DE2712563A1 - Einrichtung zum schutz der schachtofenwaende gegen waermeeinwirkung - Google Patents

Description

P 68

Anlage

1. Vsesojuznyj Nautschno-Issledovatelskij i Proektnyj Institut po Otschistke Technologitscheskich Gazov, Stotschnych Vod i Izpolzovaniju Vtoritschnych Energoresursov Predprijatij Tschernoj Metallurgii "VlilPItschermetenergootschistka", Charkov/UdSSR

2. Kommunarskij Metallurgitscheskij Zavod, Kommunarsk Voroschilogradskoj oblasti/UdSSR

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1. Vsesojuznyj Nautschno-Issledovatelskij i Proektnyj Institut po Otschistke Technologitscheskich Gazov, Stotschnych Vod i Izpolzovaniju Vtoritschnych Energoresursov Predprijatij Tschernoj Metallurgii "VNIPItschermetenergootschistka"

Charkov/UdSSR

2. Kommunarskij Metalurgitscheskij Zavod, Kommunarsk Voroschilovgradskoj oblasti/UdSSR

i.

P 68 7O2-M-61 22. März 1977

L/Br

ZUJd SCHUTZ DER SCHACHTOFENWiHDB GBGEN ÄÄBMEEINWIRKUNG

J ie jirfindun_ö betrifft Schachtöfen, insbesondere iiinricntunggen _zun benutz der Schacht ofenwand θ gegen *'ärme^ein.

Die arfindung kann erfolgreich zum öenutz eines xiochofeaschaentpanzers gegen Uoernitzung angewandt werden, bei der eine Abnahme der mecnaniseheη iestickeit des Jt-anzcrs eintritt.

Zur Zeit werden zwecks ürnohung der bcnachtofenleistung die im Ofen ablaufenden Vorgänge intensiviert,und zwar durch Temperaturerhöhung des in den Ofen eingeblasenen öauerstoffes, durch Erhöhung des Sauerstoffante ils in der

dem Ofen zugeführten Lux't sowie durch JJruckitsraum des Ofen
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ernönunt, im Arbeitsraum des Ofens u· "i»ie Intensivierung

der Vorgänge verursacht eine ärnönun^ der i!euperatur im

stärkeren Arbeitsraum des Ofens, was zu einer <färme belastung der Üfen-

wänue und einer vorzeitigen Zerstörung der letzteren führt.

Daher «eraen ernönte

Ansprüche an die Beständigkeit und Zuverlässigkeit der ^inricntungen gestellt, die zum ADscnirmen der !innenfläche des Ofenpaazers und zum benutz des Panzers gegen .erhitzm^ best; ixmt s ind.

us sei betont, dali sicn die Intensität der närme einwirkung auf jede iScnutzeinrichtung der Ofenwandung, mit der Zeit ändert wegen der Ansät ζ bildung an der Ooerf lache der .ainricntun^ und wegen Zerstörung der letzteren, wodurch die Aärmebelastung der üinrientung vermindert bzw. vergrößert wird, d.h. die iiinricntung steht unter einer Wärme beanspruchung im Wechselbereich.

Bekannt ist .eine üinrichtung zum Scnutz der

ein,

ocnacxrtofenwande gegen «värmewirkung, die eine Gußeisenplatte mit gerippter üoerfläcne darstellt, die an der «/and befestigt ist und die letztere vom Ofenarbeitsraum abscnirmt. In die Platte werden mindestens zwei xiohre eingebaut; α ie zum Umlauf des Künlmittels offenen üin- und Auslaufenden eines jeaeu xtohres laufen nach dem Austritt aus der Platte auf kürzestem i/eg durcu die Ofenwand. Die gerippte üoerflache aer Platte verbessert die Haftung der Ansatzbildung an der Platte, wodurch die «armebelastung der Einrichtung vermindert wird, ine bekannte Einrichtung wird durch ίϋχ£^1β Ψίη Ütahlrohren in die Qutiei^senplatte hergestellt.

