DE2135668A1 - Sauerstoffaufblaskonverter - Google Patents

Description

Patentanwalt

. Walter Jackisch * _

7 Stuttgart N, Menzelstraße 40 f\ 4 7 £ C L

15. Juli 1971

Vereinigte Ö'sterreicloische Eisen- und Stalilwerko Aktiengesellschaft Linz (Österreich.)

üauer s tο ffaufblaskonvert er

Die Erfindung betrifft eine« Sauerstoffaufblaskonverter mit einem Blechmantel, der an thermisch hochbeanspruchten Stellen, insbesondere im Bereich zwischen Tragring und Tiegelmündung, mindestens eine von einem Kühlmittel durchflossene Rohrschlangengruppe aufweist, welche mehrere am Konvertermantel angeschweißte Halbrohre von vorzugsweise halbkreisförmigem Querschnitt umfaßt, die an einem Ende an einen Kühlmittelverteiler und am anderen Ende an einen Kühlmittelsammler angeschlossen sind.

Ee ist notwendig, thermisch besonders hochbeanspruchte Teile von Industrieöfen durch besondere Kühlvorrichtungen vor schädlicher Hitzeeinwirkung zu schützen. Zu diesem Zweck werden die in Frage kommenden Ofenteile entweder hohl ausgebildet oder mit einem Mantel versehen, damit durch Durchleiten kalter gas~ förraiger oder flüssiger Kühlmittel überschüssige und diese Ofenteile beschädigende Wärme abgeführt werden kann· Es sind auch Kühlschlangen oder Kühlkanäle bekannt, die durch auf die Ofenteile aufgeschweißte Halbrohre oder ähnliche Profile gebildet , •ind, wie dies beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift ITr· 1 103 952 vorgeschlagen ist.

ORIGINAL INSPECTED

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Bei Sauerstoffaufblaskonvertern ist es erforderlich, den sogenannten Konverterhut, d.h. Konverterteil, oberhalb des Tragringes bis zur Tiegelmündung, zu kühlen. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 6 605 707 ist eine solche Konverterhutkühlung bekannt, welche aus einzelnen, in Rohrlängsrichtung gespaltenen, am Konvertennantel angeschweißten Rohren besteht, wobei mehrere Rohrschlangen - jeweilo für sich getrennt - mit ihrem Vorlaufteil bzw. Rücklaufteil an einen ge-

" meinsamen Kühlmittelverteiler bzw. Kühlmittelsammler angeschlossen sind» Jede einzelne Kühlschlange ist in einer oder mehreren, zwischen den anderen mit Abstand angeordneten Windungen in Form einer sogenannten mehrgängigen. Schraubenlinie um den Konvertermantel verlegt. Die Zufuhr des Kühlmittels erfolgt durch eine Bohrung in den Konvertertragzapfen bzw. durch den hohl ausgebildeten Konvertertragring, in dessen Umgebung die erwähnten Kühlmittelverteiler bzw. Kühlmittelsammler angeordnet sind« Dieses System der Kühlung unter Verwendung voti einzelnen Kühlschlangen, die - jede für sich getrennt - an einen Sammler bzw. Verteiler für das Kühlmittel angeschlossen sind, ist aus dem Kesselbau übernommen worden und bei-

fc spielsweise im Buch Ledinegg, M.: "Dampferzeugung", Springer-Verlag, Wien, 1952, Seiten 16, 17, 38, 39, ^z*5, h6, '»7 und ^9, beschrieben.

