DE2818625A1

DE2818625A1 - Kuehlvorrichtung zur kuehlung einer hochofenauskleidung und verfahren zur herstellung einer solchen kuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE2818625A1
Application number: DE19782818625
Authority: DE
Inventors: Francois Marie Jean Touze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1978-11-02
Also published as: JPS53133506A; FR2388884A1; IT7809432A0; IT1103694B; BE866431A; FR2388884B1; LU79542A1; GB1580292A; BR7802599A; US4192258A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke

Dipl.-Ing. F. A."Weιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LiSKA

XI 5

8000 MÜNCHEN 86, DEN 2 7, flpj-jj «Λτη

POSTFACH 860820 *

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Francois Marie Jean TOUZl

Chateau de Logne

57510 Guenange / Frankreich

Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Hochofenauskleidung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Kühlvorrichtung

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Kühlvorrichtungen, die zur Umwälzung von Wasser im Hochofenpanzer dienen.

Es ist bereits eine Anzahl von Arten dieser Vorrichtung bekannt. Sie umfassen ein geschlossenes Metallschutzgehäuse, welches im allgemeinen, jedoch nicht zwangsläufig die Form eines Pyramidenstumpfes besitzt, der meistens einen rechteckförmigen Querschnitt besitzt. Der Innenraum dieses Schutzgehäuses ist so ausgebildet, daß er einen Kühlwasserzutritt auf v/eist, der für eine Zirkulation benutzt ist und der nach Durchströmen der Innenwand des Schutzgehäuses entleert wird.

Aufgrund ihrer allgemeinen Form werden diese Vorrichtungen in der Technik Üblicherweise als "Kühlbehälter" bezeichnet; diese Bezeichnungsweise wird im Zuge der folgenden Beschreibung beibehalten werden.

Die Hauptaufgabe der Kühlbehälter besteht darin zu verhindern, daß die Stahlabschirmungsn von Hochöfen übermäßig hohe Temperaturen annehmen, die eine Verminderung ihrer mechanischen Widerstandseigenschaft hervorrufen können und die sogar ihre kurzfristige Zerstörung bewirken können.

Zu diesem Zweck ist die Stahlabschirmung mit ebensoviel Öffnungen versehen, wie Kühlbehälter vorgesehen sind, die quer durch diese Öffnungen derart eingeführt sind, daß sie eine horizontale Achse besitzen. Die betreffenden Kühlbehälter sind an der Abschirmung mit Hilfe geeigneter Einrichtungen (häufig durch Schweißen) luft- bzw. wasserdicht befestigt. Zu diesem Zweck verläuft der größere Teil des jeweiligen Kühlbehälters auf der Seite der Abschirmung im Innern · einer \ feuerfesten Wand. Dies ist

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daher der äußere Teil oder Kopf des Kühlbehälters, der ■weit nach vorn in das Innere des Hochofens gerichtet ist und der hauptsächlich an der Kühlung teilnimmt, indem die Wärmemengen im Innern der feuerfesten Wand abgeführt werden und in__dem verhindert wird, daß sich die Wärme bis zur Innenseite der Abschirmung ausbreitet.

Andere bekannte Kühlbehälter sind aus Stahl aufgebaut; sie sind leicht herzustellen und können ohne Schwierigkeit an der Hochofenabschirmung angeordnet bzw. angeschweißt sein, und ihr Herstellungspreis ist unbedeutend. Sie besitzen jedoch eine mittelmäßige Wirksamkeit aufgrund der geringen thermischen Leitfähigkeit von Stahl.

