DE2752510A1

DE2752510A1 - Blasform

Info

Publication number: DE2752510A1
Application number: DE19772752510
Authority: DE
Inventors: James Nurse Kewin
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1976-11-25
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1978-06-01
Also published as: FR2372231A1; GB1564738A; NL7712931A; IT1091496B; US4166433A; BE861174A; FR2372231B3; LU78573A1

Description

°atentarvvä!te Dipl.-lng. Cu rt Wal lach

Dipl.-lng. Günther Koch

7 R 7 B1 Q Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

- Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 24. November 1977 Unser Zeichen: 16 0j6 - Κ/Αρ Anmelder: British Steel Corporation

Orosvenor Place London, S.W.I., England

Bezeichnung: Blasform

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Die Erfindung bezieht sich auf Blasformen und insbesondere auf Blasformen mit getrennten Kammern im Körper und im Mündungsteil, wodurch letzterer in zweckmäßiger Weise gekühlt werden kann.

Diese bevorzugte Kühlung des Mündungsbereichs der Blasformen bei beispielsweise Hochöfen ist seit einigen Jahren als Voraussetzung für eine gute Brauchbarkeit und lange Lebensdauer akzeptiert. Eine solche Kühlung wird dadurch bewerkstelligt, daß das Kühlmittel direkt in die Mündungskammer durch ein Rohr eingeführt wird, das durch die rückwärtige Kammer hindurchsteht und das Kühlmittel tritt aus dem Mündungsteil entweder über die rückwärtige Kammer aus (in diesem Falle ist nur ein Einlaß und ein Auslaß notwendig) oder durch ein weiteres Rohr, welches durch die rückwärtige Kammer in gleicher Weise nach dem Einlaß geführt ist und in diesem Falle wird die rückwärtige Kammer getrennt mit Kühlmittel versorgt, was notwendigerweise zwei Einlasse und zwei Auslässe für die Blasform erfordert.

Die letztgenannte Ausbildung erfordert daher zwei unabhängige Flüssigkeitskühlmittelkreise und wo äußere Rohrleitungen dies zulassen stellt dies die bevorzugte Ausführungsform dar.

In erster Linie wurden zwei Verfahren zur Konstruktion von Blasformen mit getrennten Kammern im Körper und im Mündungsteil benutzt. Gemäß einer Ausführungsform wird ein gebogenes Rohr durch die rückwärtige Kammer geführt und bildet selbst die Mündungskammer innerhalb der Kupfermasse oder in einem anderen gut warmeleitfähigem Material, welches darum gegossen ist. Im zweiten Fall wird eine getrennte Mündungskammer vorfabriziert und mit dem Hauptkörper z.B. durch Verschweißen oder Verlöten verbunden. Und diese Kammer wird mit dem Kühlkreis über ein Einlaßrohr verbunden oder über ein Einlaß- und Auslaßrohr, welches durch die

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rückwärtige Kanuner durchsteht, wie dies bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall war.

Die Blasformen die nach dem einen oder anderen Verfahren hergestellt wurden, ergeben Jedoch Probleme, die der Wartung entgegenstehen. Bei eingegossenem Rohr besteht die Schwierigkeit, eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Rohr und dem Umgebungsgußmetall herzustellen und es werden oft Fehlstellen in diesem Bereich erzeugt, die die Wärmeübertragungscharakteristik schwerwiegend beeinträchtigen. Bei einer vorfabrizierten Mündungskammer treten Zweifel hinsichtlich der Möglichkeit einer Schwelβverbindung oder einer Lötverbindung auf, im Hinblick darauf ob diese Verbindung den rauhen Bedingungen im Hochofen standhält und Fehlstellen geben AnIaB zu Kühlmittelverlusten und diese Fehler sind nicht unbekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine solche Blasform zu verbessern.