Dieses bekannte Kühlsystem für einen Konverter ist mit Nachteilen behaftet. Bei jeweils für sich getrennt verlegten Kühlschlangen besteht bereits bei der Inbetriebnahme die Gefahr, daß sich infolge von Montageungenauigkeiten an den verschweißten Stoßstellen der Rohre sowie durch schlecht ausgeführte Schweißnähte Querschnittsverengungen innerhalb einer solchen Kühlschlange ergeben, so daß ein Druckverlust im Kühlmittel entsteht, die Strömung ungleichmäßig wird und in weiterer Folge die Kühlwirkung verschlechtert wird. Unregelmäßigkeiten in der Beaufschlagung der einzelnen Kühlschlangen sind auch deshalb

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zu erwarten, weil die Kühlschlangen verschieden große Krümmungen und Umlenkungen aufweisen, wodurch ebenfalls der Strömungswiderstand für das Kühlmittel verändert wird. Als Folge einer ungleichmäßigen Kühlung des Konvertermantels können insbesondere am Konverterhut im Bereich der Tiegelmündung Zonen verschiedener Temperatur auftreten., so daß im Blechmantel unterschiedliche Wärmedehnungen und Spannungen auftreten, was sowohl für den Blechmantel selbst als auch für die feuerfeste Auskleidung des Konverters nachteilig ist. Nach einer längeren Betriebsdauer besteht außerdem die Gefahr, daß das Kühlsystem durch mechanische Verunreinigungen und/oder durch Ablagerungen von Kalk verengt wird; es kann sich dabei sowohl um örtliche Ansätze als auch, um Verstopfungen handeln. Das kann zur Folge haben, daß bei für sich getrennt verlegten Rohrschlangen nur ein Teil derselben vollständig vom Kühlmittel durchströnt wird, während ein anderer Teil bei vermindertem Durchfluß überhitzt wird, wodurch das Kühlmittel verdampft. Diese Unzulänglichkeiten können im Stahlwerksbetrieb zu schweren Katastrophen führen.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Kühlsystems besteht darin, daß die Anfertigung und Montage der in Rohrlängsrichtung gespaltenen Rohre, die beispielsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen können, große Schwierigkeiten bereitet, weil diese Halbrohre in zwei Ebenen gebogen werden müssen, damit sie an. die kegelige, kugelförmige und zylindrische Wand eines Konverters angepaßt werden können. Die Hauptarbeit ist während der Montage zu leisten, weil die Verlegung der Rohre in einer Schraubenlinie entsprechende Anpassungs- und Änderungsarbeiten erfordert, die nicht vollständig in die Werkstatt vorverlegt werden können; die Montage ist domentsprechend teuer.

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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten durch Schaffung einer strömungstechnisch, verbesserten und betriebssicheren Konvertermantelkühlung, die auch leicht herstellbar und bei der der Mont age aufwand gering ist.

Die Erfindung besteht bei einem Sauerstoffaufblaskonverter der eingangs bezeichneten Art darin, daß zwecks Druck- h ausgleich und Strömungsvergleichmäßigung des Kühlmittels die Halbrohre jeder Gruppe an mindestens einer Stelle durch Querkanäle untereinander verbunden sind.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Halbrohre über den größten Teil des TJmfanges des Konvertermantels in einer einzigen zur Konverterachse senkrecht stehenden Ebene gebogen sind.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können mehrere Rohrschlangengruppen übereinander angeordnet und deren Halbrohre jeweils durch schräge Verbindungsrohre verbunden sein.

" Eine zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere Rohrschlangengruppen übereinander angeordnet sind, wobei die Halbrohre jeder Gruppe an den Ilühlmittelverteiler und an den ICühlmittelsamraler angeschlossen sind (Fig. 2).

Schließlich können bei einer dritten Ausführungsform auch mehrere Rohrschlangengruppen übereinander angeordnet sein, wobei die Halbrohre jeder Gruppe an je einen ICühlmittelverteiler und -sammler angeschlossen sind (Fig. 3)·

Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeiepielen in der Zeichnung näher erläutert«

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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Oberteiles (liutes) eines Sauerstoffaufblaskonverters, teilweise im Schnitt dargestellt; drei Rohrschlangengruppen sind übereinander angeordnet und strömungstechnisch hintereinander geschaltet. Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch für eine Ausführungsform mit drei strömungstechnisch parallel geschalteten Rohrschlangengruppen, welche an einen geneinsamen, vertikal angeordneten Kühlmittelverteiler bzw, Kühlniittölsammler angeschlossen sind. Fig. 3 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, für drei strömungstechnisch parallel geschaltete Rohrschlangengruppen, die - jedoch jede für sich getrennt - an je einen Zühlmittelverteiler bzw, Kühlmittelsammler angeschlossen sind.