Andere Kühlbehälter sind aus Kupfer oder aus einer Legierung mit einem starken Kupfer gehalt, wodurch die erhöhte thermische Leitfähigkeit dieses Metalls vorteilhaft genutzt wird. Der Hauptnachteil dieser Kupferbehälter besteht jedoch in ihrem sehr hohen Preis. Zum' anderen ist ihre wasser- bzw. luftdichte Anbringung an der Stahlabschirmung des Hochofens sehr empfindlich, und zwar aufgrund der großen Schwierigkeit, Kupfer-Stahl-Schweißungen vorzunehmen, die zuverlässig sind. Man ist daher gezwungen, auf Zwischeneinlagen zurückzugreifen und auf Spezialverbindungen, die den Herstellungspreis der Kühlanordnung noch erhöhen.

Die bekannten Kühlbehälter weisen außerdem zu beträchtliche Innenräume auf, durch die Kühlwasser einer bestimmten optimalen Bahn folgt, und ferner sind sie die Stelle für Verwirbelungen oder andere hydrodynamisehe Störungen, die die optimale Kühlung der Wand nicht zu erzielen gestatten.

Bei anderen Kühlbehältern wird' das zirkulierende Wasser durch Röhren oder Ablenkvorrichtungen geleitet, wobei die Strömungsquerschnitte vom Eingang zum Ausgang nicht konstant sind, so daß diese Behälter nicht den von

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ihnen erwarteten Nutzen erbringen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannten Kühlbehälter unter Schaffung eines Kühlbehälters zu beseitigen, der so ausgebildet bzw. angeordnet ist, daß der Wärmeaustausch zumindest in dem Kopfbereich des Behälters maximal ist und der einfach in wasser- bzw. luftdichter Weise an der Stahlabschirmung zu befestigen ist und in dem die für die Wasserzirkulation offenen Durchgangsbereiche vom Eingang zum Ausgang konstant sind, so daß insgesamt ein stabiler Aufbau und ein geringerer Herstellungspreis erzielt werden als bei den Kupferbehältern.

Der Kühlbehälter bzw. die Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Elemente umfaßt: Einen Vorsprung, der in das Innere des Hochofens in der Montagestellung gerichtet ist und der aus Kupfer oder einer im wesentlichen auf Kupferbasis aufgebauten Legierung besteht und mit zumindest einem Raum für die Aufnahme von Kühlwasser versehen ist und dabei zumindest einen V/a s sere ingang und zumindest einen Wasserausgang aufweist; Wasser-Zuführungs- und V/asser-Ableitungsrohre, die zum einen mit einer Wasserspeiseeinrichtung und einer Wasserableiteinrichtung verbunden sind und die zum anderen mit dem Wassereingang und Wasserauslauf des betreffenden Vorsprungs verbunden sind; und einen rohrförmigen Körper aus Stahl, der die genannten Rohre umgibt und der mit dem Vorsprung dicht und fest verbunden ist.°

Aufgrund dieser Anordnung besteht lediglich der Vorsprung (das ist derjenige Teil des Behälters, der zum größten Teil an einem Wärmeaustausch teilnimmt) aus Kupfer. Der rohrförmige Körper, der lediglich eine Tragfunktion für den Vorsprung besitzt und der die Verbindungsrohre schützt, besteht aus Stahl, wodurch die Kosten des Kühlbehälters vermindert sind und wodurch eine Befestigung durch einfache

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Schweißung an der Auskleidung bzw. Abschirmung ermöglicht ist. Der Kühlbehälter gemäß der Erfindung bringt bei einem Preis, der sehr niedrig liegt gegenüber dem Preis eines vollkommen aus Kupfer ausgebauten Behälters,Wärmeaustauschleistungen mit sich, die klar übereinstimmen mit jenen des zuvor genannten Behälters.

Um Kühlbehälter in unterschiedlichen Längen herzustellen, hat man im übrigen lediglich rohrförmige Körper der in Frage kommenden "Längen vorzusehen; der Vorsprung aus Kupfer bleibt unabhängig von der Länge des jeweils betrachteten Behälters gleich; es ist daher lediglich erforderlich, einen einzigen Formtyp für die Formung bzw. das Gießen des Vorsprungs herzustellen, was sowohl die Herstellungsprobleme als auch die Lagerhaltung der Einzelteile vereinfacht.

