DE2413172B2 - Gekühlte Wandung eines Schachtofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Wandung eines Schachtofens mit Haltenocken aufweisenden Plattenkühlern mit eingesetzten feuerfesten Steinen, bei der auf den Haltenocken das feuerfeste Mauerwerk des Ofens aufliegt.

Aus der DT-OS 14 33 332 ist es bekannt, einen Schachtofen mit Plattenkühlern zu versehen, die zur Abstützung des feuerfesten Mauerwerks Haltenocken aufweisen, und zur Halterung der feuerfesten Ausmauerung in den Plattenkühler feuerfeste Steine einzusetzen. Dabei ragen die Haltenocken über die eingesetzten feuerfesten Steine hinaus in den Ofenraum und bilden die eigentliche mechanische Abstützung der Ausmauerung, die aus einer Garnissage-Schicht besteht, die an den feuerfesten Steinen besonders zuver

lässig festbacken soll. .,.·,,, ,

Bei einer solchen Bauart sind die Haltenocken ganz erheblichen thermischen Belastungen ausgesetzt. Es kan- versucht werden, dieser thermischen Belastung s durch eine spezielle Kühlung der Haltenocken zu betreenen etwa durch ein getrenntes, den jeweiligen Halfenocken durchsetzendes Kühlrohr. Bei einer zu starken Konzentration des Wärmeflusses an den Haltenokken aber reicht auch eine solche zusätzliche Kühlung _tn nicht aus so daß eine Beschädigung des Haltenockens auftre-εη kann. Wenn der Haltenocken einer sehr hohen thermischen Belastung ausgesetzt ist, kann es sich als erforderlich erweisen, den Kühlmittelstrom durch ihn hindurch zu unterbrechen, um eine Explosion im ,< Ofen zu vermeiden. Das Ergebnis ist dann ein noch wirkungsvollerer thermischer Angriff auf den Haltenokken der sogar zu einer Beschädigung des Plattenkühlers führen kann und in jedem Falle die Stützfunktion des Haltenockens beeinträchtigt.

μ Zur Vermeidung dieses Nachteils wäre es denkbar, den Haltenocken besonders kurz auszubilden und auf diese Weise sein Vorderende ausreichend kühl zu halten oder sogar die Verwendung eines Haltenockens überhaupt zu vermeiden, wobei dann ein Stütz- oder Haltestein verwendet würde, der nur durch seinen Eineriff in eine Nut an der Innenseite des Plattenkühlers gehalten wird. Eine solche Anordnung wäre jedoch wiederum mit dem Mangel behaftet, daß hierbei eine unzureichende Abstützung der Ausmauerung erzielt wird was zu einem Abscheren des Mauerwerks oder sogar zu einem vollständigen Kontaktverlust zwischen dem Mauerwerk und den Kühlplatten führen kann. Außerdem besteht die Gefahr, daß der ungenügend abgestützte Stein bricht, wenn er zu fest verspannt wird, oder daß er sich unter hoher thermischer Belastung auflöst, weil nämlich die geringere Berührungsfläche mit dem gekühlten Haltenocken zu einem höheren Temperaturgefälle im Haltestein führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wandung der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß eine unzulässig hohe Wärmebelastung des Haltenockens sicher vermieden werden kann, ohne daß dadurch dessen Abstützfunktion leidet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die in die Plattenkühler eingesetzten feuerfesten Steine auf den Haltenocken ruhen und in radialer Erstreckung beidseitig über die Haltenocken hinausragen.

Dadurch wird einerseits eine sichere Abstützung der eingesetzten Steine durch die Haltenocken erzielt; andererseits aber erstreckt sich der Stein über den Haltenocken hinaus in die Ausmauerung und bildet für diese eine näher am Ofenraum liegende, zusätzliche Abstützung, ohne daß dadurch der Wärmeeinfall am Haltenocken auch nur annähernd in einem solchen Maße vergrößert würde, wie dies der Fall wäre, wenn der Haltenocken selbst den innersten Abstützpunkt des Mauerwerks bilden müßte.

Mit Vorteil sind die eingesetzten Steine in der gekühlten Ofenwand mittels einer Stampfmasse befestigt, welche verbleibende Fugen sauber verschließt.

Mit besonderem Vorteil ist jeder Stein mit seinem in Richtung auf den Mantel über den Haltenocken hinausragenden Teil in eine in der Kühlplatte vorgesehene Ausnehmung eingesetzt, wodurch nicht nur eine zusätzliehe Lagesicherung des Steines gewährleistet ist, sondern darüber hinaus auch eine gute Wärmeableitung aus dem Stein durch eine Verminderung des Abstandes zu gekühlten bzw. kühleren Bereichen der Kühlplatte.

