DE2552637A1

DE2552637A1 - Plattenkuehler fuer schachtofen, insbesondere hochofen, und verfahren zur dessen ausfuehrung

Info

Publication number: DE2552637A1
Application number: DE19752552637
Authority: DE
Inventors: Stanislaw Dipl Ing Bednarczyk; Adam Dr Ing Gierek; Leszek Dr Ing Krol; Eugeniusz Dipl Ing Krzemien; Pawel Dipl Ing Mandelka; Teodor Dipl Ing Nowak; Kazimierz Dipl Ing Skoczkowski
Original assignee: HUTA HOSCIUSZKO PRZED PANSTWOW
Current assignee: HUTA HOSCIUSZKO PRZED PANSTWOW
Priority date: 1974-11-26
Filing date: 1975-11-24
Publication date: 1976-08-12
Also published as: SE7513231L; PL95965B1; FI753328A; FI58976C; US4004790A; FI58976B

Description

Huta Kosciuszko Przedsxebiorstwo Panstwowe in Chorzow/Polen

Plattenkühler für Schachtofen, insbesondere Hochofen, und Verfahren zur dessen Ausführung

Die Erfindung betrifft einen Plattenkühler für Schachtofen, insbesondere Hochofen, und das Verfahren zur dessen Ausführung. Der Plattenkühler kann in der Ofengestellzone, in der Ofenrast, im Kohlensack oder im Schachtunterteil des Hochofens, sowie auch in Schachtofen zur Erzeugung von Kupfer und Zink eingesetzt werden .

Ein bekannter Kühler, insbesondere für Hochofen, wird in Form eines gußeisernen Kastens gebaut, dessen bogenförmiger Umriß dem Hochofenmantel angepaßt ist und der mit Schamottesteinen, welche um den Gußspannungen vorzubeugen, wie auch zwecks der Kompensation der Ungleichmäßigen¹ Dehnung der Schamottevermauerung und des Gußeisenausbaus mit Asbest ausgefüllte DehnungsfugeBtaufweisen, ausgefüllt ist. Um die Wärmeabführung zu ermöglichen, sind im gußeisernen Kastengehäuse Kühlrohre eingebettet, durch welche während des Betriebes Wasser fließt. Trotzdem diese Kühler seit Jahren benutzt werden, weisen sie viele Nachteile auf.

609823/0692

2552^37

•a.

Das Vergießen mit flüssigem Gußeisen der mit Asbest ausgefüllten Dehnungsfugen versehenen Schamottesteine bewirkt, aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungszahlen, das Entstehen von Gußspannungen, die entweder das Bersten der Kühler schon während ihrer Abkühlung, oder deren Bersten während der Hochofenkampagne verursachen. Die Verwendung von Asbestzwischenlagen bewirkt eine ungleichmäßige Wärmeverteilung auf der Kühlerplatte und das Entstehen von ungleichmäßigen Spannungen, was, wie bereits erwähnt wurde, das Bersten der gegossenen Kühlerplatte verursacht, wodurch Wasser in das Innere des Hochofens gelangt.

Gleichzeitig wurde festgestellt, daß die Wärmeabführung durch den mit Schamotte ausgelegten Kühler, insbesondere an den Stellen wo sich die Asbestzwischenlagen befinden, äußerst gering ist. Dies ist auch die Ursache einer schnellen Zerstörung der Schamotteausmauerung in Hochöfen in der Ofengestellzone, den Ofenrasten, im Kohlensack und im Unterteil des Schachtes. Bekannt sind Fällen, wo nach Ablauf von 2 ... 6 Monaten die Ausmauerung des Ofens zerstört wurde und auch die Ausmauerung der Kühler ausbröckelte.

Das Bilden des Schutzansatzes innenseits des Ofens an der Ausmauerung erfolgte zu spät, und daher die schnelle Zerstörung der Ausmauerung.

Obiges zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Herstellung des bisher bekannten Kühlers äußerst ungelegen ist, eine große Menge Ausschuß verursacht und die erzeugten Kühler das Bersten drohende Innenspannungen aufweisen, sowie große thermische Widerstände bei Abführung der Wärme, was im Ergebnis zu einer

609823/0692

ORIGlNALiNSPEGTED

hohen Abnutzung der Schamotteausmauerung des Ofens führt.

Der Zweck der Erfindung ist die Mängel und Ungelegenheiten, die der Stand der Technik aufweist, zu beseitigen.

Der Erfindung steht die Aufgabe zugrunde so eine Bauweise des Plattenkühlers für Schachtofen, insbesondere Hochöfen, zu entwickeln, die in der Ofengestellzone, dem Rasten_s dem Kohlensack und im Schachtunterteil eingesetzt werden kann, und dessen Ausführung einfach ist, und welche bei der Herstellung keinen Ausschuß gibt, sowie von Gußspannungen frei wird.