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gießen
in erfolgt ein intensives Karbonisieren der

nohre, wouurcn sie ihre Plastizität verlieren, d.n. sie werden spröde.

d
j-ue jjeuensauer uer üiinricntung zum ocnutz aer ocnacnt-

ein
ofenwände ge_oen ^ärmew irkung wird dar cn a ie Anwendung des ""

jenigen Kühlmittels beein. iit, das in den bohren

der Platte zum jiühlen der letzteren umläuft ·

i^ie ηenutzung von cecuaiscnem .Vasser als Küulmittel verursucnt ein scanexles Ausfallen der üinriciitαη& inx'ol_öe uer an den innenwänJen der ΛΟήτβ entstenenden AnaatζabIa^erun_oen, aie so aen nonrquerscnnitt vergcnlielien, daii der Wasserumlauf unterbrochen wird» wodux-cn eine Uoernitzung und Zerstörung uer Platte oder einer PiaLteu^ru^e stai;ciinaet, die dar cn einen gemeinsamen UmIaufkreis verbunden sind, worauf ein -üuicnbrennen aer Ofenwänje erfolgt.

dieser üianoel Kann durcn lienutzaot, νυη cnezaisch gereini_utem .vasser als Kohimittel beseitigt werden. Jedocn hat das Kühlen der rl at ten durch cneiaisch ^ereiniötes nasser

der Keine weitgenende anwendung infolge nohen üosten gefunden,

α ie mit aer cnemi sahen ..a^serreini^ung verbunden sind.

Das Proolem der Platt enJdi η lung wurde vollständig durch

Benutzung als iuialiaittel/eines i^auipf-aasser-aejiisches gelöst, das in einem geschlossenen Umlaufkreis fließt, der mit einer Vorricntung zum .eine fernen des dampfes aus dem Umlauf kr eis und einer Vorrichtung zur Zuspeisuntj^ üolaufkreis ^von chemisch gereinigtem Wasser ausgestattet ist. Die wärmeabfuhr von aen Platten erfolgt aurch Wassersieden in den Kohren. Der

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Uuilaufkreis verliert einen leil des wassers, das in uci^eÄandelt wird, aber infolge der hohen Verdampfungswärme sind uiese /erluste unerheblicn und uie Aufwendungen für die cnemische iieiai^unQ des ZuspeisuiioSwassers sind nicnt _broß.

Eine Analys6^v°n ^erstörun^sursacxien nat _bezeiot,

solchen _en

ie nauptUrsache des Ausfalls bei üinricntuno in einer Auispal-

tun_u aer x-latuen infolge .Väraesyaxdiun_öen bestent, aeneu sie

betrieb ununuerorocnen im Ofen unterworfen werden.

£>ei .UrWaTiHUn₀ deunt sica die Guüeisenplatte

aus. i>er oröüten aüsoluten -«ärixieaasae.inuja^ wird die Platte in

maximale uer liicntunö ausgesetzt, in der sTe~YGTroi}e aufweist, d.u. in

vertikalen xiicnton^,. Während der _Ausaennung wirkt uie in der vertikalen Kicntun^ auf die in ihr sitzenden eia, und da diese starr durcn lnre sunken ωϊΐ dem

verbunden sind, entstenen in uen Kohren Jpannun_ben. Das Apkünlen oer Platte verursacht in den üohren in äiinlicher .«eise Spannungen mit umgekehrten Vorzeichen, solcne menrfach wiederholten ^ärmebeanspruchungen verursachen Zerstörung νοίϊ? rlatien und .ttohre.

oei der Zerstörontj uer itonie gelangt das in den nonren umlaufende iiünlmittei in den ufenraum, wodurch eine Ver- ^röJerunö des i»ärmeverbrauchs^_erfol^tj, pro Einheit der

erzeu_oten Produktioa^**da ein Teil der .«arme zum /erdampfen ues in den Ofen ₆eiangten Kühlmittels verbraucht wird. In Einzelfällen entstent eine dtörun^ des Arbeitsablaufes beim einer erheblichen Kühlmitteimenü-e in den ofen in-

