DE2257667C3

DE2257667C3 - Düse zum Einblasen von heißen Gasen in einen Schachtofen

Info

Publication number: DE2257667C3
Application number: DE2257667A
Authority: DE
Inventors: Nicolas Gerassimos Ponghis; Claude Henri Vanosmael
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-24
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2257667A1; DE2257667B2; CA967001A; NL7216180A; IT975750B; GB1354628A; LU66480A1; BE776093A; JPS4863935A; FR2163180A5; US3794308A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse zum Einblasen von heißen Gasen in einen Schachtofen, insbesondere auf eine Blasform für einen Hochofen, die aus einem länglichen Körper mit zwei koaxialen Rohren besteht, deren Inneres einen zentralen Durchgang von konstantem Durchmesser und eine gleichmäßige sowie glatte Innenwandung aufweist, und an welches sich an seinem dem Schachtofen zugekehrten Ende ein als mit Wasserumlauf über eine Leitung gekühlte konvergierende Blasform gestaltetes Endstück anschließt, während sein anderes Ende einen aus zwei Teilen bestehenden Flansch aufweist, von denen einer für den Anschluß an die Versorgungsleitung für das ein;:ublasende Medium vorgesehen ist.

Eine Blasform dieser Art ist nach der US-PS 33 33 619 bekannt. Es handelt sich dabei um einen Brenner für die Erzeugung einer besonders energiereichen, durch Stoßwellen stabilisierten Flamme. Zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr besteht eine Wasserkühlung derart, daß das innere Rohr durch einen gegenüber seiner außenseitigen Verlängerung schräg angesetzten Anschluß mit Kühlwasser beaufschlagt wird, welches bis zur Blasform geführt ist und dort «ine Umlenkung erfährt, so daß es aus einem weiteren, das innere und äußere Rohr umschließenden Rohr nach seinem erfolgten Durchlauf mit einem gleichfalls schräg in die Mantelfläche des weiteren Rohres eingesetzten Anschluß abgeleitet werden kann.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabenstellung der Erfindung darin, insbesondere dem Einglasen heißer, reduzierender Gase, wie CO bzw. H2, oder Kohlenwasserstoffe enthaltender Gase, die auch noch Bestandteile an CO2 bzw. H2O oder N2 aufweisen können, Rechnung zu tragen. Derartige Gase sind einerseits für die Rohrleitungen eine thermische Belastung, die aber durch die bekannten Maßnahmen zur Kühlung ausgeglichen werden kann. Darüber hinaus sind insbesondere Reduktionsgase, wie CO und H₂, aber auch von hoher chemischer Aggressivität, die sich durch Kühlmaßnahmen nur sehr wenig beeinflussen läßt. Sie greifen daher die Innenwandung des Rohres an und können es sogar zerstören, so daß die Bedingungen für ein regelmäßiges und gleichmäßiges Eindringen der heißen Gase in den Schachtofen gestört werden.

Um die vorgenannten, durch den chemischen Angriff der heißen Reduktionsgase bedingten Schwierigkeiten zu beheben, besteht erfindungsgemäß das innere Rohr bei einer Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art aus einem nichtmetallischen, feuerfesten Werkstoff. Eine derartige Ausführung zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Beständigkeit gegenüber den korrodierenden Einflüssen der durchgeleiteten Gase aus, und zwar insbesondere im Bereich hoher Temperaturen von 1000° C bis 120O⁰C.

An sich sind feuerfeste Auskleidungen bei Heißwindleitungen, Zwischenstücken und Blasformen bekannt, so zum Beispiel nach der DE-OS 18 13 217. Dabei wird jedoch lediglich ein feuerfestes Futter auf die Innenseite eines bestehenden Rohrs aufgebracht, ohne daß sich hieraus ein Hinweis darauf ergibt, in der erfindungsgemäßen Weise das innere Rohr als solches aus einem feuerfesten Material herzustellen.

Zweckmäßig wird das erfindungsgemäß ausgeführte innere Rohr aus einem vergießbaren, feuerfesten Kitt von sehr feiner Körnung und hoher Festigkeit bei hohen Temperaturen hergestellt. Auf diese Weise erhält es insbesondere eine glatte Innenwandung, die für das gleichmäßige Durchleiten der heißen Gase von erheblicher Bedeutung ist.

Da das innere, aus feuerfestem Werkstoff bestehende Rohr nicht durch ein Metallrohr ummantelt ist, bedarf die Zuverlässigkeit des dichten Anschlusses des inneren Rohrs an das Endstück besonderer Aufmerksamkeit, um zu verhindern, daß sich bei unterschiedlicher thermischer Ausdehnung das Endstück vom inneren Rohr löst. Zweckmäßig ist das Endstück deshalb durch Schweißen mit dem äußeren Rohr verbunden und aus dem gleichen metallischen Werkstoff wie das äußere Rohr hergestellt. Es kann aber auch eine gegenüber dem Werkstoff des äußeren Rohrs höhere Leitfähigkeit besitzen und insbesondere aus Kupfer hergestellt sein. Damit wird erreicht, daß die Kühlung des Endstückes besonders wirkungsvoll ist und einer unzulässigen Ausdehnung, durch welche sich das Endstück vom inneren Rohr lösen könnte, entgegenwirkt.

Anhand einer Zeichnung wird eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Blasform erläutert.

Diese Blasform umfaßt einen länglichen Körper 1, ein den länglichen Körper verlängerndes Endstück 2, einen das andere Endstück bildenden ringförmigen Flansch 3 und eine Leitung für die Wasserumlaufkühlung.

