ergeben sich in der Haupt kammer optimale strömungstechnische Bedingungen mit größtmöglichen Kühlmittelgeschwindigkeiten. Weiterhin weisen alle genannten Kanäle über die Länge gesehen na hezu einen konstanten Querschnitt auf und die erforderli chen Querschnittsveränderungen im Anschlußbereich sowie die kleinradigen Richtungsänderungen erfolgen abgerundet und ohne Sprungstellen.As already mentioned, the proposal provides for the access and Return channels for the antechamber and the return channel nal of the main chamber from the area of the original cross to cut out the main chamber of the blow mold and in each case in the radial direction outside the main came mer, based on the longitudinal axis of the blow mold. Hereby is achieved in the cooling channel of the main chamber no cross-sectional restrictions due to inflow and outflow ka channels arise. This results in the main chamber with optimal fluidic conditions greatest possible coolant speeds. Farther show all the channels mentioned over the length na so a constant cross-section and the required Chen cross-sectional changes in the connection area as well the small-scale changes in direction are rounded off and without jump points.

Mit diesen Maßnahmen werden in der Hauptkammer Fließgeschwindigkeiten für das Kühlmittel erreicht, die mindestens um das Zweifache höher sind gegenüber den be kannten Ausführungen. Erreicht wird dies durch die Vermei dung von Totzonen, Verwirbelungsstellen, Drosselstellen, Staubereichen sowie durch die optimale Gestaltungsmög lichkeit der Kühlkanalquerschnittsformen (rund, trapezför mig) und der Querschnittsgröße der einzelnen Kanalab schnitte. Die optimale Auslegungsmöglichkeit des Zu- und Rücklaufkanales für die Vorkammer führt bei unveränder tem Differenzdruck auch in der Vorkammer zu erheblich hö heren Fließgeschwindigkeiten. Sorgt man weiterhin dafür, dass durch ein ausgewogenes Verhältnis von Pumpenlei stung und Kanalquerschnitt die angestrebten hohen Fließge schwindigkeiten erreicht werden, dann wird auch dadurch die Dampfblasenbildung weitgehend unterdrückt. Ange strebt wird auch bei niedrigem zur Verfügung stehendem Differenzdruck von beispielsweise 2 bar für die Kühlung der hochbelasteten Vorkammer eine Fließgeschwindigkeit von ≧ 10 m/sec und für die Hauptkammer von ≧ 6 m/sec. Die vorgeschlagene Ausführung der Blasform ist sowohl für Vorkammern mit nur einem Ringkanal als auch für längere Vorkammern mit einem wendelförmigen Kanal geeignet.With these measures in the main chamber Flow rates for the coolant reached that are at least two times higher than the be knew versions. This is achieved through the Vermei formation of dead zones, turbulence points, throttling points, Storage areas as well as the optimal design possibilities Cooling channel cross-sectional shapes (round, trapezoidal mig) and the cross-sectional size of the individual channels cuts. The optimal design option for the feed and Return channel for the antechamber leads to unchanged tem differential pressure in the prechamber too considerably higher flow rates. If you continue to ensure that through a balanced ratio of pump line the desired high flow speeds are reached, then this will also the formation of vapor bubbles is largely suppressed. Ange will strive even at low available Differential pressure of, for example, 2 bar for cooling flow rate in the highly loaded antechamber of ≧ 10 m / sec and for the main chamber of ≧ 6 m / sec. The proposed design of the blow mold is for both Antechambers with only one ring channel as well as for longer ones Antechambers with a helical channel are suitable.