Weiter wird bezweckt, daß der Kühler eine große Beständigkeit gegen zerstörende Einwirkungen unter Betriebsbedingungen des Ofens aufweist, und auch die Wärme auf intensivere Weise als dies bei den bisher eingestzten Kühlern der Fall ist, um das Entstehen des Schutzansatzes an der Ausmauerung des Ofens zu beschleunigen.

Die oben angeführten technischen Effekte wurden dank dem erfindungsgeraäßen Kühler mit bekannter geometrischer Gestalt,welcher in einem Gußeisenkasten eingebettete Rohren erhält, und welcher, was kennzeichnend ist, von der Ofeninnenseite eine aus Halbgraphit-Formstücken bestehende Auskleidung trägt.

Die Ausführung des Kühlers besteht in der Formung eines Kastengusses unter Zuhilfenahme eines Modells und

609 823/0&-9-2

If.

nach Bedeckung des Formhohlraumes mit einer Schutzschicht, vorzugsweise Wasser-Graphitschicht,und nach dem Verlegen in der unteren Form der Graphit-Formstücke auf so eine Weise, daß sie einander berühren,und nach ihrer Sicherung gegen ein Ausfließen werden nachfolgend auf bekannte Weise im oberen Teil der Form Kühlschlangen verlegt, wonach die Form mit flüssigem, niedriglegiertem Gußeisen, vorzugsweise mit Zusatz von Chrom, ausgefüllt wird.

Ein auf diese Weise hergestellter Kühler weist eine Reihe von Vorteilen auf. Die Spannungen im gußeisernen Kasten, die sich während des Gießens aufbauen sind minimal, was im erheblichen Maße die Stückzahl der Ausschüsse, welche während der Herstellung des Kühlers entstehen, herabsetzt, weiter weist der Kühler eine längere Standzeit auf, weil die Kühlrohre frei von Vorspannungen sind. Einen wichtigen Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlers bildet die vielfach schnellere Abführung der Wärme, weil die Wärmeleitzahl der Halbgraphit-Formstücke um etwa das zehnfache höher ist als die Wärmeleitzahl der Schamotteerzeugnisse. Somit erreicht der. Ofen nach seiner Inbetriebsetzung viel schneller die festgesetzten Betriebs· bedingungen und an der Innenseite der Ofenausmauerung bildet sich beinahe sofort der Schutzansatz, der sich bis zum Ende der Ofenkampagne erhält. Einen weiteren Faktor, der die Lebensdauer des Kühlers verlängert, bildet die Hohe Beständigkeit der Halb-Graphit-Formstücke gegen chemische Angriffe in Hochofenbetriebsbedingungen, wie auch die Beständigkeit gegen hohe Temperaturen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zwischen den Formstücken keine Asbestzwischenlagen, die¹oft zerbröckelten und die Ursache einer Zerstärung des Kühlers waren, wie auch die Ausbreitung der Warme in Vertikalrichtung erschwerten, erforderlich sind.

6 0 9 8 2 3/0 6-9-2

Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert wer den. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Ansicht des Kühlers von der Seite der Ausmauerung,

Fig. 2: den Querschnitt A-A nach Fig. 1,

Fig. 3: die Draufsicht des Kühlers an der in Fig. 2 mit W bezeichneten Stelle.

Der Kühler hat einen Kasten 1 aus niedriglegiertem Eisenguß mit Zusatz von etwa 1 % Chrom. In der Außenwand des Kastens 1 ist eine bekannte Kühlschlange 2 eingebettet. Zwischen den Rippen 4 sind nebeneinander Hlabgraphit-Formstücke 3 verlegt und gegen etwaiges Azsfließen während des Abgießens gesichert. Die Kühlschlange 2 ist mit Herausführungen aus dem gußeisernen 1 mit Rohrstutzen für den Anschluß an die Zu- und Ableitung des Wassers versehen, überdies ist die Kühlschlange mit einer Schutzschicht, z.B. aus Zirkoniumoxid, überzogen, die die Schlange während des Abgießens der Form mit Gußeisen vor Aufkohlung schützt. Günstig ist, wenn die Formstücke aus Halbgraphit mit folgenden Eigenschaften gefertigt sind:

Wärmeleitzahl bei 20 ⁰C - 25 kcal/m.h.⁰C Ausdehnungszahl bei einer Temperatur von

20 ⁰C ... 100 ⁰C - 3,0 . 10-6 i/°c Spezifische Wärme - 0,2 kcal/kg.⁰C

Festigkeit - 220 kp/cm²

Die Herstellung des Kühlers verläuft auf folgende Weise: die Form zum Abgießen der Kühlplatte wird aus Zementsand unter Verwendung eines Modells hergestellt.