Die Erfindung geht aus von einer Gießblasform mit einem Ringkörper, der eine hohle rückwärtige Wand und einen Mündungsabschnitt aufweist, in dein ein Kanal definiert ist, wobei KUhI-mitteleinlässe und Auslässe für die rückwärtige Kammer und den Mündungskanal vorgesehen sind. Bei einer solchen Blasform wird erfindungsgemäß die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Einlaß für den Mündungskanal ein Rohr umfaßt, welches durch die rückwärtige Kammer hindurchverläuft und mit einem Ende des Kanals in Verbindung steht, wobei der Kanal einen Abschnitt aufweist, der kompatibel ist mit jenem Abschnitt des Verbindungsrohres, so daß ein glatter Kühlmittelströmungspfad durch den Mündungsabschnitt verläuft, der durch einen entfernbaren zerbrechlichen Kern erzeugt wurde, um den herum der Mündungsabschnitt gegossen wurde.

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Der Einlaß der rückwärtigen Kammer kann durch den Auslaß des Mündungskanals gebildet werden, indem der Kern aus dem der Mündungskanal gegossen wurde, einfach vom Kern aus dem die rückwärtige Kammer gebildet wurde, weiterverläuft oder stattdessen kann der Auslaß des Mündungskanals ein weiteres Rohr umfassen, welches mit dem anderen Ende des Kanals in Verbindung steht und sich durch die rückwärtige Kammer zurückerstreckt. In diesem Falle wäre die rückwärtige Kammer mit ihrem eigenen Kühlmitteleinlaß und Auslaß auszustatten, so daß ein getrennter und unabhängiger Kühlkreis neben dem Kühlkreis des Mündungskanals gebildet wird und der Einlaß zu dieser Kammer kann ein weiteres Rohr umfassen, welches benachbart zur Mündung in einer seitlichen öffnung endet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist eine Gießblasform einen Ringkörper mit einer hohlen rückwärtigen Kammer und einen Mündungsabschnitt auf,in dem ein Kanal definiert ist, wobei unabhängige Kühlkreise mit einem Einlaß und einem Auslaß für die hintere Kammer und die Mündungsabschnitte vorgesehen sind und wobei der Einlaß der rückwärtigen Kammer ein Rohr umfaßt, welches in die Kammer vom rückwärtigen Ende hinein verläuft und benachbart zur Mündung in einer seitlichen öffnung endet. Dabei bestehen Einlaß und Auslaß für die Mündung aus Rohren, die durch die rückwärtige Kammer verlaufen und mit gegenüberliegenden Enden des Mündungskanals in Verbindung stehen, der einen Abschnitt aufweist, welcher mit jenem Abschnitt des Verbindungsrohres kompatibel ist, so daß ein glatter Strömungspfad durch die Blasform gebildet wird, der durch einen entfernbaren zerbrechlichen Kern gebildet wurde, um den herum der Mündungsabschnitt vergossen wurde.

Die Rohre und der Mündungskanal können im Querschnitt kreisförmig sein, aber stattdessen ist auch eine elliptische Querschnittsform denkbar. Die Mündungsrohre können zweckmäßigerweise im

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Körper der Blasform an ihren Enden dadurch festgelegt sein, daß Metall herumgegossen wird. Vorzugsweise Jedoch ist der Abschnitt des Mündungskanals abgewandelt und der Kern wird um eine zentrale Stange herum gebaut, deren Enden entweder an den Rohren befestigt sind oder im Metall der Form eingegossen sind und der Kanal definiert dann einen ringförmigen Abschnitt durch den das Kühlmittel strömt. Auf diese Weise wird entweder die Geschwindigkeit des Kühlmittels durch den Kanal vergrößert, wenn die Querschnittsfläche kleiner ist als jene des Einlaßrohres, oder wenn die Mündungsfläche vergrößert wird um eine Anpassung an das Rohr zu bewirken und eine gleichförmige Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, dann steht eine um sehr viel größere Oberfläche zum Wärmeaustausch zur Verfügung. In beiden Fällen wird die Wirksamkeit des Wärmeaustausche erhöht.