Die Blasform wird aber, wie schon eingangs erwähnt, nicht nur rein thermisch, sondern auch zusätzlich chemisch und mechanisch belastet; insbesondere wenn der Verschleiß der Feuerfestausmauerung des Schachtofens einen be stimmten Grad erreicht hat. Dazu wird vorgeschlagen, den Querschnitt der Blasform im 12-Uhr-Lagebereich als Dach auszubilden. Dies hat den Vorteil, dass auf die Blasform fal lende oder tropfende Stoffe leichter abrutschen bzw. abflie ßen können. Diese Ausbildung soll insbesondere die nicht gewünschte Kontaktierung von flüssigem Zink, Roheisen oder Schlacke mit der aus Kupfer bzw. Kupferlegierung her gestellten Blasform verringern. Bekanntermaßen reagiert Zink mit Kupfer, so dass die Kupferwandung chemisch ab tragend reduziert wird.The blow mold is, as already mentioned at the beginning, not just purely thermal, but also chemical and mechanically stressed; especially when the wear the refractory brick lining of the shaft furnace reached the right degree. It is proposed that Cross section of the blow mold in the 12 o'clock position as a roof to train. This has the advantage of falling on the blow mold Leaning or dripping substances slide off or drain off more easily can eat. This training in particular should not desired contacting of liquid zinc, pig iron or slag from copper or copper alloy reduce the blow mold. As is known, responded Zinc with copper, so that the copper wall chemically is reduced.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispie les die erfindungsgemäß ausgebildete Blasform näher erläu tert. Es zeigen:The drawing is based on an example les explains the blow mold designed according to the invention in more detail tert. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt in Richtung A-A in Fig. 2 durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Blasform Fig. 1 shows a longitudinal section in the direction AA in Fig. 2 by an inventive blow mold

Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung X von Fig. 1 FIG. 2 shows a side view in the direction X of FIG. 1

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B in Fig. 1. Fig. 3 is a section along BB in FIG. 1.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Blasform besteht aus einem den Außenmantel 2 bildenden Grundkörper 1 und ei nem den Innenmantel 3 bildenden Einschweißteil 4. Der zwischen Außenmantel 2 und Innenmantel 3 sich bildende Hohlkörper wird vorderseitig durch ein thermisch hochbela stetes Frontteil 5 abgeschlossen. Eingangsseitig weist der Grundkörper einen doppelkonischen Einlaufabschnitt 6 auf, in den die Düsenspitze eines hier nicht dargestellten Düsen stockes eingesteckt wird. Im oberen Teil des Innenmantels 3 ist die auf dem Innenmantel 3 angeordnete Feuerfestschicht 7 andeutungsweise dargestellt. Der Stirnflächenbereich des Frontteiles 5 ist mit einer Panzerung 8 versehen, um das Frontteil 5 vor mechanischer Beschädigung und Verschleiß zu schützen. Bekannterweise ist der mit Kühlmittel beauf schlagte Hohlkörper in eine Vorkammer 9 und in eine Hauptkammer 10 unterteilt. Beide Kammern 9, 10 sind hy draulisch vollständig voneinander getrennt und an separate Kühlkreisläufe angeschlossen.The blow mold designed according to the invention consists of a base body 1 forming the outer jacket 2 and a welding part 4 forming the inner jacket 3 . The hollow body that forms between the outer jacket 2 and the inner jacket 3 is closed at the front by a thermally highly loaded front part 5 . On the input side, the base body has a double-conical inlet section 6 , into which the nozzle tip of a nozzle stick (not shown here) is inserted. In the upper part of the inner casing 3 which is arranged on the inner casing 3 refractory layer 7 is shown in phantom. The end face area of the front part 5 is provided with armor 8 in order to protect the front part 5 from mechanical damage and wear. As is known, the hollow body impinged with coolant is divided into a prechamber 9 and a main chamber 10 . Both chambers 9 , 10 are hy draulically completely separated from each other and connected to separate cooling circuits.

Gemäß der Lage des Schnittes in A-A in Fig. 2 ist in Fig. 1 im oberen Teil der Blasform der Zulaufkanal 11 für die Vorkammer 9 zu erkennen. Auf der Einlaufseite ist der Zu laufkanal 11 mit einem Anschluß 12 in Form eines Ge windeabschnittes versehen, in den ein hier nicht dargestell tes Zulaufrohr einschraubbar ist. Der Zulaufkanal 11 geht dann über in die Vorkammer 9, die durch einen quer zum Zulaufkanal 11 liegenden Ringkanal 22 gebildet wird. Statt eines Ringkanales ist auch die Anordnung eines mehrere Umläufe aufweisenden wendelförmig ausgebildeten Kanals möglich.According to the position of the section in AA in FIG. 2, the inlet channel 11 for the prechamber 9 can be seen in FIG. 1 in the upper part of the blow mold. On the inlet side, the run channel 11 is provided with a connection 12 in the form of a threaded section, into which a feed pipe (not shown here) can be screwed. The inlet channel 11 then merges into the prechamber 9 , which is formed by an annular channel 22 lying transversely to the inlet channel 11 . Instead of an annular channel, it is also possible to arrange a helically shaped channel having a plurality of revolutions.