Der längliche Körper 1 besteht aus zwei koaxialen Rohren 4 und 5. Das äußere Rohr 4 ist aus nichtrostendem Stahl mit guter mechanischer Festigkeit nid chemischer Beständigkeit bei hohen Temperaturen hergestellt. Das innere Rohr 5 wird vom Rohr 4

umgeben und besitzt einen mittleren Durchgang 6 von konstantem Durchmesser sowie eine gleichmäßig glatte Innenwandung. Zu diesem Zweck besteht das Rohr 5 aus einem gießbaren Feuerfestkitt von sehr feiner Körnung, der ebenfalls eine große Festigkeit bei hohen Temperaturen gewährleistet

Das den länglichen Körper 1 verlängernde Endstück 2 für den Austritt des einzublasenden Mediums besteht aus einer klassischen Blasform mi! Kühlung durch Wasserumlauf. Das Innenprofil dieser Blasform weist einen konvergierenden Abschnitt 7 mit einer anschließenden Spitze 8 von gleichbleibendem Durchmesser auf. Diese Blasform besteht aus Kupfer, um eine gute Wärmeübertragung sicherzustellen, und ist am äußeren Rohr 4 durch die Schweißnaht 9 befestigt

Der ringförmige Flansch 3 bildet das andere Endstück des länglichen Körpers 1 und besteht aus zwei miteinander verbundenen Teilen 10 und 11. Das Teil 10 dient zur Befestigung an der Außenwandung des Schachtofens und ist aus dem gleichen nichtrostenden Stahl wie das äußere Rohr 4 hergestellt, dessen Verlängerung es bildet Das Teil 10 des ringförmigen Flansches ist am äußeren Rohr 4 mitteis einer kegeistumpfförmigen Verbindung 12 aus dem gleichen Werkstoff und mittels der Schweißungen 13 und 14 befestigt. Das Teil 11 von größerer Dicke als Teil 10 dient einerseits zum Anschluß an die Versorgungsleitung für das einzublasende Medium und andererseits zur Aufnahme einer Kühlvorrichtung. Dieses Teil 11 des ringförmigen Flansches besteht aus dem gleichen nicht metallischen Feuerfestmaterial wie das innere Rohr 5, dessen Verlängerung es bildet und mit dem es ein Ganzes ist.

Die Kühlleitung, deren Eintritt 15 und Austritt 16 sich am Umfang des ringförmigen Flansches 3 befinden, umfaßt einen kreisförmigen Abschnitt im ringförmigen Flansch, einen durch den länglichen Körper 1

ϊ verlaufenden geradlinigen Abschnitt und einen Endabschnüt, der durch die zur Blasform aus Kupfer gehörige Leitung gebildet wird. Der im ringförmigen Flansch 3 befindliche Leitungsabschnitt setzt sich aus zwei voneinander getrennten ringförmigen Kammern 17 und

κ* 18 zusammen, wobei die Kammer 17 zum Anschluß an die Wasserversorgungsleitung 19 vorgesehen und die andere Kammer 18 zur Verbindung mit der Wasseraustritlsleitung 20 bestimmt ist Die Verbindung der Kammern 17 und 18 mit dem geradlinigen Abschnitt des

r> länglichen Körpers 1 erfolgt mittels entsprechend gekrümmter Kanäle 21 und 22, die in das Feuerfestmaterial des zum ringförmigen Flansch 3 gehörigen Teils 11 eingelassen wird. Der durch den länglichen Körper 1 verlaufende geradlinige Abschnitt der Leitung für die

2υ Wasserumlaufkühlung besteht aus den Kanälen 23 und 24, die teilweise in der Wandung des äußeren Rohres 4 und teilweise in der Wandung des inneren Rohres 5 gebettet sind. Für den Verlauf sind zwei Kanäle 23 vorgesehen, die den beiden Kanälen 24 für den Rücklauf

->> diametral gegenüberliegen und relativ hierzu um 90 versetzt sind. Die Versorgung der zur Blasform gehörigen 1 eitung erfolgt durch die Verlängerung 25 der für den Vorlauf bestimmten Kanäle 23, während der Austritt aus dieser Leitung durch die Verlängerung 26

in der Kanäle 24 für den Rücklauf erreicht wird. Die Kanäle 21, 22, 23-25 und 24-26 sind aus nichtrostendem Stahl hergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Düse zum Einblasen von heißen Gasen in einen Schachtofen, insbesondere Blasform für einen Hochofen, die aus einem länglichen Körper mit zwei koaxialen Rohren besteht, deren Inneres einen zentralen Durchgang von konstantem Durchmesser und eine gleichmäßige sowie glatte Innenwandung aufweist, und an welches sich an seinem dem Schachtofen zugekehrten Ende ein als mit Wasserumlauf über eine Leitung gekühlte konvergierende Blasform gestaltetes Endstück anschließt, während sein anderes Ende einen aus zwei Teilen bestehenden Flansch aufweist, von denen einer for den Anschluß an die Versorgungsleitung für das einzublasende Medium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr {5) aus einsm nichtmetallischen, feuerfesten Werkstoff besteht

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (5) aus einem vergiettbaren feuerfesten Kitt von sehr feiner Körnung und hoher Festigkeit bei hohen Temperaturen besteht.

3. Düse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich an das innere Rohr (5) anschließende Endstück (2) durch Schweißen fest mit dem äußeren Rohr (1) verbunden ist und aus dem gleichen metallischen Werkstoff wie das äußere Rohr(l)besteht.

4. Düse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich an das innere Rohr anschließende Endstück (2) aus einem metallischen Werkstoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit besteht.

5. Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (2) aus Kupfer hergestellt ist.