DE2344079B2

DE2344079B2 - Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock

Info

Publication number: DE2344079B2
Application number: DE2344079A
Authority: DE
Inventors: Eduard E. Dipl.-Ing. Velsen-Noord Ijzermann (Niederlande)
Original assignee: Hoogovens Ijmuiden Bv Ijmuiden (niederlande)
Current assignee: Hoogovens Ijmuiden Bv Ijmuiden (niederlande)
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-08-31
Publication date: 1979-02-01
Also published as: JPS516081B2; AT337735B; LU68336A1; JPS5040406A; NL7211908A; ZA735895B; GB1393485A; DE2344079C3; NL169756B; US3901539A; NL169756C; CA985333A; DE2344079A1; ATA763073A; IT994715B; FR2198083A1; ES418393A1; FR2198083B1; BE804310A

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock, der von einer Heißwindringleitung zu eine;· Windform in einem Hochofen abgeht, der als Rohrleitung für heiße Strömungsmittel ein doppelwandiges Rohr mit Flanschen an seinen Stirnseiten aufweist.

dessen Wandungen aus ausdehnbaren Abschnitten in Form von gewellten Blechbälgen und starren Abschnitten bestehen, wobei zwischen den Wandungen ein Umführraum für Kühlmittel vorgesehen ist. Aus der US-PS 2014 355 ist eine Rohrleitung bekannt, durch die heiße Strömungsmittel zu Maschinen, z. B. Motoren, zu- und abgeleitet werden. Um die Übertragung der Vibration von der Arbeitsmaschine auf die Maschinenunterlage zu verhindern, ist die Rohrleitung mit einer flexiblen Ankopplung versehen. Diese Ankopplung ist als doppelwandiges Rohr ausgebildet, dessen Wandungen aus ausdehnbaren Abschnitten in Form von gewellten Blechbälgen und starren Abschnitten gebildet sind. Bei einer Ausführungsform dieser Rohrleitung liegt in der Innenleitung ein starrer Teil zwischen zwei Bälgen und in der Außenleitung ein Balg zwischen zwei starren zylindrischen Teilen. Bei einer anderen Ausführungsiorm dieser Rohrleitung liegt umgekehrt in der Innenleitung der Balg zwischen zwei

Zylindern und in der Außenleitung der zylindrische Teil zwischen zwei Bälgen. Das doppelwandige Rohr ist stirnseitig jeweils durch Flansche begrenzt Dabei können die Flansche lediglich geringfügig gegeneinander verschwenkt werden. Diese geringfügigen seitlichen Schwenkbewegungen genügen auch für den angegebenen Zweck, nämlich die Übertragung von Vibrationen der Arbeitsmaschine zu verhindern. Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß eine Parallelverschiebung der Flansche gegeneinander nicht möglich ist, da ein Blechbalg an seinen Enden bekanntlich keine Parallelverschiebungen zuläßt, wie diese im bekannten Fall bei Parallelverschiebungen der Flansche auch am jeweils mittleren Flansch auftreten müßten. Ein Einsatz des bekannten Ausgleichsabschnitts für Düsenstöcke im

■15 Bereich der Heißwindringleitungen an Hochöfen ist somit wegen der dort notwendigen Anpassungsbewegungen nicht möglich. Diese Anpassungsmöglichkeiten sind einerseits bei der Montage durch Konstruktionsungenauigkeiten erforderlich und ergeben sich anderer-

