DE2235416B1 - Leitungssystem fur den Transport heißer Gase, insbesondere von Heißwind fur einen Hochofen, welches eine An schlußstelle aufweist - Google Patents

Description

Auskleidung auf der unteren ebenen Fläche ganz

einfach darauf aufgemauert werden kann, ist die

Die Erfindung betrifft ein Leitungssystem für den 60 feuerfeste Auskleidung der oberen ebenen Fläche je-Transport heißer Gase mit einer im wesentlichen doch als Hängesteinkonstruktion ausgeführt. Damit horizontalen Rohrleitung aus Metall, die innen feuer- ist die Gefahr beseitigt, daß Teile dieses gewölbfest ausgemauert ist, wobei dieses Leitungssystem artigen Teils der Ausmauerung nicht genügend gegenmmdestens eine Anschlußstelle, Zwickel oder der- einander abgestützt sind und in die Leitung einbregleichen mit einem angesetzten Rohrstück von vor- 65 dien können.

wiegend gleichem Rohrdurchmesser aufweist. Es ist bekannt, bei Siemens-Martin-Öfen Hänge-

Derartige Leitungssysteme werden z. B. bei Hoch- gewölbe mit Hängesteinen zu verwenden. Dabei wer-

öfen für den Transport des Heißwindes von mehre- den aber sehr viel größere Flächen überspannt, die

dabei iiidsi keine Hache, sondern eine stärker gewölbte Form haben. F in ganz entscheidender Unterschied zu den bekannten Hängegewölben bei öfen besteht aber darin, daß Hängegewölbe über einen Ofenraum nur von einer fast stationären oder sich nur langsam bewegenden Gasatmosphäre bei praktisch Atmosphärendruck beansprucht werden. Dagegen ist eine Heißwindleitung mit einem Hochdruckgefäß vergleichbar, in dem sehr hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten können. Innerhalb einer solchen Leitung müssen die Steine der Ausmauerung an eine stählerne Leitungswandung aufgehängt werden, die zugleich auch die gasdichte Abdichtung gewährleisten muß. Um einen hohen Druck widerstehen zu können, darf diese Leitungswandung nicht zu heiß werden, wobei die Aufhängemittel innerhalb des geschlossenen Leitungsraums genügend kühl bleiben müssen. Damit sind an eine Hängekonstruktion innerhalb von Rohrleitungen bisher nicht bekannte hohe Anforderungen verbunden.

Wenn der Anschluß aus zwei Rohrleitungen besteht, die mit ihren Enden unter einem gewissen spitzen Winkel aneinander münden, genügt es, eine einzige Abschrägung der beschriebenen Art, und zwar nur an der Stelle des Innenwinkels zwischen den Rohrleitungen, vorzusehen.

Auch dann, wenn der Anschluß von einer durchgehenden Rohrleitung und einer daran im spitzen Winkel anschließenden Rohrleitung gebildet wird, genügt oft das Anbringen einer einzigen Abschrägung, und zwar nur an der Seite des spitzen Winkels.

Nicht selten aber wird die anschließende Rohrleitung praktisch rechtwinklig in das durchgehende Rohrteil münden. In solchen Fällen ist es erfindungsgemäß bevorzugt, zu beiden Seiten der Anschlußstelle eine Abschrägung vorzusehen. Bei einem rechtwinkligen Anschluß sollen diese Abschrägungen dann vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnet sein.

Die flache Hängesteinkonstruktion braucht nur innerhalb des Bereiches der einander scheidenden Zylindermäntel vorgesehen zu sein. Wegen einer besseren Stabilität der Konstruktion ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die flache Hängesteinkonstruktion bis über die höchsten beschreibenden Linien der verschiedenen Zylinderflächen hinweg reicht, damit die zylindrischen Gewölbeteile unter einem Winkel an die flache Hängesteinkonstruktion angrenzen.

Um eine gute Aufhängung der Hängesteinkonstruktion zu gewährleisten, weist diese Formsteine mit T-förmigen Ausnehmungen auf, welche über Metallprofile geschoben sind, die an der Metallwandung der Leitung befestigt sind. Vorzugsweise sind die Metallprofile aus einem warmfesten Stahl hergestellt. Zur einfachen Montage der Hängesteinkonstruktion und auch, um ihr eine Bewegbarkeit während des Aufheizens des Leitungssystems zu ermöglichen, können die Metallprofile gemäß der Erfindung mittels Bügel bewegbar aufgehängt sein. Ungeachtet dieser Bewegbarkeit kann dennoch ein guter gasdichter Abschluß des Gewölbes dadurch gewährleistet sein, daß die die Hängesteinkonstruktion bildenden feuerfesten Formsteine mit Nut und Feder ineinandergreifen. Damit wird ebenfalls die Stabilität der Hängesteinkonstruktion zusätzlich verbessert.