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folge Zerstörung der üiinrichtung zum öcnutz der »«änje. Im übrigen verursacht die Zerstörung der itohre einen

größeren /erbraucn ä*¹ Kühlmittel , das zum Kühlen der Platten oestimmt ist, da ein geschlossener Umlauf kühlkreis mit cnemisch gerinigtem rfaeser unterQrocn_cn und eine Vergrößerung der Zuspeisung von teuerem chemiscn gereinigtem

lieh. ^x

/.aüser erforder wird. Dabei glut es nocju nicht zuverlässige uz*d schnelle Verfahren zur armittlung uer beschädigten stellen, uesnalb vergebt viel Zeit, bis diese aus aem umlauftxeis aoe,eschaltet werden, und somit gelangt in den Ofen eine erneblicne roihlmittelmenge. x*ach der Ausscnaitung ues zerstörten nonres sind nicnt günstige und unwirtschaftliche /erfahren zum Aonlen des üfenwandabscnnittes anzuwenden, der durcn die Platte geschützt worden war,in der das ausgefallene xiohr lag·

£iine nicht rechtzeitig aufgefundene ausgefallene &inricntun^ bzw. ein ^leichzeitiejes Ausfallen einiger einrichtungen, die nebeneinander liegen, kann außerdem eine Gefahr bilden, die mit einer Zerstörung des Ofenpanzers verbunden ist.

Der ürfindun_b liegt die Aui"_faaoe zugrunde, eine ' hin

ein

ricntune, zum benutz der Ofenwand _b ^e&^en ^ärmewirkung zu entwickeln, bei der die Platte so ausgeführt ist, daß sie eine erhöhte Beständigkeit gegen thermische jurmüdung aufweist und die Kohre in solcher Weise in der Platte befestigt

sind daß die Afärme a us dehnung aer letzteren in den bohren keine Spannungen hervorruft, die eine Zerstörung der Rohre

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verursachen.

i>iese 3 Aufgabe wird dadurcii _oexöst, ciaii oei einer

iiiariciitun,-, zum benutz der iacnacht ofenwände gegen .värmeeinwirkung bei Vermutung, Qie zum Abscnirmen der uea Ofenaiüeitsraum zugewandten ./and ο be rf lache eine metallplatte enthalt, aeren ^röise in aer Vertikairicntung die in aer Horizont alricntung um das 2 bis 3fache übertrifft una liiiucstcns zwei im wesentlichen U—föriaige xiühre für ein luinimitcel besitzt, die mit der Platte verbunden und i Loren freien j2nden an der Wand befestigt sina,^ >uie

x-inzeistäben

ist

setzt ausgeführt, bei aenen jeweils ; die uro-e in x4orizontal

wobei

richtung diejenige in Vertikalrichtung übertrifft, an deren uer .'.'and zugewandten oberfläche für ^onrej Vert ief un^en sind, in uenen eine ücnicat aus waruieleitendem

und
utoff verlegt ist, im xiaum .zwischen den Vertiefungen -dleaente zur befestigung der ütäbe an die üonre angeordnet werden, die ihrerseits mit angeschweiüten Teilen zur .befestigung an uer Wand versenen sind.

suxaQ solche Ausführung der Jiinricntung vergrößert ihre .Betriebesicnerheit aurch iiThönung der Plattenbeständi&keit gegen thermische Ermüdung. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stäbe, welche die Platte zusammenstellen, bei

Äärmeausdehnaug lan„s der rionre/sich verschieben können, aa denen sie befestigt sind. Die .befestigung der Sinzelstäbe der Platte an den Rohren, die an der Ofen*andung befestigt

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sind, ernönt aie bestand igjce it der Rohre gegen tner^ische Ermüdung infolge beseitigung mechanischer Ainwirkungen der Platte auf die Rohre. i)ie irnönung der Beständigkeit der Platte und Rohre ernoht die Lebensdauer der Einrichtung, d.h. die uetriebszeit zwiscnen zwei Reparaturen. Da durcu das dargelegte die nauptursacne der Rohrenzerstörung beseitigt ist, ist uie Janrscneinliaakeit aer Jintstenung einer Gefahren-Ia^e wesentlich vermindert.