seits durch die im Betrieb auftretenden Wärmedehnungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock zu schaffen, der die bei den aus der US-PS 20 14 355 bekannten Rohrleitungen für heiße Strömungsmittel genannten Nachteile vermeidet, der also mit Hilfe von Flanschverbindungen in dem Düsenstock so eingeschaltet ist, daß eine völlig unabhängige Bewegung dtr beiden Verbindungsstellen unter Einschluß von Parallelverschiebun- gen möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Dadurch, daß die ausdehnbaren Abschnitte auf den Innen- und Außenwandungen nicht wie im bekannten Fall mit jeweils einem einzelnen Mittelabschnitt versetzt zueinander, sondern vielmehr zweifach paarweise übereinander angeordnet sind, wird eine unabhängige Bewegung der Flansche an den Verbindungsstellen ermöglicht Durch diese völlige Bewegungsfrei- heit können auch Parallelverschiebungen an den Enden des Ausgleichsabschnittes aufgenommen werden, da diese nicht entsprechende Parallelverbindungen der unmittelbaren Balgenden erfordern, sondern durch paarweise gegenläufige Gelenkbiegungen der Bälge erzeugt werden können. Eine solche räumliche Flexibilität ist notwendig, um eine bei der Montage gegebenenfalls vorhandene Konstruktionsungenauigkeit und zum anderen beim Betrieb auftretende Wärmeausdehnun-

gen auszugleichen.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes wieder. Durch die Maßnahme des Anspruchs 2 bleibt der Abstand zwischen den gewählten Blechbälgen konstant, so daß eine gleichbleibende Querschnittsfläche für die durchströmende Kühlflüssigkeit aufrechternalten wird. Nach Anspruch 3 ist der an sich bekannte Schutzmantel in besonderer Weise ausgebildet um eine begrenzte Relativbewegung zu ermöglichen. Zur Verhinderung einer Oberbelastung der Blechbälge wird der Schutzmantel mit Anschlägen verwendet Aus der britischen Patentschrift 10 96 461 ist es zwar bekannt als Kühlmittel bei Vibrationsdämpfern Kühldruckluft zu verwenden. Dabei ist der Raum um den Balg mit trockenen Sandkörnern gefüllt wobei Preßluft als Kühlmittel dient Bei dem Luftauslaß ist ein Sandfilter angebracht

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergibt sich eine besonders wirksriie Kühlung dann, wenn am tiefsten Punkt des Umführraumes ein Kühlwasseranschluß und an seinem höchsten Punkt ein Dampfauslaß nach Anspruch 4 vorgesehen sind, da eine solche Verdampfungskühlung thermodynamisch besonders wirksam ist. Aus der schweizer Patentschrift 2^r> 2 51 730 ist es zwar bekannt, zwischen einem Führungsrohr und zwei weiteren Rohren ein wärmeisolierendes Material vorzusehen, das eine zu hohe Erwärmung des Hohlkörpers verhindert. Jedoch bezieht sich diese Entgegenhaltung auf eine elastische Verbindung zwi- jo sehen den Enden zweier einem hohen Innendruck ausgesetzter Hohlkörper, bei der insbesondere wegen der dynamischen Schwingungen völlig andere Verhältnisse als beim Anmeldungsgegenstand vorliegen.

Nach Anspruch 5 weist die Innenwand mit feuerfestern Material ausgekleidete konische Ansätze auf, die der besseren Haftung der Auskleidung dienen. Dadurch gelingt eine wirksame Wärmeisolierung auch bei thermischer Ausdehnung des Spaltes, die noch durch die Auffüllung in den Fugen im Bereich der ausdehnbaren w Abschnitte nach Anspruch 6 verstärkt wird. Der Ausgleichsabschnitt und der untere Flansch sind nach Anspruch 7 durch einen Zuganker starr unterstützt. Diese Ausbildung bekommt ihre besondere Bedeutung dadurch, daß die auf das Blasrohr und den Abschnitt einwirkenden Kräfte bei einer Ausdehnung des Ausgleichsabschnittes durch Einstellung des Zugankers in Gleichgewicht gebracht werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausgleichabschnitts, der in eine Heißwindleitung eines Hochofens eingeschaltet ist 5>

In der Wand 1 eines Hochofens ist eine Anordnung für die Heißwindzuführung vorgesehen, die aus einem Halter 2, einem Windformkühler 3 und einer Windform 4 besteht Die Windform wird von einem Blaserohr 5 gespeist, das über ein Blaserohrknie 6, einen konischen w> Rohrabschnitt 7 und einen Ausgleichabschnitt 8 mit einer Zweigleitung 9 einer nicht dargestellten Heißwindringleitung verbunden ist.