Gemäß der Erfindung wird daher eine Gußblasform geschaffen, die das oben erwähnte Problem sowohl in Bezug auf Fehlstellen der Schweißung und so weiter und im Hinblick auf eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen Einlaßrohr und Metall des Körpers löst, wobei die einzige Verbindung dieser Art über eine kleine Fläche an den Rohrenden vorhanden ist, wo die Wirksamkeit des Wärmeabzugs nicht beeinträchtigt wird. Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades wird durch die Stange in dem Mündungskanal gewährleistet.

Nachstehend wird ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Grundrißansicht einer Blasform;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Einzelheit des Mündungskernrings der benutzt

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wird um den Mündungskanal zu definieren, wobei als Alternative die Zentralstange ersichtlich ist;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Mündung der Blasform mit eingebauter Stange.

Gemäß Fig. 1 bis 3 besteht die Blasform aus einem Gußteil aus sehr reinem Kupfer, die einen Mittelabschnitt 1 und einen Mündungsteil 2 besitzt und diese Teile definieren eine mittlere öffnung, durch die im Betrieb ein Gas, z.B. Luft durch ein nicht dargestelltes Blasrohr hindurchgeleitet wird, welches im hinteren Teil der Blasform angeordnet ist.

Ein Kupferrohr 3 steht in die rückwärtige Kammer ein, die im Körper der Blasform angeordnet ist und dieses Rohr ist mit einer Scheibe 4 am inneren Ende abgedichtet und besitzt eine seitliche öffnung 5. Am äußeren Ende ist das Rohr bei 7 mit einem Flansch versehen und wird durch eine Mutter 8 gehaltert, die an diesem Flansch anstößt. Die Lage des Rohres wird durch eine Schlüsselfläche 9 bestimmt, die gewährleistet daß das Rohr richtig in Bezug auf die Biegung 10 an Ort und Stelle liegt und daß die öffnung 5 seitlich innerhalb der Kammer liegt.

Eine mit Gewinde versehene Auslaßöffnung für die rückwärtige Kammer ist bei 12 vorgesehen und diese ist im wesentlichen in gleicher Weise ausgebildet wie die zwei anderen Gewindebohrungen 13 und 14, die benutzt werden um den Kern während des Gusses festzuhalten und die danach abgestöpselt werden. Aus Kupfer bestehende Einlaß- und Auslaßrohre I5, 16 erstrecken sich in einem Winkel zueinander und sind mit einem Kanal I7 verbunden, der im Mündungsabschnitt 2 ausgebildet ist. Im Gegensatz zu dem Rohr für die rückwärtige Kammer sind die beiden Rohre I5 und 16 an Ort und Stelle innerhalb des Metalls des

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Hauptkörpers eingegossen und es sind Plansche 18, 19 an den beiden Enden der beiden Rohre vorgesehen« um einen "Schlüssel" für diesen Zweck zu schaffen.

Der Kanal 17 ist mit einem Kernring versehen, um den das Metall etwa in der gleichen Weise gegossen wird wie die rückwärtige Kammer im Gehäuse. Der Kernring 20 (Fig. 4) ist im wesentlichen torusfö'rmig ausgebildet, aber er besitzt zwei aufrecht stehende Säulenansätze 21, 22 an seinen Enden, die in die inneren Enden der Rohre 15 bzw. 16 einpassen und darin befestigt sind, so daß der Ring während des Gusses auf diese Weise an Ort und Stelle gehalten wird.

Im folgenden wird Bezug genommen auf die Kupferstange und die Zugstangen, die strichliert in dieser Figur angedeutet sind.

Zur Vorbereitung der Form zum Blasformguß wird daher ein Sandformteil anfänglich um ein Muster herumgelegt, welches die gesamte äußere Oberfläche des Blasformkörpers mit Mündung (außer Blasrohrhohlraum) definiert. Dann wird das Modell entfernt und es wird ein Ringkern eingefügt, der zwei Rohre 15»16 aufweist, von deren Boden der Mündungskernring 20 herabhängt. Der Blasrohrkern wird dann an Ort und Stelle gebracht und nach der Vorbereitung der Kernhaltemittel und der Entlüftungslöcher entsprechend herkömmlicher Technik wird Kupfer mit einem hohen Reinheitsgrad in die so gebildeten Formräume eingegossen.