In Fig. 1 ist mit 1 der Blechmantel des Konverters, der eine feuerfeste Zustellung 2 und einen Mündungsring 3 aufweist, bezeichnet. Im Bereich des nicht dargestellten Konvertertragringes ist ein Kühlmittelverteiler 4 für die Zufuhr von Kühlwasser über Verbindungsrohre 5 - C in eine Rohrschlangengruppe vorgesehen, welche aus am !Convertermantel angeschweißten Halbrohren 9-12 besteht. Diese Rohre haben vorzugsweise halbkreisförmigen Querschnitt; es können aber auch andere handelsübliche offene Profile, wie U-Profile, Hinneriprof ile, halbelliptische Profile, u.dgl., verwendet werden. Die Halbrohre 9 - 12 sind in horizontalen, d.h. in zur IConverterlängsachse senkrechten Ebenen parallel verlegt und umfassen den größten Teil des Umfanges des Blechmantels 1. Um den Übergang zur nächsthöheren Rohrschlangengruppe 9' - 12* herzustellen, sind schräge HaIbrohrstücke 13 - 16 vorgesehen. Die Rohrschlangengruppe 9' - 12' iat mit der nächsthöheren Rohrschlangengruppe 9" - 12" wieder durch schräge Halbrohrstücke 13* - l6' verbunden. Der Rücklauftell des Xühlsystems besteht aus Rohren 17 - 20, welche Halbrohre 9^M - 12" die oberste Rohrechlangengruppe mit dem Kühlmittelsammler 21 verbinden* Die Strömungsrichtung des Kühlmittels iet duroh Pfeile gekennzeichnet· Wie man aus Fig. 1 sieht,

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brauchen die Rohr© 9 - 12, 9» - 12' uev, zur Anpassung an die Kontur des Blechmantels 1 jeweils nur in einer einzigen, zur !Convert er achse 23 senkrecht stehenden Ebene gebogen werden. Erfindungsgemäß sind an mehreren Stellen 'zwischen, den einzelnen Halbrohren jeder Rohrschlangengruppe Ouerkanälo 22 vorgesehen, welche ebenfalls durch an den Konvertermantel 1 angeschweißte Kalbrohre gebildet sein können, so daß innerhalb einer Rohrschlangengruppe ein Druckausgleich und eine Vergleichinäß*igung in der Strömung der Kühlflüssigkeit herbeigeführt wird, Es können in den einzelnen Rohrschlangengruppen eine verschiedene Zahl von Querkanälen 22 angeordnet sein, die auch verschieden um den Umfang des Xonvertermantels- angeordnet sein können. So ist es zweckmäßig, an den thermisch höher beanspruchten Stellen, wie an der Ausgußβeite des Konvertermantels, mehrere Querkanäle vorzusehen, um den erwünschten Druck- und Strömungsausgleich zu gewährleisten.

Nach Fig. 2 sind drei übereinander angeordnete, den gesamten Bleohmantel 1 umschließende horizontale Rohrschlangengruppen mit Halbrohren Zk - 27 bzw. Zk* - 27' und Zk" - 27" vorgesehen, welche an einen gemeinsamen vertikal angeordneten P Kühlmittelverteiler 28 bzw. einen gemeinsamen Kühlraittelsammler 29 verbunden sind. Xühlmittelverteiler 28 und Kühlmittölsammler 29 sind aus verschieden groß dimensionierten Rohrteilen 30 32 gebildet, welche mit den einzelnen Halbrohren der Rohrschlangengruppen durch Verbindungsrohre 33 verbunden sind· Die einzelnen Halbrohre der Rohrschlangengruppen sind an ihren Enden verschlossen; dieser Abschluß ist mit 3k bezeichnet. Die Querkanäle zwischen den Halbrohren jeder Rohrschlangengnippe sind wieder mit 22 bezeichnet.