Damit die Stützkräfte möglichst dicht längs der Mittellinie der Blaserohre und des Blaserohrknies 6 f>"> wirken, ist das Blaserohrknie 6 mittels eines Zugankers 10 an der Wand 1 des Hochofens gehaltert, wobei die verlängerte Mittellinie des Zugankers 10 durch den Schnittpunkt zwischen den Mittellinien des Blaserohrs 5 und des Blaserohrknies 6 verläuft

Der Zuganker 10 haltert außerdem das Biaserohr 5 gegen lotrechte Verschiebungen, so daß der konkavkonvexe Anschluß zwischen der Windform 4 und dem Blasrohr 5 beliebig durch einen anderen zweckmäßigen Anschluß, beispielsweise eine Flanschverbindung oder eine Bajonett-Verriegelungsverbindung ersetzt werden kann.

Die Heißwindhauptleitung ist über ihre Gesamtlänge hinweg mit feuerfestem Material ausgefuttert Zur Aufnahme der thermischen Ausdehnung im Betrieb des Hochofens sowie zur Ermöglichung begrenzter Maßabweichungen der Heißwindhauptleitung im Hochofenbetrieb ist ein ausdehnbares und verkürzbares Verbindungsstück bzw. ein Ausgleichabschnitt 8 vorgesehen.

Der Ausgleichabschnitt 8 ist an seinen Enden mit Flanschen 24, 11 versehen, über welche er mit den benachbarten Abschnitten 7, 9 der Heißwindhauptleitung verbunden ist. Zwischen den Flanschen weist der Ausgleichabschnitt 8 ein doppelwandiges Rohr auf, das durch eine Innenwandung 12 und eine Radial-Abstand davon besitzende Außenwandung 19 mit einem zwischen beiden Wandungen festgelegten Umführraum 18 für Kühlfluidum gebildet wird.

Die Innenwandung weist steife zylindrische Endabschnitte, die starr an den Flanschen 24,11 befestigt sind, sowie zwei in Längsrichtung ausdehnbare Abschnitte auf, die durch Balgen 13, 14 aus quer gewelltem Blech gebildet werden und welche ihrerseits durch einen steifen zylindrischen Zwischenabschnitt voneinander getrennt sind. Die Außenwandung 19 ist ebenfalls mit an den Flanschen 24, 11 befestigten steifen zylindrischen Endabschnitten, einem steifen zylindrischen Zwischenabschnitt und zwei längsdehnbaren Abschnitten versehen, weiche durch Balgen 16, 17 aus gewelltem Blech gebildet werden, deren Wellungen quer, d. h. umfangsmäßig, verlaufen. Die Balgen 16, 17 dienen zur dichten Verbindung des steifen Zwischenabschnitts mit dem betreffenden steifen Endabschnitt. Die beiden steifen Zwischenabschnitte der Innenwandung 12 und der Außenwandung 19 sind durch mehrere Radialglieder starr miteinander verbunden.

Die steifen Abschnitte der Innenwandung 12, die durchgehend mit feuerfestem Material ausgefuttert sind, weisen konische Ansätze 15 auf, welche sich über die Fugen zwischen ihnen erstrecken und radial innerhalb der Balgen 13,14 liegen. Die einander zugewandten und nicht aneinander anstoßenden Ansätze 15 konvergieren jeweils aufeinander zu und sind mit feuerfestem Material ausgekleidet, wobei ihre konische Gestalt die Haftung des Futters verbessert. Die beispielsweise 35 mm breiten Fugen zwischen den Ansätzen sind mit einem zusammendrückbaren feuerfesten Material mit faserigem Gefüge ausgefüllt.