Der Vorsprung und der rohrförmige Körper können als Umlaufteile ausgebildet sein, wobei die Befestigung des Vorsprungs an dem rohrförmigen Körper dann durch eine Schraubenverbindung bewirkt wird; es ist jedoch häufig von Vorteil, daß der Vorsprung abgeplattet bzw. flach ausgebildet ist. In diesem Fall enthält der rohrförmige Körper ein Aufnahmeende auf der Seite des Vorsprungs, und die Befestigung des Vorsprungs an dem rohrförmigen Körper wird durch Einstecken des Vorsprungs in das Aufnahmeende des rohrförmigen Körpers bewirkt sowie durch Verschweißen des Randes des betreffenden Endes des rohrförmigen Körpers an der Seitenwand des Vorsprungs.

Um den Wärmeaustausch noch zu verbessern und um den mechanischen Widerstand des Kühlbehälters zu steigern, kann vorgesehen v/erden, den Innenraum des rohrförmigen-Körpers mit einem leichten Material auszufüllen, welches ein guter Wärmeleiter ist. Als Material kommt insbesondere eine Aluminiumlegierung in Frage. Dieses Material umgibt denn die betreffenden Rohre.

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Damit man dem Vorsprung die erforderliche Form bei angemessenen Dicken des Metalls geben kann, wird vorzugsweise der betreffende Vorsprung aus Kupfer gegossen oder durch Warmformung hergestellt.

Damit der Wasser-Abflußquerschnitt konstant ist, ist es wünschenswert, daß der Raum für das Kühlwasser rohrförmig ist und denselben Durchmesser hat wie die V/asser-Zuführungsund Wasser-Ableitungsrohre.

Unter diesen Bedingungen ist es in dem Fall, daß der Vorsprung eine flache Form besitzt, möglich, daß der betreffende Vorsprung mehrere rohrförmige Räume umfaßt, die kreisbogenförmig konzentrisch angeordnet sind. Es ist von Vorteil, daß jeder rohrförmige Raum durch einen Rohrabschnitt gebildet ist, der von Kupfer überzogen ist. Dieser Rohrabschnitt und die Wasser-Zuführungs- und Wasser-Ableitungsrohre bilden ein einheitliches rohrförmiges Teil, welches U-förmig ausgebildet ist. Es ist daher keine Verbindung zwischen den Wasser-Zuführungs- und V/asser-Ableitungsrohren und dem rohrförmigen Raum herzustellen. Auf diese Weise ist die Dichtigkeit des Wasserkreises sichergestellt.

Um die Außenfläche des Vorsprungs zu schützen, und zwar insbesondere gegenüber Schmelze-Auswürfen, wenn der Vorsprung teilweise unbedeckt ist nach erfolgtem Abbrand bzw. Verschleiß des feuerfesten Materials, ohne zugleich seine Wärmeaustauschkapazität zu vermindern, ist es von Vorteil, daß diese Außenfläche mit einer Schutzschicht überzogen wird, die. aus einem Material besteht, welches Wärmewiderstandseigenschaften besitzt und welches insbesondere eine Legierung aus 8O?o Kupfer und 20?£ Nickel ist.

Um die Geschwindigkeit der Wärmeaustauschvorgänge zu beschleunigen, ist es im übrigen interessant, daß die Vorderwand des VorSprungs eine geringere Dicke besitzt als die Seitenwände.