Bei einem Leitungssystem, bei dem die Gasgeschwindigkeit und/oder die Gastemperatur sehr hoch sind, empfiehlt es sich, die aufgehängten Formsteine aus Lagen unterschiedlichen Materials herzustellen, wobei der im Leitungsinneren liegende Teil aus schleißfestem, feuerfestem Material besteht, während die radial äußere Seite der Steine aus thermisch gut isolierendem Material besteht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen in Einzelheiten beschrieben.
Es zeigt:
F i g. 1 eine Heißwindleitung für einen Hochofen,

ίο Fig. 2 einen einzelnen Anschlußpunkt an der Heißwindleitung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform dieses Anschlusses,

F i g. 4 eine schematische Schnittdarstellung längs dem Schnitt IV-IV in F i g. 2, und

F i g. 5 eine Darstellung von Einzelheiten des Schnitts gemäß F i g. 4 in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 sind schematisch drei Winderhitzer 1, 2 und 3 für einen Hochofen gezeigt sowie eine Heißwind-Ringleitung 4 rings um diesen Hochofen. Mittels der Heißwindleitung 5 wird der Heißwind der Ringleitung 4 zugeführt, wobei der Heißwind periodisch und jeweils einem der Winderhitzer 1, 2 oder 3 über Heißwind-Zwischenleitungen 6, 7 und 8 in die Heißwindleitung 5 geleitet wird. In der schematischen Darstellung gemäß F i g. 1 sind Heißwindschieber, Expansionskompensatoren und Verankerungsmittel fortgelassen, da diese zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind.

An den Anschlußpunkten der Zwischenleitungen 6, 7 und 8, an die Heißwindleitung 5 und auch am A?ischluß der Heißwindleitung 5 an die Ringleitunr' 4 sind Abschrägungen 9 und 14 sowie 16 und 16 c. in den zwischen den Leitungen geformten Winkeln vorgesehen. In Fig. 2 ist die Stelle des Anschlusses von Leitung 6 an die Heißwindleitung 5 mehr im Detail in vergrößertem Maßstab abgebildet. Ohne Abschrägungen 9 und 10 würden sich die kreiszylindrischen Mantelflächen, welche von den Rohrleitungen 6 und 5 gebildet werden, entlang zwei Ellipsen durchschneiden, die in zwei aufeinander senkrechten, symmetrisch zur Rohrleitung 6 angeordneten Flächen liegen. Der von diesen Ellipsen eingeschlossene Keil ist die Ursache der Probleme mit der feuerfesten Ausmauerung der Rohrleitungen. Diese Ausmauerung ist besonders an ihrem freien Ende nicht oder nur ungenügend gegen das jeweils angrenzende Mauerwerk abgestützt.

Die Abschrägungen 9 und 10 sind als Teil von

Kreiszylinderflächen geformt, die den gleichen Durchmesser haben wie die Rohrleitungen 5 und 6. Die Abschrägungen durchschneiden die Mantelflächen der Rohrleitungen 5 und 6 ebenfalls entlang Ellipsen (vgl. Fig. 2).

Innerhalb des sphärischen Dreiecks, welches von den höchsten beschreibenden Linien der verschiedenen Zylinderflächen begrenzt wird, würde das an die Leitung 5 anschließende Ende normalerweise oben und unten ein Dreieck bilden, dessen eine Spitze das äußerste Ende der Leitung 6 ist. Dieses Dreieck ist erfindungsgemäß von einer flachen Begrenzung 15 ersetzt, und zwar jeweils an der Oberseite und an der Unterseite des Anschlußpunktes. Diese flache Begrenzung 15 reicht sogar, wie aus F i g. 2 ersichtlich, bis

über die höchsten beschreibenden Linien der verschiedenen Zylinderflächen hinweg. Damit wird erreicht, daß die an diese dreieckige Begrenzung 15 anschließende Zvlinderflächen unter einem kleinen Win-

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kel an die ebene Fläche der dreieckigen Begrenzung tels 19 längs in Bügeln 27, die wiederum mittels BoI-

15 anschließen, wodurch die Stabilität des Mauer- zen 26 an fest mit dem Mantel 19 verbundenen Strei-

werkes gemäß Darstellung in F i g. 4 verbessert wird. fen 25 angehängt sind.