Durch- aie Anordnung zwischen den nonxen unu jeoeui otab in uer /ertiefungen oer Platteteiner ocnicht auä wäx-ineieitenuem otoff^ist eine zuverlässige Kühlung der otäoe erreicut, wouurcn eine üoeriaäflige erhitzung und öcjimelzen der nonre verhindert wird.

liifoibe riefest igu^g der aohre an der Ofenwand durcn Zwischenteile, die an aea. xvohren angeschweißt sind, ibt eine Aufspaltung der Platte bei rtärmeausaehnun^ der letzteren verhindert, da die Platte Keine starren Zeroindungen mit aer ,4and aufweist. Jie Temperatur der iionre und somit aucn ihre ./arme aus dehnung ist stets kleiner, als bei der metallplatte und kann nicht in den Rohren Spannungen hervorrufen, die fähig sind, eine uohx^z er störung zu verursacnen. jjxe an die iiohre gescnweiiiten Zwiscnenteile gewänrleisten in zuverlässiger .«eise zwischen ainricntung und ofenwand einen opielraum, der für die Wärmeisolierung erforderlich ist.

Δ3 ist zweckmäßig, daß die einrichtung mit zusätzlichen χeilen versenen ist, von denen ein jeder mindestens auf zwei

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üonren frei an₀eornuet und durch d^as erwähnte seiest ig ele^ent mit deui btub verbanden ist.

^&cnstehend wird die ürfindun^ an η and der .öescareibung eines Äusfuhrun^sbeispiels unter Bezugnahme aujZeicnnlinien naher erläutert, jus zei_öt

einer
j?i&,l eine be it en ansicht erfindungsgemäüen .cinrich-

^ ein

tung zum Scnutz der Schachtofenwandung gegen »'/arme wirkung,

in scnemat ischer Darstellung, teilweise geschnitten; fig. 2 einen ocnnitt j.I-j.1 in jig. I iig. i> einen ücnnitt ill-IIl in i?"ig. 2 uie iiinricntung zum benutz der bcnachtofenwände gegen

ein „

weist eine Metallplatte 1 (Fig.l) ^auI , die aus

üinzelstäben 2 bestent, deren uröße in der horizontalrich-

enthält

tung die in der \iertikalrichtung übertrifft, und mindestens zwei zum umlauf des Künlmittels bestimmte xiohre 3 (.bild 2), uie für das Künlmitcel offenen üintritts-

eiije»4 und Austrittsenden 5 der Hohre 3 laufen aurch die ofenwand ό (Fig.l) und sind in den . (in der Zeicnnung nicht dargestellten)Umlaufkreis des Künlaittels ^escnaltet. üin jeder ^tab '£ hat an der der Ofenwand 6 zugewandten Oberxläcne /ertiefun_ben 7 (*'ig· 3) £^r die iiohre ρ und an der ofenarbeitsraum zugewandten Oberfläcne Hippen ö (Jig.l). iiiohre 3 sind durcn Leisten 9 C-iig· 2) miteinander starr verbunden, jjie verbundenen fiohre 3 sind in die Vertiefungen / C^iö· 5) ^e-C utäüe 2 verlegt, .ein jeder btab 2 ist durch otiftschrauben 10, die in den Häumen zwischen den Vertiefungen

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die
7 für Holire 3 vermörtelt sind, an üen iionxen 3 durch Leisten, z.B. Blattfedern 11 befestigt. Die Blattfedern 11 sind durcn muttern 12 an den üohren 3 befestigt. Zur montage der an die Hohre 3 zu befestigenden ütäbe 2 sind auf oer Ofenwand b an die üonre 3 &naob^eri ^-2 gescnweiist, die Gewinaebohrungen 14 für ütiftschrauben 15 aufweisen. Durcn üie otiftscnrauoen 15 und Luttern 16 ist die üinricntung an der Ofenwand 6 befestigt, üiine jede ^inricntung ist an der Ofenwand 6 unter Einhaltung eines Zwischenraumes für V«äriaedäui£stoff angeordnet, der durch die none der Knaggen 13 festgelegt ist. Zur Verbesserung aer .^äraeaoxunr von den otäben 2 an die üohre 3 ist in den Vertiefungen 7 eine öcniciit Io aus Marmel β it st off verlegt.

Die Anzahl der btäbe 2, aus denen die Metallplatte 1 zusa-uaen^esetzt ist, wird durcn die none und .breite der £>inricntung bestimmt und so angenommen, daß das Verhältnis zwiscnen breite und Höhe des Stabes 2 im Bereich von 2:3 lie_bt. Die Anzahl der Kühlrohre 3 i-h der iiinrichtuno wird durcn die Plattenbreite und jeweilige ,Värmebelaitung der .äinrichtung im Ofen festgelegt, ver Durchmesser der Künlrohre 3 wird ausgehend von der erforderlichen öteifigkeit der AinrichtunoSbauart und der War me belastung der Einrichtung gewänlt.