Die Innenwandung 12 ist somit über ihre Gesamtlänge hinweg mit einer Auskleidung versehen. Der Mittelteil des Ausgleichers, d. h. die beiden steifen Zwischenabschnitte, wird durch das feuerfeste Futter und durch die Balgen 13, 14, 16, 17 getragen. Die Außenwandung 19 wird durch einen zylindrischen Mantel 22 geschützt, der am einen Ende starr mit dem oberen Endabschnitt der Außenwandung 19 verbunden ist. \n seinem anderen Ende vermag der Mantel eine begrenzte freie Bewegung gegenüber dem unteren Endabschnitt der Außenwandung 19 durchzuführen, wobei die längsgerichtete Relativbewegung zwischen den beiden Teilen durch an der Außenwandung 19

vorgesehene Anschläge 23 begrenzt wird.

Mit der Erfindung wird somit ein Ausgleichabschnitt geschaffen, der ein beträchtliches Ausmaß relativ freier Bewegung der miteinander verbundenen Rohrabschnitte 7, 9, speziell in Längsrichtung ermöglicht. Kühlfluidum zum Kühlen des Ausgleichabschnitts kann durch natürliche oder Zwangsströmung durch den eine einzige Kammer bildenden Umführraum zirkuliert werden. Zu diesem Zweck weist die Außenwandung an ihrer tiefsten Stelle einen Wassereinlaßanschluß 20 und an

ihrer höchsten Stelle einen Auslaß 21 für in der Kamme 18 gebildeten Dampf auf. Diese Kühlungsart zieh Nutzen aus der hohen latenten Hitze der Verdampfun, von Wasser, doch kann auch eine einfache Wasserküh lung, d. h. eine Wasserein- und -ausspeisung, oder ein Kühlung mittels Druckluft angewandt werden, wofü entsprechende Anschlüsse an der Kammer 18 vorgese hen werden. Das Kühlfluidum kommt mit de Gesamtfläche sowohl der Innenwandung als auch de Außenwandung 19 in Kontakt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock, der von einer Heißwindringleitung zu einer Windform in einem Hochofen abgeht, der als Rohrleitung für heiße Strömungsmittel ein doppelwandiges Rohr mit Flanschen an seinen Stirnseiten aufweist, dessen Wandungen aus ausdehnbaren Abschnitten in Form von gewellten Blechbälgen und starren Abschnitten bestehen, wobei zwischen den Wandungen ein Umführraum für Kühlmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wandung (12, 19) des doppelwandigen Rohres zwei starre Endabschnitte, einen starren Zwischenabschnitt und zwei in Längsrichtung ausdehnbare Abschnitte (13, 14, 16, 17) aufweist, wobei die ausdehnbaren Abschnitte (13, 14, 16, 17) zwischen den Endabschnitten und dem Zwischenabschnitt angeordnet sind.

2. Ausgleichsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenabschnitte der beiden Wandungen (12,19) starr verbunden sind.

3. Ausgleichsabschnitt, bei dem an der Außenseite der Außenwandung des doppelwandigen Rohres ein Schutzmantel angeordnet ist, nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (22) an einem starren Endabschnitt der Außenwandung (19) befestigt ist, während zwischen dem anderen Ende der Außenwandung und dem Schutzmantel (22) eine begrenzte Relativbewegung möglich ist.

4. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am tiefsten Punkt des Umführraumes (18) ein Kühlwassereinlaß (20) und am höchsten Punk», ein DampfausäaS (21) vorgesehen ist

5. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (12) des dcppelwandigen Rohres zumindest an ihren starren Abschnitten eine innere Auskleidung aus einem feuerfesten Material aufweist, und die starren Abschnitte der Innenwandung (12) mit feuerfestem Material ausgekleidete konische Ansätze (15) aufweisen, die in Radialrichtung innerhalb der ausdehnbaren Abschnitte (13,14) der Innenwandung (12) liegen.

6. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Auskleidung in den Bereichen der ausdehnbaren Abschnitte (13, 14) der Innenwandung (12) Fugen aufweist, die mit einem zusammendrückbaren feuerfesten Material gefüllt sind.

7. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den starren Endabschnitten Flansche (24,11) zur Befestigung des Ausgleichsabschnittes an den benachbarten Abschnitten (7, 9) angebracht sind, wobei der Ausgleichsabschnitt und der Abschnitt (7) durch einen Zuganker (10) starr unterstützt sind.