609823/0692

2552^37 -fr.

Der Formhohlraum wird nach der Vorhärtung mit einer Wasser-Graphitschutzschicht überzogen. Nach der Austrocknung werden in den Formhohlraum aneinander anliegende Halbgraphit-Formstücke 3 ohne Dehnungsfugen verlegt. Die Halbgraphit-Formstücke 3 sind vor dem Ausfließen zu sichern. Der obere Formteil ist aus Schamotteformsand gefertigt und an diesen Teil wird mittels Haken die Kühlschlange 2 befestigt. Eine so vorbereitete Form wird zusammengelegt und mit flüssigem Gußeisen, vorzugsweise mit einem geringen Chromgehalt, vergossen. Die Gußtemperatur soll etwa 1190 ... 1220 ⁰C betragen. Nach dem Abgießen muß der Guß in der Form über etwa 24 Stunden verbleiben, wonach der obere Formteil abgenommen werden kann. Nach dem Ablauf von weiteren zwölf Stunden kann der Guß aus der Form herausgenommen und dem Putzen, sowie der Prüfung unterzogen werden, wonach die Rohrstutzen^für die Wasserzu- und Ableitung zum Einbau gelangen.

Ein derart ausgeführter Kühler weist minimale Gußspannungen auf, was das Entstehen von Ausschüssen gänzlich begrenzt, wie auch eine lange Lebensdauer nach dem Einbau in den Ofen gewährleistet. Ein Kühler von diesem Typ verlängert die Zwischenreparaturzeiten des Ofens, weil die Wärmeleitzahl der Halbgraphit-Formstücke um das vielfache höher ist als die Wärmeleitzahl der bisher angewandten Schamotte-Formstücke. Die Anwendung des Zirkonium-Schutzüberzuges auf den eingebetteten Rohren und dem damit verbundenen Ausfall der Härtung der Kühlerwände verhindert das Reißen der Rohre sogar bei Gußbrüchen.

Die Halbgraphit-Formstücke weisen eine große Bestän-

609823/0692

ORIGINAL INSPECTED

25526737

digkeit gegen chemische Angriffe und Einflüsse hoher Temperaturen. Das Ausschalten der Dehnungsfugen zwischen den Halbgraphit-Formstücken» sowie die As- ' besteinlagen ermöglicht einen freien und gleichiffäßigen Wärraedur.chfluß in allen Richtungen des ..Kühlers.

Zusammenfassend, bewirkt-die 5rfindung ei-ne erheb!i.che Verlängerung der Zwisehenreparaturzeiten des Hoch- .

Durchgeführte Versuche bestätigen die praktische ■Verwendbarkeit der Erfindung, da solche im .Hochofen, eingebaute Kühler seit langer Zeit störungsfrei arbeiten. Der erfindungsgejnäße Kühler kann in bereits bestehenden Hochöfen während der Durchführung von Instandshalttmgsarbeiten an Jenen eingebaut werden_s wie auch in neuentworfenen öfen zum Einsatz gelangen. Der erfindungsgemäße Kühler kann in der Ofengestellzone, in den Rastern, im Kohlensack und im Schachtunterteil des Hochofens eingebaut werden. . ,

Die Erfindung bildet eine fortschrittliche, neuzeitliche Lösung der Hochofenkühlung und die Anwendung dieser Kühler in Verkettung mit der halbgraphitischen Ausmauerung schaffen wie bisher optimale Betriebsbedingungen für den Hochofen.

609823/0692

Claims

2 5 5 2 P-atentan s ρ r U c h e

1. Plattenkühler für Schachtofen, insbesondere Hoch ofen, von bekannter geometrischen Gestalt und mit in einem Güßetsenkasten eingebettete Kühlrohre ausgestattet, dadurch gekennzeichnet, daß er von der Ofeninnenseite eine aus Halbgraphit-Formstücken (3) bestehende Auskleidung aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung des Kühlers nach Anspruch 1, das auf der Formung des Kastengusses unter Zuhilfenahme eines Modells und auf der Bedeckung des Formhohlraums mit einer Schutzschicht, vorzugsweise Wasser-Graphitschicht, beruht, dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Form Graphit-Formstücke derartig verlegt werden, damit sie einander oder den Guß berühren, wonach auf bekannte Weise im oberen Teil der Form Kühlschlangen untergebracht werden und die Form mit flüssigem Gußeisen ausgefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Form mit flüssigem, niedriglegiertem Gußeisen mit Zusatz von Chrom ausgefüllt wird.

609 823/06-9-2

OR)GiNAt INSPECTED