Für die Form wird vorzugsweise Furansand benutzt und ebenso für die Kerne, da dieser nach der Erstarrung des Kupfers leicht bricht und frei fließend wird und daher leicht entfernbar ist, was besonders wichtig im Hinblick auf den Mündungskernring ist, wo eine glatte saubere Oberfläche benötigt wird.

Wenn im Betrieb das Wasserkühlmittel zwei unabhängigen Pfaden

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durch die Blasform folgt, nämlich über die Mündung in einem ununterbrochenen Pfad über das Rohr 15*den Kanal I7 und das Rohr 16 und durch den rückwärtigen Hohlraum über das Rohr 3* dann ergibt der seitliche Ausfluß aus der öffnung 5 in der Nähe der Mündung einen spiralförmigen Strömungspfad durch diese Kammer bevor der Strom durch die öffnung 12 austritt.

Im folgenden wird nochmals auf Fig. 4 Bezug genommen. Hier ist strichliert ein ringförmiger Kupferstab 24 zusammen mit drei aufrecht stehenden Kupferzugstangen 25 dargestellt. Dies stellt eine abgewandelte Ausführungsform dar, durch die die Wirksamkeit der Kühlung in diesem Mündungsabschnitt verbessert wird. Bei dieser Anordnung wird der Kernring 20 wie oben beschrieben getragen, aber zusätzlich stehen die Zugstangen nach oben nach dem Ringkern durch und definieren die rückwärtige Kammer. Während des Gusses verschmelzen diese Stangen mit dem gegossenen Kupfer, so daß nach Entfernung des Kerns die Stange 24 durch die Stangen 25 an Ort und Stelle gehalten wird.

Die Endkonstruktionsform ist aus Fig. 5 ersichtlich und es ist ersichtlich, daß die Stange 24 um den von den Stangen 25 getragenen Mündungsteil verläuft.

Gemäß dieser Ausbildung strömt das Wasserkühlmittel längs eines Pfades mit ringförmigem Querschnitt und die Geschwindigkeit wird daher beträchtlich über diesem Bereich vergrößert, da ein kleinerer Querschnitt als am Einlaßrohr I5 vorhanden ist und dies führt zu einer größeren Wirksamkeit der Kühlung.

Eine Blasform gemäß der Erfindung besitzt daher sämtliche vorteilhaften Merkmale bisheriger Ausführungen und hat zusätzlich den Vorteil eines verbesserten Wärmeaustausche im Mündungsteil im Vergleich mit Gießblasformen, die bisher benutzt wurden, da

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1.) das Kühlwasser in direktem Kontakt mit dem Gußmetall steht und einem im wesentlichen ununterbrochenen Pfad hindurchfolgt und 2.) die Geschwindigkeit des Kühlmittels im Mündungsteil vergrößert wird bzw. die zur Kühlung verfügbare Oberfläche größer ist. Außerdem stellt der Sicherheitsfaktor im Falle eines Fehlers der Mündung eine Verbesserung bisheriger Konstruktionen dar, die ein eingegossenes Mündungsrohr besaßen, weil Schwierigkeiten häufig dadurch auftraten, eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Rohr und dem Hauptmetall herzustellen und weil hydraulische Druckversuche derartige Fehler nicht aufdecken können.

Es können zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel können die Zugstangen, die den Kupferstab tragen, eine etwas besser stromlinienförmig gestaltete flache Form aufweisen statt kreisförmig im Querschnitt zu sein, so daß der Wasserströmungspfad vermindert wird und sie könnten etwas gestaffelt angeordnet werden, statt aufeinander ausgerichtet zu sein. Der Stab könnte stattdessen auch durch Armkreuze an einem Ende der Lagerung in der Nähe der Einlaß- und Auslaßrohre 15, 16 angeordnet sein statt in den Rohren selbst, oder im Gußmaterial benachbart hierzu angeordnet sein, oder die beiden Enden des Stabes könnten einfach in den Hauptgußkörper hineingebogen werden.