In Fig. 2 ist zu erkennen, dass im Bereich der 12-Uhr- Lage der Blasform parallel zum Zulaufkanal 11 der Rück laufkanal 13 für die Vorkammer 9 angeordnet ist. Er ist ebenfalls mit einem stirnseitig angeordneten Anschluß 14 in Form eines Gewindeabschnittes versehen, in den ein hier nicht dargestelltes Ablaufrohr einschraubbar ist. Die Lage der beiden Kanäle 11, 13 ist besonders gut gemäß der Dar stellung in Fig. 3 zu erkennen.In Fig. 2 it can be seen that in the region of the 12 o'clock position of the blow mold parallel to the inlet channel 11 of the return channel 13 for the prechamber 9 is arranged. It is also provided with a connection 14 arranged on the end face in the form of a threaded section, into which a drain pipe, not shown here, can be screwed. The position of the two channels 11 , 13 can be seen particularly well according to the Dar position in FIG. 3.

Damit das Kühlmittel auch in der Hauptkammer 10 strö mungstechnisch effizient geführt ist, weist diese einen wen delförmig ausgebildeten Kühlkanal 15 auf. Die innenseitige Abdeckung dieses Kühlkanals 15 erfolgt durch den Innen mantel 4. Die Zu- bzw. Abführung des Kühlmittels in die Hauptkammer 10 erfolgt im 11-Uhr- bzw. 1-Uhr-Lagebe reich, benachbart zu den Anschlüssen 12, 14 für die Vor kammer 9. Im Uhrzeigersinn gesehen hinter dem im 1-Uhr- Bereich angeordneten Zulaufanschluß 18 wird das Kühlmit tel durch einen halbkreisförmigen Kanal 20 (in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt) in dem doppelkonischen Einlaufabschnitt 6 in die 6-Uhr-Lage nach unten geführt und tritt hier in den wendelförmigen Kühlkanal 15 ein. Nach dem Durchlaufen des wendelförmigen Kühlkanales 15 tritt das Kühlmedium direkt vor der Vorkammer 9 in einen eben falls in 6-Uhr-Lage angeordneten Rücklaufkanal 16 ein, der unterhalb des wendelförmigen Kühlkanales 15 liegt und das Kühlmedium zurückleitet in den doppelkonischen Einlauf abschnitt 6. In dem doppelkonischen Einlaufabschnitt 6 wird das Kühlmedium wieder in einem halbkreisförmigen Kanal 21 (in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt) in die 11-Uhr-Lage nach oben bis zum Ablaufanschluß 17 ge führt. Stirnseitig sind die beiden Kühlkanäle 15, 16 für die Hauptkammer 10 ebenfalls mit einem Gewindeabschnitt 17, 18 versehen, in den das Zu- bzw. Ablaufrohr eingeschraubt wird. Der Zu- und Rücklaufanschluss 12, 14, 17, 18 sowohl für die Vorkammer als auch für die Hauptkammer sind ver tauschbar, ohne dass sich an dem gewünschten Effekt einer intensiven Kühlwirkung etwas ändert.So that the coolant is also efficiently guided in the main chamber 10 in terms of flow technology, it has a cooling channel 15 which is designed in the form of a wen. The inside of this cooling channel 15 is covered by the inner jacket 4th The supply or discharge of the coolant into the main chamber 10 takes place in the 11 o'clock or 1 o'clock position, adjacent to the connections 12 , 14 for the pre-chamber 9 . Seen clockwise behind the inlet connection 18 arranged in the 1 o'clock area, the coolant is passed through a semicircular channel 20 (shown in FIG. 2 with dashed lines) in the double-conical inlet section 6 into the 6 o'clock position and enters here in the helical cooling duct 15 . After passing through the helical cooling channel 15 , the cooling medium directly in front of the prechamber 9 enters a return channel 16 , which is also arranged in a 6 o'clock position, which is below the helical cooling channel 15 and returns the cooling medium to the double-conical inlet section 6 . In the double-conical inlet section 6 , the cooling medium is again in a semicircular channel 21 (shown in Fig. 2 with dashed lines) in the 11 o'clock position up to the drain port 17 leads. On the face side, the two cooling channels 15 , 16 for the main chamber 10 are also provided with a threaded section 17 , 18 , into which the inlet and outlet pipes are screwed. The inlet and return connection 12 , 14 , 17 , 18 for both the prechamber and for the main chamber are interchangeable without changing anything to the desired effect of an intensive cooling effect.