Wenn der Haltenocken, wie dies bei einigen bekannten Plattenkühlern der Fall ist, vom oberen Ende des Plattenkühlers entfernt angeordnet ist, so kann die Ausnehmung in der gleichen Kühlplatte vorgesehen sein, welche den Haltenocken aufweist, auf dem der Stein ruht. Aus konstruktiven Gründen kann der Haltenocken auch an der Oberseite der Kühlplatte vorgesehen sein, so daß die den Stein aufnehmende Ausnehmung in Form einer Nut oder Aussparung an der Unterseite einer in Aufwärtsrichtung angrenzenden Kühlplatte ausgebildet ist. In jedem Falle bietet die Ausnehmung den zusätzlichen Vorteil, daß der Wärmefluß durch den Plattenkühler nahe der Ausnehmung verbessert wird. Ohne die Ausnehmung ist die Kühlkapazität des Plattenkühlers in diesem Bereich möglicherweise im Vergleich zur Wärmezufuhr gering, so daß K.ühlprobleme auftreten.

Eine gute Wärmeabfuhr aus den Haltenocken und auch aus den auf den Haltenocken ruhenden Steinen ergibt sich, wenn die Haltenocken mit Hilfe eines durch sie hindurchgeleiteten Kühlmittels kühlbar sind.

Mit Vorteil bestehen die Steine im wesentlichen aus Siliziumkarbid, wobei die Verwendung eines derart hochqualitativen feuerfesten Materials gewährleistet, daß der Stein dem Haltenocken einen zusätzlichen Schutz sowohl gegen Überhitzung als auch gegen Verschleiß bietet und darüber hinaus auch selbst verschleißfest ist.

Selbst wenn der Stein zur Vermeidung eines Abkippens über den Haltenocken mit seinem hinteren Ende in eine Ausnehmung des Plattenkühlers eingreift, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Stein so anzuordnen, daß sein Schwerpunkt lotrecht oberhalb des Haltenokkens liegt, so daß eine gute Abstützung des Steines durch den Haltenocken gewährleistet ist.

Eine gleichmäßigere Übertragung des Gewichtes des darüberliegenden Mauerwerks auf den Stein läßt sich dadurch erzielen, daß auf jedem Stein ein zweiter Stein aus gleichem Werkstoff ruht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbcispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch vereinfacht einen lotrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Wandung eines Schachtofens,

F i g. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Einzeldarstellung bestimmter Teile der Wandung gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 eine F i g. 2 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer crfindungsgemäßen Wandung.

Der in F i g. 1 dargestellte Schachtofen ist ein Hochofen, der eine gekühlte, feuerfest ausgekleidete Wandung aufweist, die aus einem äußeren Stahlmantel 1 und drei aus Metall bestehenden Kühlplatten 2, 3 und 4 besteht, welche mit Hilfe nicht dargestellter, üblicher Befestigungsmittel am Mantel 1 gehalten sind.

An den oberen Enden der Kühlplatten 3 und 4 sind Haltenocken 5 bzw. 6 vorgesehen. Durch die Kühlplatten und Haltenocken verlaufen in F i g. 1 nicht näher dargestellte Rohre, die mit einem Kühlmittelkreis zum Umwälzen einer Kühlflüssigkeit verbunden sind. An der Innen- bzw. Vorderseite der Kühlplatten 3, 4 sind nutförmige Ausnehmungen 7 vorgesehen, die mit feuerfestem Material ausgefüllt sind. Auf den Haltenocken 5, 6 ruhen die Ausmauerung unterstützende Steine 8 bzw. 9, die im Vergleich zu den üblicherweise für Hochofen-Ausmauerungen verwendeten Aluminiumoxid-Silikat-Steinen überlegene Feuerfestigkeit, mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit und Verschleißfestigkeit besitzen. Im Einzelfall sind die überlegenen Qualitäten bezüglich Feuerfestigkeit, mechanischer Festigkeit, chemischer Beständigkeit und Verschleißfestigkeit der Steine 8 bzw. 9 im Hinblick auf die in einem speziellen Ofen auftretenden Betriebsbedingungen festzulegen. Zur Ableitung der am Vorderende der Steine auftretenden hohen Hitze sollen diese aus einem Werkstoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit als zumindest der Haiintteil des Restes des Materials der Ausmauerung bestehen. Diesen Anforderungen genügen im Beispielsfalie Steine 8 bzw. 9 aus Siliziumkarbid. Diese Steine 8, 9 sind in nutförmige Ausnehmungen 14 am unteren Ende der Innenflächen der in Aufwärtsrichtung angrenzenden Kühlplatten 3, 4 eingesetzt. Die Länge der Haltenocken und der Stützst&ine in Richtung auf den Mantel 1 hin und von ihm weg ist so gewählt, daß die Steine 8, 9 mit mehr als halber Länge auf den Haltenocken 5 bzw. 6 ruhen.