F i g. 3 zeigt eine etwas abgeänderte Konstruktion, Diese Art der Aufhängung des Ankers gewährdic sich ergibt, wenn eine der Zwischenleitungen 6, 7 5 leistet eine gewisse Bewegbarkeit der Formsteine 23 oder 8 gemäß Zwischenleitung 6 α unter einem spitzen in Längs- und Quer-Richtung. Jeder Formstein 23 Winkel an die Heißwindleitung 5 anschließt. In dem paßt mit seiner Ausnehmung 30 über ein T-Profil 28, Falle ist es lediglich notwendig, eine Abschrägung 17 wobei jedoch die Kontaktstelle durch Zwischenfügung auf der Seite des spitzen Winkels vorzusehen, da dort von stark isolierender keramischer Wolle 31, welche das als Oberbegrenzung an der Anschlußstelle ange- io zwischen einem endseitigen Quersteg 29 und dem ordnete flache Dreieck 18 einen Übergang notwendig Formstein 23 vorgesehen ist, gesondert thermisch isomacht, liert ist. Am besten ist es, die Ausnehmung 30 voll-

In F i g. 4 ist in Form eines Beispiels die Anord- ständig mit diesem Material auszufüllen, um vorzunung dargestellt, wie innerhalb eines stählernen Man- beugen, daß die Anker selbst zu heiß werden. Die tels 19 übereinander zwei Isolierschichten 20 und 21 15 Formsteine 23 sind entlang ihrer Seitenflächen mit und eine feuerfeste Schicht 22 vorgesehen sind. An Profilen versehen, wodurch sie mit Nut 32 und Feder der Stelle der dreieckigen, ebenen Begrenzung 15 ist 33 zusammenpassen. Hierdurch wird nicht nur der auf der Isolierschicht 20 eine Anzahl von Reihen Zusammenhang des Gewölbes verbessert, sondern feuerfester Formsteine 23 angebracht, die Ausneh- man erhält überdies eine bessere thermische Isoliemungen 30 aufweisen, mit denen sie über Metallpro- 20 rung. Die Formsteine 23 bestehen an sich aus zwei file 24 geschoben sind. Diese Metallprofile 24 sind am ineinandergefügten Teilen. Der radial innere Teil 34 Mantel 19 befestigt. Im Gegensatz zur rein schema- besteht aus einem harten, verschleißfesten und hochtischen Darstellung nach Fig. 4 kann in der Praxis feuerfesten Material, während der radial äußere Teil die Anzahl der Schichten 20, 21 und 22 größer sein. 35 aus einem Material mit erhöhter Isolierfähigkeit

In F i g. 5 sind in Vergrößerung die Einzelheiten 25 besteht. Damit wird erreicht, daß die Ausmauerung

der Anordnung der erfindungsgemäßen Befestigung des Gewölbes gegen die Erosion des im Rohrinneren

der feuerfesten Formsteine 23 an den Metallprofilen, schnell strömenden heißen Gases beständig ist, wobei

auch Anker genannt, gezeigt. Diese Anker bestehen die Anker und Bügel zugleich genügend thermisch

aus Befestigungsteilen 25 bis 29, von denen ein T-Pro- abgeschirmt sind. Es empfiehlt sich, die Verankerung,

fil 28 das eigentlich durchgehende Teil bildet. Dieses 30 d. h. die Teile der Metallprofile 24, aus einer warm-

T-Profil 28 hängt an verschiedenen Stellen des Man- festen Stahllegierung herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Patentansprüche· rcn Winderhitzern zu einer gemeinsamen Heißwind- p ' leitung angewendet, welche in eine rings um den