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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispxelen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenschnittansicht eine erste Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 und 3 zeigen in einer Seitenschnittansicht bzw. in einer Schnittansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Wie oben bereits angedeutet, nimmt der Vorsprung oder der äußere Teil des Kühlbehälters die vorderste Stellung ein, die in den Innenraum eines Hochofens gerichtet ist. Bei diesem Teil handelt es sich somit um denjenigen Teil des Behälters, der den höchsten Temperaturen ausgesetzt ist und der daher den aktivsten Teil der Kühlung der Hochofenauskleidung umfaßt. Der hintere Teil des Behälters, der mit der betreffenden Auskleidung direkt oder indirekt über die Befestigungsbüchse in Kontakt steht, nimmt lediglich zu

an
einem geringeren Teil,der Kühlung teil. Die Funktionen dieses Teiles bestehen zum einen darin, den Vorsprung in einer bestimmten Entfernung bezogen auf die erwähnte Auskleidung zu halten und in wünschenswerterweise eine optimale Kühlung dieser Auskleidung hervorzurufen. Zum anderen besteht die Funktion darin, für eine Verankerung zu sorgen, damit das Festhalten des feuerfesten Überzugs verbessert ist, der auf der Innenwand der Hochofenauskleidung aufgebracht ist.

Daraus ergibt sich ein Vorteil, daß der Vorsprung und der hintere Teil des Kühlbehälters aus unterschiedlichen Metallen zu bilden sind; ein guter Leiter wird für den Vorsprung verwendet, und ein weniger guter .Wärmeleiter,.der aber mechanisch widerstandsfähiger ist und der weniger kostet, wird für den hinteren Teil verwendet.

Zu diesem Zweck umfaßt der gemäß der Erfindung gebildete Kühlbehälter 1, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, im

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wesentlichen folgende Elemente:

Einen Vorsprung 2, der aus Kupfer oder einer im wesentlichen auf Kupferbasis aufgebauten Legierung besteht und der einen Raum 3 für Kühlwasser festlegt, welcher Raum mit einem Wasserzulauf 4 und mit einem Wasserablauf 5 versehen ist; ein Rohr 6 für die V/asser zuführung, das am Wasser zulauf 4 angeschlossen ist, und ein Rohr 7 für die Wasserableitung, das am Wasserauslaß 5 angeschlossen ist; und einen rohrförmigen Körper 8, der aus Stahl besteht und der die Rohre6 und 7 umgibt und der den Vorsprung 2 an dessen in dem Hochofen angeordneten Ende trägt.

Der Anschluß der Rohre 6 und 7 an dem Kopfteil kann in einfacher Weise durch eine Schraubverbindung vorgenommen sein, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist.

Der Raum 3 ist durch eine Zwischenwand 9 in zwei Kammern 3a, 3b aufgeteilt, die über einen Durchgang 10 miteinander verbunden sind, der nahe des Endes des Vorsprungs 2 angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung wird durch den Zulauf 4 eintretendes Kühlwasser gezwungen, die gesamte Innenoberfläche des Vorsprungs 2 zu überstreichen bzw. zu bespülen, bevor das betreffende Wasser den Auslaß 5 erreicht.

Aufgrund der einfachen Konzeption des in Fig. 1 dargestellten Behälters ist es vorteilhaft, daß der Vorsprung 1 die Form eines zylindrischen Umlaufelementes besitzt, dessen Vorderwand gewölbt ist. Unter diesen Bedingungen ist der rohrförmige Körper 8 in gleicher Weise durch einen zylindrischen Umlaufteil gebildet oder vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildet und zu dem Vorsprung hin gerichtet, um die Anbringung und das Zurückziehen des Behälters 1 in dessen Aufnahme zu erleichtern, die im Innern der feuerfesten Wand 11 vorgesehen ist.

Die Verbindung des Vorsprungs 2 und des rohrförmigen Körpers 8 kann somit auf einfache Weise dadurch erfolgen,

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daß die beiden Teile miteinander verschraubt v/erden. Zu diesem Zweck enthalten die beiden Elemente Gewinde 12 an ihren miteinander zusammenwirkenden Enden.

Wenn entsprechender Bedarf besteht, dürfte einzusehen sein, daß man die betreffende Verbindung durch zwangsweises Ineinanderfügen realisieren kann, wobei die betreffende Verbindung durch eine Schweißung vervollständigt wird, die dazu dient, die Dichtigkeit der Anordnung gegenüber Wasser sicherzustellen.