Erfindungsgemäß sind die Kühlkanäle 11, 13 für die Vor kammer 9 bzw. der Ringkanal 22 im Querschnitt etwa gleich groß, aber kleiner als nie Querschnitte F1, F2 der Kühlka näle 15, 16 der Hauptkammer 10. Das heißt es gilt:
According to the cooling channels 11 , 13 for the front chamber 9 and the annular channel 22 in cross section are approximately the same size, but smaller than never cross sections F1, F2 of the cooling channels 15 , 16 of the main chamber 10 . That means:

F4 = F5 < F1 = F2.F4 = F5 <F1 = F2.

Die Querschnittsübergänge sowie die kleinradigen Rich tungsänderungen der Kanäle sind stark abgerundet, so dass keine Verwirbelungsstellen oder Totzonen entstehen kön nen.The cross-section transitions as well as the small-wheeled Rich changes in the channels are strongly rounded, so that no turbulence points or dead zones can arise nen.

Die darüber hinaus auftretende zusätzliche chemische und mechanische Belastung der Blasform wird durch die geometrische Gestalt stark beeinflußt. Der Hohlkörper ist in Richtung Schachtofen konisch verjüngt ausgebildet, wobei sich ein halber Konuswinkel im Bereich von 12-14° als günstig herausgestellt hat. In gleicher Richtung wirkend ist erfindungsgemäß auch die dachartige Ausbildung 19 des 12- Uhr-Lagebereiches der Blasform zu sehen. Auf die Blas form fallende bzw. tropfende Stoffe des Schachtofens bzw. der Beschickung können somit in einfacher Weise seitwärts und in Richtung Schachtofenmitte abrutschen bzw. abflie ßen.The additional chemical and mechanical stress on the blow mold that occurs is strongly influenced by the geometric shape. The hollow body is conically tapered in the direction of the shaft furnace, a half cone angle in the range of 12-14 ° having proven to be favorable. Acting in the same direction, the roof-like configuration 19 of the 12 o'clock position area of the blow mold can also be seen according to the invention. Substances falling or dripping on the blow mold of the shaft furnace or the feed can thus easily slide or flow sideways and towards the center of the shaft furnace.

Claims

1. Blow mold for shaft furnaces, in particular blast furnaces or hot-wind cupola furnaces consisting of a conically shaped hollow body with an inner and an outer jacket and a part connecting these, through the inner jacket of which the hot wind to be fed to the shaft furnace is passed and the cavity formed between the inner and outer jacket a coolant flow flows through during operation, the cavity being subdivided into an antechamber located in the front part area and a main chamber adjoining it, which are hydraulically completely separated from one another and each have a separate coolant circuit with its own connections, the coolant circuit for the front chamber consists of two parallel to the blow mold longitudinal axis on, the flow and the return forming and a nearly constant cross-section having channels, which open in the front part in a channel arranged transversely to the channels and the The coolant circuit of the main chamber ( 10 ) is provided with a cooling channel which is wedge-shaped and has an almost constant cross-section over the length, characterized in that the outer jacket ( 2 ) is formed by a one-piece basic body ( 1 ) with a vertical axis symmetry in cross-section. , which merges with the front part into the front part ( 5 ) and the inner jacket ( 3 ) is formed by a conical welded part ( 4 ) and the front part ( 5 ) the cooling medium supply and discharge channels ( 11 , 13 ) in the 12th -The position of the blow mold and related to the longitudinal axis of the blow mold outside the original cross section of the main chamber ( 10 ) of the blow mold are arranged and the weld-in part ( 4 ) covers the inner cover of the helically shaped cooling channel ( 15 ) of the main chamber ( 10 ) forms.

