DE2747766C2 - Kühler eines Hüttenofens, insbesondere Hochofens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler eines Hüttenofens, insbesondere Hochofens, der eine Metallplatte enthält, in die in vertikaler Längsrichtung mindestens zwei Rohre mit vertikal übereinander liegenden Endabschnitten eingebaut sind, die nach einer Seite abgebogen sind und aus der Platte herausragen.

Aus der DE-OS 21 28 827 ist ein gekühlter Wandabschnitt aus Stahlguß oder Gußeisen für Hochöfen mit unmittelbar eingegossenen Kühlrohren aus Stahl mit vertikal übereinanderliegenden Endabschnitten, die nach einer Seite abgebogen sind und aus dem Wandabschnitt herausragen, bekannt, wobei zwischen der Außenfläche der Kühlrohre und dem Material des Wandabschnittes eine Schicht aus Siliziumdioxid vorgesehen ist

Es ist auch schon beispielsweise aus der DE-Patentanmeldung K 16 970 Vl/18a eine Schachtofenheißkühlung bekannt, bei der zu jedem einzelnen Kühlelement oder zu jeder Gruppe von Kühlelementen ein geschlossener Wasserkreislauf gehört, der seine Wärme außerhalb des Ofens an einen sekundären Wasserkreislauf abgibt, wobei in einer Zuleitung von einer gemeinsamen Speiseleitung zu den einzelnen Kühlelementen je eirf Absperrorgan vorgesehen ist, dessen Schließung von einem Anzeigegerät veranlaßt wird, das vom Wasserdurchfluß bzw. dem Druck in der Zuleitung bzw. dem geschlossenen Primärwasserkreislauf gesteuert wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Kühler der eingangs erwähnten Gattung anzugeben, der ohne Überwachung und Steuerungseinrichtungen im Falle einer Zerstörung eines seiner Rohre nur eine unbedeutende Wassermenge in den Ofen abgibt, wobei dieses nur sehr kurzzeitig erfolgt und ohne Einwirkung des Menschen aufhört.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß außerhalb der Metallplatte mit Stoßverbindung an die Endabschnitte der Rohre korrespondierende Rohre unter Bildung eines langgestreckten Kühlkreislaufes etwa rechteckigen Querschnittes in vertikaler Ebene angesetzt sind, wobei sich der langgestreckte, durch das Rohr gebildete Ast in an sich bekannter Weise vertikal durch die Metallplatte als Wärmequelle erstreckt während der von dem angesetzten Rohr gebildete vertikale Ast durch eine Kühlkammer durchgeführt ist, die als Wärmesenke mit Stutzen für den Umlauf eines Sekundärkühlmittels verbunden ist

Vorteilhaft ist die Kühlkammer als ein hohler Zylinder ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kühlers erhöht dessen Standzeit infoige der Steigerung der Zuverlässigkeit der Kühlung der Metallplatten der Kühler durch die in den Rohren umlaufende Flüssigkeit. Der natürliche Flüssigkeitsumlauf in den die Metallplatte kühlenden Rohren hängt infolge der Selbständigkeit des Kreislaufes, in dem die Metallplatte sich befindet, lediglich von der Wärmebelastung dieser Platte ab und nimmt mit der Erhöhung der Wärmebelastung automatisch zu. Dadurch erreicht man einen zuverlässigen Betrieb des Kühlers und seine Fähigkeit, ohne Zwangsumlauf erhöhte Wärmebelastung aufzunehmen.

Da mit dem Ofenraum bei Bruch jeweils nur ein Kühlkreislauf in Verbindung steht, der mit einer unbedeutenden Wassermenge gefüllt ist, gelangt bei der Zerstörung von Kühlrohren nur kurzfristig eine unbedeutende Wassermenge in den Ofenraum. Diese Wassermenge übt auf die Arbeit des Ofens keinen nachteiligen Einfluß aus.

Ohne daß Überwachungs- und Absperrorgane vorgesehen zu sein brauchen, hört das Wassereindringen in den Ofen nach dem Auslaufen des im Kühlkreislauf befindlichen Wassers auf, und es besteht keine Gefahr, daß durch etwaiges Versagen einer von einer Überwachungseinrichtung gesteuerten Absperrvorrichtung weiteres Wasser nachdringen kann.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kühler im vertikalen Längsschnitt und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1 im vergrößerten Maßstab.

Der Kühler für einen Hüttenofen stellt eine Metallplatte 1 (F i g. 1 und 2) dar, in die in Längsrichtung drei Rohre 2 eingebaut sind. Solche Rohre 2 soll es in der Metallplatte 1 mindestens zwei geben. Der obere Endabschnitt 3 (Fig. 1) und der untere Endabschnitt 4 jedes Rohrs 2 ist nach ein und derselben Seite abgebogen, sie ragen aus der Metallplatte 1 heraus und gehen durch die Ofenwand 5 durch.

Der erfindungsgemäße Kühler hat noch einmal dieselbe Anzahl von korrespondierenden Rohren 6, die sich außerhalb der Metallplatte 1 befinden. Jedes dieser Rohre 6 ist in einer Kühlkammer 7 untergebracht, die mit einem Stutzen 8 für die Wärmeträgerzufuhr in den Ringraum zwischen der Außenoberfläche des Rohres 6 und der Innenoberfläche der Wand der Kammer 7 versehen ist. Für die Ableitung des Wärmeträgers aus der Kammer 7 ist ein Stutzen 9 vorgesehen. Jedes Rohr 6 hat Endabschnitte 10 und 11, die mit den Endabschnitten 3 und 4 des entsprechenden Rohrs 2 auf Stoß verbunden werden, wobei jedes Paar Rohre 6 und 2 einen geschlossenen Kühlkreislauf 12 für den Umlauf des Wärmeträgers, zum Beispiel Wasser oder Dampf-Wassergemisch, bildet. Die Anzahl der Rohre 2 und entsprechend der Rohre 6 hängt von der Breite der Metallplatte 1 und von deren Wärmebelastungen in einem konkreten Hüttenofen ab. Der Durchmesser der Kühlrohre 2 wird in Abhängigkeit von den maximalen

Wärmebelastungen gewählt, die durch den Kühler in einem konkreten Ofen aufgenommen werden. Die Kammer 7 kann in Form eines hohlen Zylinders für jedes einzelne Rohr 6 oder gemeinsam für ulle Rohre 6 bzw. für einige Rohre 6 ausgeführt werden.