Um die Dichtigkeit des Behälters gegenüber Wasser sicherzustellen und um die Wärmeaustauschvorgänge noch zu verbessern, ist vorgesehen, daß der Innenraum des rohrförmigen Körpers 8 mit einem leichten Material 13 ausgefüllt wird, das jedoch ein guter Wärmeleiter ist und das die Rohre 6 und 7 umgibt. Zu diesem Zweck kann eine Aluminiumlegierung verwendet werden.

Der rohrförmige Körper kann durch einen Rohrstumpf aus Stahl mit einer geeigneten Länge und mit einem geeigneten Durchmesser gebildet sein oder aber aus einem Stahlblatt bestehen, welches gewalzt und geschweißt ist.

Im Hinblick auf den Vorsprung bzw. Kopfteil sei angemerkt, daß dieser unter Berücksichtigung seiner komplizierten Form und der relativ großen Dicke seiner Wandung vorzugsweise durch Gießen bzw. Formen erhalten wird. Die Anwendung des Gießens ermöglicht zum anderen, die Wände mit unterschiedlichen Dicken zu realisieren. So kann man insbesondere den gewölbten Teil des Vorsprungs dünner ausbilden als die zylindrische Umlaufseitenwand, um die Geschwindigkeit zu steigern, mit der die Wärmeaustauschvorgänge ablaufen.'

Die Herstellung des Vorsprungs bzw. Kopfteiles kann in gleicher Weise durch Warmverformung erfolgen, wenn dieses Verfahren interessanter erscheint."

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Überdies ist es bekannt, daß der feuerfeste Überzug 11 einem bedeutsamen Verschleiß im Laufe des Betriebs des Hochofens unterworfen ist und daß seine Dicke in beachtlichen Proportionen abnimmt. Deshalb hört die Kühlung durch den Kühlbehälter durch Ablösen des hitzebeständigen Materials auf, und der Kupfer-Vorsprung läuft dabei insbesondere Gefahr, wesentlichen Zerstörungen ausgesetzt zu werden, und zwar insbesondere aufgrund von Schmelze-Tropfen, die auf- das Kupfer fallen. Die betreffenden Schmelze-Tropfen breiten sich auf der Kupferoberfläche aus und lassen die auftretende Wärme auf einer extrem kleinen Oberfläche einwirken, wodurch die Gefahr der örtlichen Zerstörung des Kupfers hervorgerufen wird, was das Ausströmen von Wasser beeinflußt. Dadurch wird der Austausch des Behälters erforderlich gemacht. Dieser Vorgang ist sehr schwierig im Zuge des Betriebs des Hochofens auszuführen.

Um den Kupfer-Vorsprung bzw. das Kupfer-Kopfteil zu schützen, ist deshalb vorgesehen, die Außenoberfläche mit einem Schutzüberzug 14 zu versehen, der WärmeWiderstandseigenschaften besitzt und der hinreichend dünn ist, um nicht den richtigen Betrieb des Behälters zu beeinträchtigen. Zu diesem Zweck verwendet man eine Legierung, die 80?ό Kupfer und 2O?o Nickel besteht, welche durch die Schmelze-Tropfen, die zu ihr hingelangen, wenig benetzbar ist.

In Fig. 2 und 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Kühlbehälters bzw. einer Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Für diese Ausführungsform treffen daher dieselben allgemeinen Kriterien zu wie für den Behälter bzw. die Vorrichtung 1, die beschrieben worden ist.

Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Behälter 20 ist flach ausgebildet. Der rohrförmige Körper 21 aus Stahl besitzt die Form eines Pyramidenstumpfes mit einem rechteckförmigen Querschnitt, der in Richtun_g des Vorsprungs 22 zusammenläuft.

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Der Vorsprung bzw. das Kopfteil 22, der bzw. das aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gegossen ist (oder gegebenenfalls durch Warmverformung hergestellt istJ₁ weist Seitenwände auf, die in flichtung zu dem gewölbten Ende des betreffenden Vorsprungs hin zusammenlaufen.