2. Blow mold according to claim 1, characterized in that the helically shaped cooling channel of the main chamber ( 10 ) has two passages, wherein a helical cooling channel forms the flow and the other wen-shaped cooling channel forms the return and both helical cooling channels by a 180 ° Umlen are connected with each other.

3. Blow mold according to claim 1, characterized in that the coolant circuit of the main chamber ( 10 ) in the 6 o'clock position of the blow mold has a straight cooling channel ( 16 ) and the straight, parallel to the blow longitudinal axis and without ribs provided cooling channel ( 16 ) with respect to the longitudinal axis of the blow mold is arranged outside the original cross section of the main chamber ( 10 ) of the blow mold, the connections ( 17 , 18 ) for the forward and return flow being adjacent to the connections ( 12 , 14 ) of the prechamber ( 9 ) are located in the 12 o'clock position.

4. Blow mold according to one of claims 1-3, characterized in that the longitudinal cross-sectional shape of the channel of the prechamber ( 9 ) is circular and that of the helical channel ( 15 ) of the main chamber ( 10 ) is approximately trapezoidal with rounded corners is.

5. Blow mold according to one of claims 1-4, characterized in that for all channels ( 11 , 13 , 15 , 16 ) of the antechamber ( 9 ) and the main chamber ( 10 ) he required cross-sectional changes in the connection area and the small-wheeled direction changes rounded and without jump points.

6. Blow mold according to claim 3, characterized in that in the double-conical inlet section ( 6 ) two with the connections ( 17 , 18 ) connected semicircular channels ( 20 , 21 ) are arranged, which in the 6 o'clock position range after are guided at the bottom and are hydraulically completely separated from each other in both the 12 o'clock and the 6 o'clock position and establish the connection to the helical cooling duct ( 15 ) of the main chamber ( 10 ), with the helical cooling duct ( 15 ) directly at the front end on the dividing wall to the antechamber ( 9 ) the straight cooling duct ( 16 ) adjoins, which lies below the helical cooling duct ( 15 ) in the 6 o'clock position and in turn ends in the double-conical inlet section ( 6 ).

7. Blow mold according to one of claims 1-6, characterized in that the cross sections (F4) of the supply and discharge channel ( 11 , 13 ) for the prechamber ( 9 ) and the cross section (F5) of the ring channel ( 22 ) in the Antechamber ( 9 ) is almost the same size, but smaller than the cross sections (F1, F2) of the cooling channels ( 15 , 16 ) of the main chamber ( 10 ).

8. Blow mold according to one of claims 1 and 3-7, characterized in that the straight cooling channel ( 16 ) of the main chamber ( 10 ) has a cross section (F1) which is almost the same size as that of the helical cooling channel ( 15 ) the main chamber ( 10 ).

9. Blow mold according to claims 7 and 8, characterized in that the cross sections (F4, F5) of the cooling channels ( 11 , 13 , 22 ) of the prechamber ( 9 ) in comparison to the cross sections (F1, F2) of the cooling channels ( 15 , 16 ) of the main chamber ( 10 ) are up to 35% less.

10. Blow mold according to claims 7-9, characterized in that at approximately the same pump capacity for the coolant supply of the pre ( 9 ) and main chamber ( 10 ) the flow rate in the cooling channels ( 15 , 16 ) of the main chamber ( 10 ) at least 60% of the flow rate in the cooling channels ( 11 , 13 , 22 ) of the prechamber ( 9 ) is.

11. Blow mold according to claim 10, characterized in that at a coolant differential pressure on the blow mold of 2 bar, the speed of the cooling means in the cooling channels ( 11 , 13 , 22 ) of the prechamber ( 9 ) at least 10 m / sec and in the cooling channels ( 15 , 16 ) of the main chamber ( 10 ) is at least 6 m / sec.

12. Blow mold according to one of claims 1-11, characterized in that, seen in cross section, the blow mold in the 12 o'clock position is designed as a roof and in the 6 o'clock position as a bulge, and in the roof-like area the cooling channels ( 11 , 13 ) of the antechamber ( 9 ) and in the bulging trained area the straight cooling channel ( 16 ) of the main chamber ( 10 ) is arranged.