Nach Fig. 3 ist eine aus den Halbrohren 35 - 38 gebildete Rohrschlangengruppe durch Rohrstücke 39 - kZ mit einem eigenen Kühlmittelverteiler kl und durch Rohrstüok» hk - k7

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mit einem eigenen Xühlmittölsammler kQ verbunden. Die die

* Halbrohre jeder Rohrschlangengruppe verbindenden Querkanäle sind wieder niit 22 bezeichnet. Die tiefer liegende Rohrffchlangengruppe wird durch die Halbrohre h9 - 52 gebildet,
welche ebenfalls durch Rohrstücke $k - 57 mi* einem eigenen Xühlmittelverteiler 53 und durch die Rohrstücke 58 - 6l mit einem eigenen Kühlmittölsammler 62 verbunden ist. Die Hühlmittelverteiler 43, 53 bzw. die Xühliäittelaanimler h8_t 62
sind auf den IConvertermantel zueinander jeweils um 120 versetzt. Ein dritter (nicht dargestellter) Xühlmittelverteiler und -sammler befinden sich auf der Rückseite des Konverters und sind mit einer dritten Rohrβchiangengruppe, weiche die
Halbrohre 63 - 66 umfaßt, in der beschriebenen Weise verbunden.

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Claims (1)

1. atentansprüche :

   1« Sauerstoffaufblaskonverter mit einem Blechraantel, der an thermisch hochbeanspruchten Stellen, insbesondere im Bereich zwischen Tragring und Tiegelmündung, mindestens eine von einem Kühlmittel durchflossene Rohrschlangengruppe aufweist, welche mehrere am Sonvertermantel angeschweißte Halbrohre von vorzugsweise halbkreisförmigem P Querschnitt umfaßt, die an einem Ende an einen Kühlmittelverteiler und am anderen Ende an einen Kühlmittelsammler angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Druckausgleich und Strömungsvergleichmäßigung des Kühlmittels die I-Ialbrohre (9 - 12, 9' - 12», 9ⁿ - 12"; 24 27, 24' - 27«, 24" - 27"; 35 - 33, 49 - 52, 63 - 66) jeder Gruppe an mindestens einer Stelle durch Querkanäle (22) untereinander verbunden sind.

   2» Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ilalbrohre (9 - 12, 9« - 12», 9» - 12»; 24 - 27, 24« - 27», 24» - 27»; 35 - 38, 49 - 52, 63 - 66) über k den größten Teil des Umfanges des Konvertermantels (l) in einer einzigen zur !Convert er achse (23) senkrecht stehenden Ebene gebogen sind·

   3. Konverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrschlangengruppen (9 - 12, 9' - 12', 9" - 12^M) übereinander angeordnet und deren Halbrohre jeweils durch schräge Verbindungsrohre (13 - l6» 13' - 16') verbunden sind (Fig. 1).

   4. Konverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrschlangengruppen (24 - 27, 24' - 27', 24" 27") übereinander angeordnet sind, wobei die Halbrohre

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   jeder Gruppe an den Kühlmittelverteiler (28) und an den Kühlmittelsaramler (29) angeschlossen sind (Fig. 2),

   5· Konverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrschlangengruppen (63 - 66₁ k-9 - 52, 35 - 38) übereinander angeordnet sind, wobei die Halbrohre jeder Gruppe an je einen Kühliaittelverteiler (53* ^3) und Kühlraittelsammler (62, 48) angeschlossen sind (Fig. 3)«

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