Die Verbindung des Vorsprungs bzw. Kopfteils und des rohrförmigen Körpers erfolgt durch ein zwangsweise Einanderfügen, wobei die Dichtheit mit Hilfe einer Schweißnaht bzw. eines Schweißbandes 23 erzielt wird, die bzw. das sich längs des Randes des rohrförmigen Körpers erstreckt.

In gleicher Weise kann eine Reihe von Nieten 24 vorgesehen sein, um die Anordnung des rohrförmigen Körpers und des Vorsprungs zusammenzuhalten.

Um bei dieser Ausführungsform den Umfang der erzielten Kühlung zu steigern, weist der Behälter für das Kühlwasser eine Vielzahl von Räumen 25 auf (in Fig. 2 und 3 sind drei Räume dargestellt).

Die betreffenden Räume sind durch Rohre 25a gebildet, die U-förmig gebogen sind und die konzentrisch zueinander angeordnet sind. In vorteilhafter Weise verwendet man Kupferrohre, die eine gute Wärmeübertragung mit sich bringen,und zwar zwischen dem den Vorsprung bildenden Kupfer und dem Wasser-Zirkulationsbereich innerhalb der betreffenden Rohre.

Zum Verteilen der vrärmeäustausdivoigänge zwischen den verschiedenen Wänden des Vorsprungs 21 kann man Kühlwasser in unterschiedlichen Richtungen in den betrachteten Rohren zirkulieren lassen. So zirkuliert das Wasser in derselben Richtung in den beiden äußeren Rohren und in entgegengesetzer Richtung in dem inneren Rohr, wie dies in Fig. 3 durch Pfeile E und S angedeutet ist.

Zum anderen kann man ein einziges 'Teil für den jeweiligen

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rohrförmigen Raum 24 und seine Wasser-Zuführungs- und V/asser-Ableitungsrohre bilden, die die Schenkel des oben erwähnten U-förmigen Gebildes darstellen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Wasserströmungsbereich konstant ist, und zwar vom Eingang bis zum Ausgang, wodurch hydrodynamische Folgestörungen vermieden sind und die Kühlung verbessert ist.

Darüber hinaus ist keine Gefahr mehr dahingehend vorhanden, daß Undichtigkeiten bzw. Austritte an den Verbindungen der Räume und der Zuführungsrohre und Ableitungsrohre auftreten. Auf diese Weise ist die Dichtheit der Anordnung sichergestellt.

Wenn die entsprechende Forderung besteht, kann man, was einzuseien sein dürfte, die Anordnung mit den verschraubten Rohren erhalten, wie sie oben beschrieben worden ist und wie sie durch den Kühlbehälter gemäß Fig. 1 dargestellt ist.

In gleicher Weise wie in dem Kühlbehälter 1 gemäß Fig. 1 ist der rohrförmige Körper 21 vorzugsweise mit einer Aluminiumlegierung 26 (oder mit einem anderen Material, welches geeignete entsprechende Eigenschaften aufweist) ausgefüllt, welches Material die Kühlwasser-Zirkulationsrohre 25a umgibt; die Außenfläche des Kupfervorsprungs ist durch einen überzug 27 geschützt, der aus einer Legierung besteht, die 80% Kupfer und 20 # Nickel umfaßt.

Der hintere Teil des Behälters ist mit Hilfe einer Platte verschlossen (die beispielsweise an dem rohrförmigen Körper 21 angeschweißt ist). Diese Platte 28 ist mit Öffnungen 29 versehen, die gegenüber den Öffnungen der Rohre 25a vorgesehen sind. Auf diese Weise sind die betreffenden Rohre mit externen hydraulischen Kreisen verbunden.