Die «Väriae aus dem Ofenraum erhitzt i^ jeder üinricntung α ie Uet all stäbe 2, die ihrerseits den »Vär me strom durch die ücnicht Io aus Wärmeleitstoff auf die Wände der Hohre 3

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üDertragen. Jie Rohre 3 werden durch das im

fließende
lionriunenraum Kühlmittel gekühlt, das durch das Rohrende

4 aus ae^i Umlauxkreis in die itohre 3 gelangt und beim Umlauf des iJampf-.Vasser-Gemisches siedet. Das liampf-rt'asser-uemisch fließt durch das Rohrende 5 i-A den Umlauf kreis. Somit scnützt die Einrichtung die Of^enwände gegen überhitzung und Zerstörung.

Bei Ernitzuaj werden die Ausmaße der Stäbe 2 _brö.jer, die Stäoe 2 uennen sich in der zur Achse der Rohre 3 parallelen Richtung störungslos aus, da die benutzten rtefestigun^selemente 10, 11 und 12 in keiner «eise das behindern. Somit wild diese Verschiebung der Stäbe 2 keine mechanische üinwirkun_a auf die Rohre 3 ausüben. Beim .Fließen des Kühlmittels durcn die Rohre 3 werden die letzteren zuverlässig gekünlt, desnalb entstenen in den Rohren keine honen Temperaturen, und trotz der starren befestigung des Eintritt- 4 und aus tritt sende s > der Rohre 3 aa der ufenwaad ο sowie der Befestigung durcn Knaggen 13 und Stift schrauben 15 an eier Ofenwand 6, können die durcn ürhitzunt, nervor_berufenen Spannungen in den Rohren keine Zerstörung der letzteren verursacaen.

Somit wird durch die erfindungsgemäJie Ausführung der iäin-

ein ricnt ung zum Scnutz der schacht ofenwände gegen yVärmew irkung α ie Betriebssicherheit der Schachtofenkühlung infoige Vergrößerung der metallplattenbeständigkeit ernöht

- die Betriebszeit zwischen zwei Reparaturen verlängert,

- die Wahrscheinlichkeit der Einstehung von Gefahren, die durch Ofenwandzerstörung verursacht wurden

Leerseite

Claims (2)

1. PAT iair U

   i. üinricutun^ zua ibcunutz der üciiacnt ofenwand e ^e^ ein

   ^ oei Verhüttung, uie zum Abschiruen der dem ^f enaroeitsraum zugewandten .Yandoberfxache eine Metallplatte entna.lt, deren ^röiie in der Vertikairicntung dfe in der norizontalricntunjä um das 2 ois 3fache übertrifft und mindestens zwei ia wesentlichen U-fÖrmige Ronxe xir das Kiihl-αϊΐτβΐ besitzt, aie mit aer rlatte verbunden und ^an ihrea offenen rinden an der «and befestigt sind. ., d ad u r cn _b e Kennze lehne t, daü aie metallplatte ( 1 ) aus xiinzelstäben ( 2 ) zusaüKaen^esetzt ausgeführt ist, bei aeuexi jeweils die Große in der Horizontalriciitun^ die in der

   wobei
   Vertikairicntung übertrifft, an deren der «and (16)

   zugewandten überfläche für iionre Ci) Vertiefu^en ( 7 ) vorgesehen sind, in denen eine «Scnicht ( Io ) aus wärmeIeicenjea otoff verlegt ist, und im naum zwischen üen /ertiefungen ( / ) elemente (Iu) zur seiestigung der btäbe ( 2 ) an die icohxe· ( ^ ) anöeordnet werden, die ihrerseits mit an^eschweißen Teilen (1^) zur befestigung an der Wand (6) versenen» sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch & e-

   Halterteilen

   kennze ichnet, daß sie mit zusätzlichen^/' (11) versenen ist, von denen ein jeuer mindestens auf zwei rohren ( 2 ) frei angeordnet und durcn die x>e-

   festigun^selemente (10) mit dem ütab (2) verbunJen ist·

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   ORIGINAL INSPECTED ·