Der Schwerpunkt jedes Steines 8, 9 liegt lotrecht über dem zugeordneten Haltenocken 5 bzw. 6, wobei der Stein sowohl auf den Mantel 1 hin als auch von ihm weg über den Haltenocken 5 bzw. 6 hinausragt. Die Steine 8, 9 selbst sind durch weitere Siliziumkarbid-Steine 10 bzw. 11 abgedeckt, die sich gemäß F i g. 1 weiter in den Ofen hinein erstrecken als die Steine 8, 9. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, da alle Steine 8, 9 bzw. 10, 11 gleich weit in das Ofeninnere hineinragen können. Der Rest der feuerfesten Ausmauerung der Ofenwandung besteht aus Schamotte-Steinen 12, die mit einem Verschleißfutter 13 belegt sind. An Stelle eines Futters oder einer Ausmauerung aus Schamotte-Steinen kann auch eine Ausmauerung aus einem anderen Werkstoff gewählt werden. Beispielsweise kann die gesamte Wand mit Siliziumkarbid-Steinen ausgekleidet sein.

In F i g. 2 ist der Bereich der Ausnehmung 14 und des Haltenockens 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Bahnen von Kühlrohren 15, 16 und 17 durch die Kühlplatten 2 und 3 sind schematisch durch gestrichelte Linien angedeutet. Obwohl die Stützsteine 8 im Prinzip lose auf der Oberseite des Haltenockens 5 aufgesetzt und in die Ausnehmung 14 eingesetzt sein können, empfiehlt es sich, die verbleibenden Fugen mit einer Stampfmasse zu verschließen. Bevorzugt werden hierfür bekannte Stampfmassen eingesetzt, die bis zu einem gewissen Grad kompressibel sind, damit die Wärmeausdehnung der Kühlplatten oder der Steine in den Fugen aufgenommen werden kai.n. In F i g. 2 wird auch deutlich, daß sich das Kühlrohr 15 durch die Ausnehmung 14 dichter an der Oberfläche der Kühlplatte 2 befindet als an einer Stelle, an der keine solche Ausnehmung vorhanden ist. Hierdurch wird die Möglichkeit einer lokalen Überhitzung des Plattenkühlers vermieden.

In F i g. 3 ist eine gegenüber F i g. 2 unterschiedliche Anordnung des Haltenockens 5 und der zugehörigen, mit 18 bezeichneten Ausnehmung dargestellt. Dabei ist der Haltenocken 5 nicht am oberen Ende der Kühlplatte, sondern in einer Zwischenstellung der Höhe der Kühlplatte angeordnet. Die Kühlplatte ist unmittelbar über dem Haltenocken etwas ausgespart, so daß die Ausnehmung 18 gebildet wird, welche den Stützstein 8 aufnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Gekühlte Wandung eines Schachtofens mit Haltenocken aufweisenden Plattenkühlern mit eingesetzten feuerfesten Steinen, bei der auf den Haltenocken das feuerfeste Mauerwerk des Ofens aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Plattenkühler (2, 3, 4) eingesetzten feuerfesten Steine (8,9) auf den Haltenocken (5, 6) ruhen und in radialer Erstreckung beidseitig über die Haltenokken (5,6) hinausragen.

2. Wandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine (8,9) in der gekühlten Ofenwandung mitteis einer Stampfmasse befestigt sind.

3. Wandung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stein (8, 9) mit seinem in Richtung auf den Mantel (1) über den Haltenocken (5,6) hinausragenden Teil in eine in den Plattenkühlern (2, 3, 4) vorgesehene Ausnehmung (14 bzw. 18) eingesetzt ist.

4. Wandung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (18) in der gleichen Kühlplatte (3) vorgesehen ist, welche den Haltenokken (5) aufweist, auf dem der Stein (8) ruht.

5. Wandung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltenocken (5,6) an der Oberseite der Kühlplatte (3, 4) vorgesehen ist und daß die den Stein (8, 9) aufnehmende Ausnehmung (14) in Form einer Nut oder Aussparung an der Unterseite einer in Aufwärtsrichtung angrenzenden Kühlplatte (2,3) ausgebildet ist.

6. Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenocken (5,6) mit Hilfe eines durch sie hindnrchgeleiteten Kühlmittels kühlbar sind.

7. Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine (8, 9) im wesentlichen aus Siliziumkarbid bestehen.

8. Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt jedes auf einem der Haltenocken (5, 6) ruhenden Steines (8, 9) lotrecht oberhalb des Haltenockens (5, 6) liegt.

9. Wandung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem auf einem der Haltenocken (5, 6) ruhenden Stein (8, 9) ein zweiter Stein (10, 11) aus dem gleichen Werkstoff ruht.