DE2848570A1 - Verschlussplatte fuer heisswindschieber - Google Patents

Verschlussplatte fuer heisswindschieber

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DE2848570A1
DE2848570A1 DE19782848570 DE2848570A DE2848570A1 DE 2848570 A1 DE2848570 A1 DE 2848570A1 DE 19782848570 DE19782848570 DE 19782848570 DE 2848570 A DE2848570 A DE 2848570A DE 2848570 A1 DE2848570 A1 DE 2848570A1
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Jacob Felthuis
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Zimmermann and Jansen GmbH
Hoogovens Ijmuiden BV
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Zimmermann and Jansen GmbH
Hoogovens Ijmuiden BV
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    • C21B9/10—Other details, e.g. blast mains
    • C21B9/12—Hot-blast valves or slides for blast furnaces
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    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/6416—With heating or cooling of the system
    • Y10T137/6579—Circulating fluid in heat exchange relationship
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Description

Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochum 1 1W (0234) 43 13
Telegramm Bepatent Bochum
Z 1 - 146
Bei
Anmelder: 1.) Hoogovens IJtnuiden B.V. IJmuiden / Niederlande
und
2.) Zimmermann & Jansen GmbH
Bannstraße 52, 516o Düren/Rhld.
Verschlußplatte für Heißwindschieber
Die Erfindung betrifft eine Verschlußplatte für Heißwindschieber, bestehend aus einem vom Kühlwasser durchströmten, im Querschnitt kastenförmigen Hohlring, an dessen inneren Umfang ein ebenfalls vom Kühlwasser durchströmter, aus planparallelen Platten bestehender Plattenkörper angeschweißt ist, dessen Dicke in axialer Richtung kleiner als die axiale Länge des Hohlringes ist und dessen Außenflächen etwa bis zur Höhe der Stirnflächen des Hohlringes mit einer Beschichtung aus feuerfestem Beton verkleidet sind, welche mittels Ankern auf diesen Außenflächen verankert ist.
Verschlußplatten der genannten Art werden insbesondere an Heißwindschiebern von Hochöfen verwendet. Die moderne Hochofentechnik arbeitet mit außerordentlich hohen Winddrücken bis zu 6 bar und Windtemperaturen bis zu 1.55o G.
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfadi 100226 4630 Bochum I 'S* (0234) 43 1395
Telegramm Bepatent Bodium
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Der große Heißwindbedarf moderner Großhochöfen erfordert darüber hinaus Durchtrittsquerschnitte im Heißwindschieber mit mehr als 2 m Surchmesser. Unter diesen Voraussetzungen sind die Verschlußplatten beim Absperren Kräften in der Größenordnung von 2o MN ausgesetzt. Kräfte dieser Größenordnung vermögen die Heißwindschieberplatte in Richtung der Druckkräfte auszuwölben. Die größte mittige Auswölbung einer solchen Platte liegt beispielsweise bei 3-4 mm. Eine solche Auswölbung reicht aus, die spröde feuerfeste Beschichtung zum Abplatzen zu bringen, insbesondere wenn die Druckbelastung der Verschlußplatte häufig wechselt.
Die bei den bekannten Verschlußplatten auf den Außenflächen des Plattenkörpers vorgesehenen Stiftanker vermögen die feuerfeste Beschichtung nach dem Auftreten von Rissen in der Beschichtung auf der Außenfläche der Platte festzuhalten. Die Rißbildung selbst kann gedoch durch diese Stiftanker nicht verhindert werden. Die Stiftanker sind im Gegenteil oft Ausgangspunkte für die sich ausbildenden Risse, insbesondere wenn die Stiftanker verhältnismäßig dicht angeordnet sind. Nach dem ersten Auftreten von Rissen schreitet die Zerstörung der Beschichtung erfahrungsgemäß schnell fort, so daß durch die Anker die gesamte Standzeit der Beschichtung nur unwesentlich verlängert wird.
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochum 1 'S* (0234) 431395
Telegramm Bepatent Bodium
Um das vorzeitige Auftreten von Bissen in der Beschichtung infolge Durchbiegung des Plattenkörpers zu vermeiden, ist es bekannt, die Beschichtung durch geeignete Dehnungsfugen etwas flexibler zu gestalten. Hierdurch können die erzielbaren Standzeiten etwas verlängert werden.
Aufgabe der -Erfindung ist es, die Standzeiten der Verschlußplatten der eingangs genannten Art erheblich zu verlängern.
Zur Lösung dieser Aufgabe Schlägt die Erfindung ausgehend von einer Verschlußplatte der eingangs genannten Art die Kombination folgender Merkmale vor:
a.) die auf den Außenflächen aes KLattenkörpers angebrachten Anker sind V-förmig ausgebildet und ragen mit ihren freien Schenkeln bis zu mindestens 2/3 und höchstens 3/4- der Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung in die feuerfeste Beschichtung;
b.) die Anker sind in regelmäßigen Abständen in senkrecht zueinander verlaufendai Reihen mit ihren Erstreckungsebenen abwechselnd parallel und quer zur Richtung dieser Reihen angeorndet;
c.) der Mittenabstand der Befestigungspunkte der Anker entspricht der ein- bis zweifachen Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung;