1. Leitungssystem für den Transport heißer Hochofen verlaufende Ringleitung mündet. Die ErGase, insbesondere von Heißwind für einen Hoch- findung kann jedoch nicht nur bei Hochofen-Heißofen, mit einer im wesentlichen horizontalen 5 Windleitungen, sondern in einer Vielzahl anderer Rohrleitung aus Metall, die innen feuerfest aus- Möglichkeiten mit Vorteil zum Einsatz kommen,
gemauert ist, wobei dieses Leitungssystem min- An den Anschlußstellen der Heißwindeinmündundestens eine Anschlußstelle, Zwickel oder der- gen in die Heißwindleitung und den Anschluß der gleichen mit einem angesetzten Rohrstück von Heißwindleitung an die Ringleitung werden oft sehr vorwiegend gleichem Rohrdurchmesser aufweist, io hohe Ansprüche an die Konstruktion der feuerfesten dadurch gekennzeichnet, daß der Auskleidung der Rohre gestellt. Diese Konstruktion Anschluß mittels Teilen (9, 10; 11, 12; 13, 14; muß sehr hohen Temperaturen (bis etwa 1500° C) 16, 16 a) eines Zylindermantels abgeschrägt ist, bei zugleich starkem und häufigem Temperaturwechwelche an den beiden aneinander angeschlossenen sei (zwischen mehreren hundert Grad Celsius) widerRohrleitungen (5; 6 bis 8) in der Weise angesetzt 15 stehen. Auch müssen in diesen Anschlußstellen die in sind, daß die gemeinsamen Übergangsstellen der verschiedene Richtungen verlaufenden thermischen angeschlossenen Rohrleitungen und die Abschrä- Ausdehnungen aufgefangen werden können, soweit gungen (15, 18) an der Ober- und Unterseite der diese nicht schon auf andere Weise kompensiert wer-Anschlußstelle als ebene Flächen geformt sind, den. Eine große Schwierigkeit bildet bei diesen sehr wobei die feuerfeste Auskleidung der oberen 20 hohen Belastungen des Leitungssystems die statisch ebenen Fläche als Hängesteinkonstruktion ausge- wenig stabile Konstruktion des feuerfesten Mauerbildet ist. werks an den Übergängen der Ausmauerung der

2. Leitungssystem nach Anspruch 1, wobei der Heißwindleitung und der daran befindlichen AnAnschluß von einer durchgehenden Rohrleitung Schlüsse. Insbesondere der höchste Punkt dieser und einer unter einem Winkel von ca. 90° daran 25 Übergangsstelle wird praktisch kaum gegen die ananschließenden Rohrleitung gebildet ist, dadurch grenzenden Mauerwerksteile abgestützt. Es stellt sich gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der An- deshalb oft heraus, daß gerade diese Anschlüsse eine schlußstelle eine Abschrägung (9, 10) vorge- weitere Erhöhung der Heißwindtemperatur beschränsehen ist. ken, weil bei einer weiteren Temperaturerhöhung

3. Leitungssystem nach einem der Ansprüche 1 30 und/oder bei einem größeren Rohrdurchmesser das oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Mauerwerk eben an diesen kritischen Stellen nach-Hängesteinkonstruktion über die höchsten be- gibt, was zu katastrophalen Unglücken führen kann,
schreibenden Linien der einzelnen Zylinderflächen Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile behinweg reicht. kannter Konstruktionen zu vermeiden, insbesondere

4. Leitungssystem nach einem der Ansprüche 1 35 also das feuerfeste Mauerwerk des Leitungssystems bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hänge- an den beschriebenen kritischen Stellen derart abzusteinkonstruktion aus feuerfesten Formsteinen ändern, daß ein auch bei sehr hohen Temperaturen (23) besteht, die mit T-förmigen Ausnehmungen vollkommen betriebssicherer Halt der Ausmauerung (30) über Metallprofile (24) geschoben sind, wel- erzielt wird.

ehe an dem Metallmantel (19) befestigt sind. 40 Erfindungsgemäß sind die Übergänge der anein-

5. Leitungssystem nach Anspruch 4, dadurch anderstoßenden Rohrleitungen derart ausgebildet, gekennzeichnet, daß die Metallprofile (24) mittels daß der Anschluß mittels Teilen eines Zylinderman-Bügel (27) bewegbar aufgehängt sind. tels abgeschrägt ist, welche an den beiden aneinander

6. Leitungssystem nach einem der Ansprüche 1 angeschlossenen Rohrleitungen in der Weise angesetzt bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hange- 45 sind, daß die gemeinsamen Übergangsstellen der ansteinkonstruktion bildenden feuerfesten Form- geschlossenen Rohrleitungen und die Abschrägungen steine (23) mit Nut (32) und Feder (33) zusam- an der Ober- und Unterseite der Anschlußstelle als mengreifen. ebene Flächen geformt sind, wobei die feuerfeste

7. Leitungssystem nach einem der vorhergehen- Auskleidung der oberen ebenen Fläche als Hängeden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die 50 Steinkonstruktion ausgebildet ist.

feuerfesten Formsteine (23) aus Schichten aufge- Dadurch wird die Anschlußstelle durch Zuordnung

baut sind, wobei der zum Leitungsinneren ge- von drei einander in einer Fläche schneidenden Zyrichtete Teil (34) aus verschleißfestem, feuer- lindermantelteilen mit gleichen Durchmessern sowie festem Material besteht, während der andere Teil durch zwei ebene Flächen gebildet, die parallel zu der (35) aus thermisch gut isolierendem Material ge- 55 Fläche angeordnet sind, in der die Zylindermantelbildet ist. teile einander schneiden und welche diese Zylindermantelteile zwischen sich einschließen. Während die