Die gemäß der Erfindung gebildeten Kühlbehälter bewirken eine Kühlung, die klar der Kühlung gleichwertig ist, die mit Hilfe von Behältern bzw. Vorrichtungen erzielt wird,

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die gänzlich aus Kupfer bestehen, und zwar insgesamt zu einem Herstellungspreis, der beträchtlich unterhalb des Herstellungspreises der zuletzt erwähnten Behälter liegt.

Zum anderen bringt die Befestigung des Kühlbehälters an der Hochofenauskleidung keinerlei Schwierigkeit mit sich, da der rohrförmige Körper und die betreffende Auskleidung beide aus Stahl bestehen. Diese Befestigung erfolgt in vor-r teilhafter V/eise durch eine Schweißung, und zwar entweder durch eine direkte Verschweißung des rohrförmigen Körpers und der Auskleidung 30, wie dies in Fig. 2 und 3 für den Behälter 20 dargestellt ist, oder dadurch, daß an dem rohrförmigen Körper 8 ein Tragteil 15 angeschweißt wird, das seinerseits an der Auskleidung 16 angeschweißt ist, wie dies in Fig. 1 bezüglich des Behälters 1 dargestellt ist.

Der in Fig. 2 und 3 dargestellte und der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechende Kühlbehälter 20 kann in vorteilhafter Weise nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden.

Man beginnt damit, die Rohre U-förmig zu biegen, wobei jedes U-fÖrmige Rohr eine Länge besitzt, die an die Länge des zu schaffenden Kühlbehälters angepaßt ist. Im übrigen weist jedes U-förmige Rohr eine solche Krümmung auf, daß eine Mehrzahl (beispielsweise 3) von Rohren konzentrisch ineinander angeordnet sein können.

Diese Rohre werden in ihrer relativen Stellung richtig gehalten und in eine Form eingeführt, welche die Außenform des Vorsprungs bzw. Kopfteiles besitzt. Die Unterteile der U-förmigen Rohre werden dabei so gehalten, daß die Schenkel der U-förmigen Rohre aus der Form herausragen.

Sodann gießt man in die Form Kupfer oder eine einen hohen Kupfergehalt besitzende Legierung derart ein, daß die

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Grundteile der U-förmigen Rohre in diesem Material eingebettet sind.

Nach Abkühlung des Materials und nach Herausnehmen aus der Form führt man sodann das so erhaltene Kopfteil bzw. den so erhaltenen Vorsprung in einen rohrförmigen Stahlkörper ein, der eine Pyramidenstumpfform besitzt. Dabei erfolgt eine solche Einführung, daß der betreffende Kopfteil von dem den größeren Querschnitt besitzenden Ende des rohrförmigen Körpers her eingeführt wird.

Nahe des anderen, einen verminderten Querschnitt besitzenden Endes des rohrförmigen Körpers wird der Vorsprung bzw. das Kopfteil zwangsweise zusammengefügt, wobei die Verbindung durch eine Schweißnaht bzw. durch ein Schweißband aufrechterhalten wird.

Sodann gießt man in den rohrförmigen Körper eine Aluminium legierung ein, die den Innenraum des betreffenden rohrförmigen Körpers ausfüllt, der die Rohre umgibt, welche die schenkel der zuvor erwähnten U-förmigen Rohre bilden.

Sodann dichtet man den hinteren Teil des Kühlbehälters ab, indem man eine Platte anschweißt, die mit geeigneten Löchern gegenüber den Durchgangsöffnungen der Rohre versehen ist.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Ψεϊοκμανν, Dipl.-Phys.Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. R A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA 8000 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22 Patentansprüche

1. Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Hochofenauskleidung mit Hilfe von zirkulierendem Wasser, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Vorsprung (2,22) vorgesehen ist, der in den Innenraum des Hochofens in einer Montagestellung hineinragt und der aus Kupfer oder einer im wesentlichen auf einer Kupferbasis aufgebauten Legierung besteht und zumindest einen Raum (3,25) für Kühlwasser begrenzt und mit zumindest einem Wassereinlaß (4) und zumindest einem Wasserauslaß (5) versehen ist,

daß Wasserzuführröhre (6) und Wasserableitrohre (7) vorgesehen sind, die einerseits mit einer Wasserzuführeinrichtung bzw. mit einer Kasserableiteinrichtung und zum anderen mit dem betreffenden Wassereinlaß bzw. Wasserauslaß verbunden sind,

und daß ein rohrförmiger Stahlkörper (8, 21) vorgesehen ist, der die betreffenden Rohre umgibt und der mit dem Vorsprung (.2,22) dicht verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (2) und der rohrförmige Körper (8).

- durch Drehkörper gebildet sind und daß die Befestigung des VorSprungs (2) an dem rohrförmigen Körper (8) durch eine Verschraubung (12) oder durch ein Ineinanderfügen und ein Verschweißen erreicht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) eine flache Form besitzt und

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daß der rohrförmige Körper (21) ein Aufnahmeende nahe des Vorsprungs (22) besitzt, und daß die Befestigung des Vorsprungs an dem rohrförmigen Körper dadurch erfolgt ist, daß der betreffende Vorsprung in das Aufnahmeende des rohrförmigen Körpers eingesteckt ist und daß der Rand des rohrförmigen Körpers an der Seitenwand des Vorsprungs angeschweißt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des rohrförmigen Körpers von einem insbesondere durch eine Aluminiumlegierung gebildeten leichten Material (13,26) ausgefüllt ist, welches ein guter Wärmeleiter ist und welches die genannten Rohre umgibt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper zu dem Vorsprung hin kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung aus Kupfer gegossen oder durch Warmverformung hergestellt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Aufnahme des Kühlwassers dienende Raum rohrförmig ausgebildet ist und denselben Durchmesser besitzt wie die Wasserzuführungs- und Wasserableitungs-Rohre.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) eine Mehrzahl von rohrförmigen Räumen (25) umfaßt, die konzentrisch auf einem Kreisbogen angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder rohrförmige Raum (25) durch einen

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Rohrstumpf (25a) gebildet ist, der von Kupfer bedeckt ist, und daß der Rohrstumpf und die entsprechenden Wasserzuführungs- und Wasserableitungsrohre ein zusammenhängendes rohrförmiges Teil bilden, welches U-förmig ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das durch ein zusammenhängendes U-förmiges Teil gebildete r.ohrförmige Teil relativ geringe Wanddicken besitzt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Vorsprungs mit einem Schutzüberzug (14, 27) überzogen ist, der aus einem Material besteht, welches Wärmewiderstandseigenschaften besitzt und welches insbesondere aus einer 805= Kupfer und 20^ Nickel umfassenden Legierung besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Wand des Vorsprungs eine geringere Dicke besitzt als die Seitenwände.

13. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem aus einem Metall eines guten Wärmeleiters bestehenden Rohr eine U-Form derart gegeben wird, daß die Schenkel des so gebildeten U-fÖrmigen Rohres eine bestimmte Länge besitzen,

daß dieses U-förmige Rohr in eine zum Gießen eines Vorsprunges dienende Form derart eingeführt wird, daß die Schenkel des betreffenden U-förmigen Rohres aus der Form herausragen,

daß in die Form Kupfer zur Bildung des genannten Vorsprungs eingegossen wird, wobei der Grundteil des U-förmigen Rohres in dem Kupfer eingebettet wird, daß nach erfolgter Abkühlung des Kupfers und nach

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Herausnehmen aus der Form der gebildete Vorsprung in einenrohrförmigen Stahlkörper eingeführt wird, der eine derart bestimmte Länge besitzt, daß die Schenkel des U-förmigen Rohres von dem betreffenden rohrförmigen Körper umschlossen sind, und daß in den betreffenden rohrförmigen Körper eine Aluminiumlegierung derart eingegossen wird, daß die Schenkel des U-förmigen Rohres umschlossen werden.

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