Die Kühlung der Wand 5 eines Hüttenofens durch die erfindungsgemäßen Kühler erfolgt in folgender Weise:

In die Ofenwand sind Kühler eingebaut, die den Wärmestrom aus dem Ofenraum während des Betriebes aufnehmen. Dabei wird die Wäime von der Metallplatte 1 und den in sie eingebauten Rohren 2, die mit den Rohren 6 auf Stoß verbunden sind, zum Wasser übertragen, das sich im Kühlkreislauf 12 der Rohre 2 und 6 befindet. Jedes Rohr 6 wird von außen durch das die Kammer 7 durchfließende Wasser umspült Im geschlossenen Kreislauf, der aus den Rohren 2 und 6 besteht, erfolgt natürlicher Wasser- und Dampf-Wassergemischumlauf.

Dieser Umlauf entsteht infolge des Tempt-aturunterschiedes des Wärmeträgers in den Rohren 2 und 6. Im Rohr 2 erwärmt sich das Wasser unter der Einwirkung der Wärme, die von der Platte 1 kommt, und es entsteht ein aufsteigender Strom des Dampf-Wassergemisches. Dieser Strom kommt in das Rohr 6, das von außen durch den Wärmeträger abgekühlt wird, der durch die Kammer 7 fließt, die mit den Stutzen 8 und 9 an den Kühlkreislauf des Ofens angeschlossen ist. Durch die Kühlung des Rohres 6 kondensiert der Dampf, der in dieses Rohr aus dem Rohr 2 durch den Endabschnitt 3 in den Endabschnitt 10 gelangt. Das Kondensat kühlt sich während des Herunterstrcmens durch das Rohr 6 ab, und das Wasser gelangt aus dem Endabschnitt 11 durch den Endabschnitt 4 in das Rohr 2. Danach wiederholt sich der Zyklus. Bei Erhöhung der Wärme^trommenge auf die Metallplatte 1 vergrößert sich die Geschwindigkeit des Wärmeträgerumlaufes im geschlossenen Kreislauf aus den Rohren 2 und 6, was eine effektive Wärmeableitung von der Platte 1 und folglich von der Ofenwand 5 fördert

Im Falle einer Zerstörung eines der Rohre 2 der Metaiiplatte 1 an der Seite des Ofenraumes kann in den Ofen nur eine unbedeutende Menge Dampf-Wassergemisches einströmen, die sich im Kühlkreislauf 12 des auf Stoß verbundenen Rohrpaares 2 und 6 befindet, und dies wird keinen wesentlichen Einfluß auf den Prozeß im Ofen ausüben.

Diese Menge ist gering und ihre Verdampfung wird kurzfristig sein, da der Kühlkreislauf 12 im übrigen völlig vom Ofen isoliert ist

Der die Kammer 7 durchströmende Wärmeträger wird unverändert weiterströmen, da er mit den Rohren 6 und 2 nicht in Verbindung steht, und folglich kann der Ofen arbeiten.

Im Zusammenhang damit erfordert die Zerstörung des einen Rohres 2 keine ofortigen Eingriffe, um die Stelle des Durchbrennen^ zu ermitteln, da sich dieses Rohr 2 selbst abschaltet. Das Durchbrennen der Wand 5 des Ofens ist ausgeschlossen, da die anderen Rohre 2 in der Metallplatte 1 weiter funktionieren, unabhängig vom zerstörten Rohr.

Auf solche Weise ermöglicht die Auslührung des Kühlers für Hüttenöfen nach der vorliegenden Erfindung eine Verlängerung der Lebensdauer der Kühler und eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Kühlsysteme von Hüttenöfen durch Sicherstellung einer wirkungsvollen und unabhängigen Kühlung der Metallplatten der Kühler.

Untersuchungen haben die Arbeitsfähigkeit und Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Kühler sowie auch die Möglichkeit eines längeren Betriebes des

J5 Hochofens bestätigt, als es bei den bekannten Konstruktionen der Kühler der Fall ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühler eines Hüttenofens, insbesondere Hochofens, der eine Metallplatte . enthält, in die in vertikaler Längsrichtung mindestens zwei Rohre mit vertikal übereinander liegenden Endabschnitten eingebaut sind, die nach einer Seite abgebogen sind und aus der Platte herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Metallplatte (1) mit Stoßverbindung an die Endabschnitte der Rohre (2) korrespondierende Rohre (6) unter Bildung eines langgestreckten Kühlkreislaufes (12) etwa rechteckigen Querschnittes in vertikaler Ebene angesetzt sind, wobei sich der langgestreckte, durch das Rohr (2) gebildete Ast in an sich bekannter Weise vertikal durch die Metallplatte (1) als Wärmequelle erstreckt, während der von dem angesetzten Rohr (6) gebildete vertikale Ast durch eine Kühlkammer (7) durchgeführt ist, die als Wärmesenke mit Stutzen (8,9) für den Umlauf eines Sekundärkühlmittels verbunden ist

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (7) als ein hohler Zylinder ausgeführt ist