Gemäß einer weiteren Abwandlung kann das Einlaßrohr 15 einfach

am inneren Ende umgebogen werden, um einen seitlichen Austritt

des Kühlmittels zu ermöglichen statt das Rohr, wie dargestellt, zu diesem Zweck herzustellen.

Wie bereits weiter oben erläutert, können die Prinzipien der Erfindung auch in Blasformen benutzt werden, bei denen der Mündungskühlkreis in die rückwärtige Kammer verläuft. Diese Ausgestaltung einer Blasform ergibt demgemäß einen einzigen Einlaß

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und einen einzigen Auslaß, was eine Anpassung an äußere Rohrleitungen ermöglicht, die bei zahlreichen Hochofeninstallationen vorhanden sind, jedoch kann auch eine Vorsorge dafür getroffen werden, daß die rückwärtige Kammer einen eigenen getrennten Einlaß besitzt.

Die Mittelstange in der Mündung könnte auch bei den vorerwähnten Ausbildungen mit getrenntem Mündungsrohr vorgesehen werden, das an Ort und Stelle vergossen wird, oder bei getrennt vorfabrizierten geschmiedeten Mündungskammern, die dann am Hauptkörper angelötet oder angeschweißt werden.

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Claims

Patentansprüche :

1. Gußblasform mit einem ringförmigen Hauptkörper, der eine hohle rückwärtige Kammer und einen Mundungsabschnitt aufweist, in dem ein Kanal ausgebildet ist und mit Kühlmitteleinlässen und Auslässen für die rückwärtige Kammer und den Mündungskanal,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß für den Mündungskanal ein Rohr (15) aufweist, das durch die rückwärtige Kammer hindurchsteht und mit einem Ende des Kanals in Verbindung steht, und daß der Kanal einen Querschnitt besitzt, der mit jenem des Verbindungsrohres kompatibel ist, wodurch ein glatter Kühlmittelströmungspfad durch die Mündung geschaffen wird, der durch einen entnehmbaren, zerbrechbaren Kern (20) gebildet wird, um welchen der Mündungsabschnitt herum gegossen wurde.

2. Blasform nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Rohr (3) als Einlaß für die rückwärtige Kammer vorgesehen ist, welches benachbart zur Mündung in einer seitlichen öffnung endet.

3. Blasform nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Rohr (16) durch die rückwärtige Kammer hindurchsteht und mit dem anderen Ende des Kanals in Verbindung steht, wodurch der Auslaß von dem Mündungskanal gebildet wird, und daß die rüokwärtige Kammer einen getrennten Einlaß und getrennten Auslaß besitzt, wodurch zwei unabhängige Kühlkreise für die rückwärtige Kammer bzw. den Mündungsabschnitt gebildet werden.

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4. Blasform nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Mündungskanals den oder einen Einlaß für die rückwärtige Kammer bildet.

5. Blasform nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Rohr und der Mündungskanal im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sind.

6. Blasform nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Rohr dadurch befestigt ist, daß es einstückig mit dem Blasrohrkörper vergossen wird.

7. Blasform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei chnet, daß eine Stange (24) zentral durch den Mündungskanal verläuft, wodurch der Kanal einen kreisringförmigen Querschnitt erhält, der den Strömungspfad für das Kühlmittel bildet.

8. Blasform nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichn et, daß die Stange an ihren Enden mit dem Einlaß bzw. Auslaßrohr für den Mündungskanal verbunden ist.

9. Blasform nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stange an einer Stelle (25) zwischen den Enden dadurch festgelegt ist, daß sie einstückig mit dem Blasformkörper vergossen ist.

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