Bei Anwendung der Kombinatiosnmerkmale a.) bis c.) ergibt sich eine im Vergleich mit Stiftankern erheblich wirkungsvollere Verankerung der feuerfesten Beschichtung mit einer sehr großen
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochum 1 'S» (0234) 43 1395
Telegramm Bepatent Bochum
Ankerdichte, wobei liier die Anker überraschender Weise trotz der verhältnismäßig dichten Anordnung nicht Ausgangspunkte für sich ausbildende Risse sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die Verankerungswirkungen der einzelnen V-Anker aufgrund der vorgeschlagenen besonderen Anordnung ihrer Erstre.ckungsebenen einerseits und ihrer Abmessungen und Abstände im Verhältnis zur Schichtdicke der Beschichtung andererseits derart ergänzen, daß sich in dem Beschichtungsmaterial keine besonders ausgeprägten Spannungszonen ergeben, sondern daß die Spannungen über das Gesamtvolumen der Beschichtung gleichmäßig verteilt werden.
Der durch die V-förmigen Anker und ihre besondere Anordnung erzielte Verbund zwischen dem feuerfesten Beton der Beschichtung einerseits und den Platten des Plattenkörpers andererseits ist so intensiv, daß der feuerfeste Beton den Plattenkörper zu versteifen vermag, so daß die elastische Durchbiegung und die hiermit verbundene Gefahr der Rißbildung erheblich verringert werden. Die Platten des Plattenkörpers und der aufliegende feuerfeste Beton bilden infolge der intensiveren Verankerung und Verklammerung gewissermaßen eine besonders biegesteife Sandwich-Konstruktion. Selbstverständlich dürfen bei der Verschlußplatte gemäß der Erfindung in der Beschichtung aus feuerfestem Beton keine Dehnungsfugen vorhanden sein.
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochum 1 1S* (0234) 4313 95
Telegramm Bepattnt Bochum
Der durch die Kombinationsmerksmale a.) bis c.) erzielte Effekt einer wirksamen Versteifung des Plattenkörpers läßt sich an und für sich mit jedem einigermaßen standfesten feuerfesten Beton erzielen. Durch eine Versteifung des Plattenkörpers lassen sich jedoch die durch unterschiedliche Wärmedehnungen verursachten Rißbildungen nicht eliminieren. Dieses Problem tritt besonders auf, wenn die Verschlußplatte sehr hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
Ein alternativer Lösungsvorschlag, der auch diese Art der Rißbildung in der feuerfesten Beschichtung unterbindet, sieht ausgehend von'einer Verschlußplatte der eingangs genannten Art die Kombination folgender Merkmale vor;
a.) die auf den Außenflächen des Plattenkörpers angebrachten Anker sind V-förmig ausgebildet und ragen mit ihren freien Schenkeln bis zu mindestens 2/3 und höchstens 3/4- der Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung in die feuerfeste Beschichtung;
b„) die. Anker sind in regelmäßigen Abständen in senkrecht zueinander verlaufendenReihen mit ihren Erstreckungsebenen abwechselnd parallel und quer zur Richtung dieser Rei-hen angeordnet;
c.) der Mittenabstand der Befestigungspunkte der Anker entspricht der ein- bis zweifachen Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung;
d.) der feuerfeste Beton hat bis zu 1.2oo 0C eine Wärmedehnung von weniger als o,6 %, bei 2o C eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1,6 kcal/ m h C, bei 1.ooo C eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 kcal/m h C und besteht insbesondere zu 15 bis 2o % aus tonerdereichem und eisenarmem Zement sowie zu 80 bis 85 % aus
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ORIGINALJhiSPECTED
Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochdm 1 'S* (0234) 43 13
Ttlegramm !«patent Bochum
-40-
Zuschlag mit folgender + !EiO2 Zusammensetzung:
SiO2 _ 33 -
Al2O3 MgO 6o
Fe2O3 1 -
GaO + - 38 %
- 65 %
- 2 %
weniger als o,1 %
Al + K = weniger als o,1 %
Die Kombinatiosnmerksmale a.) bis c.) und deren Wirkung sind bereits oben erläutert worden. Das zusätzliche Kombinationsmerkmal d.) sieht einen Beton vor, dessen Wärmedehnung unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung im Plattenkörper einerseits und in der Beschichtung andererseits der Wärmedehnung des Plattenkörpers angepaßt ist und dessen Wärmeleitfähigkeit dafür sorgt, daß sich in der Beschichtung kein aBau großer Temperaturgradient ausbildet, der aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen zu zusätzlichen Spannungen in der Beschichtung führen würde. Solche Eigenschaften hat insbesondere ein Beton mit der angegebenen Zusammensetzung, wobei ein solcher Beton in besonders vorteilhafter Weise in den oberflächennahen Bereichen eine dichte keramische Struktur bildet, die dem chemischen Angriff, insbesondere dem oxydierenden Angriff,besonders gut standhält. Diese Schicht mit keramischer Struktur, die naturgemäß besonders spröde ist, reicht jedoch nicht bis an die Spitzen der Anker, die in dieser spröden Schicht Risse verursachen könnten.
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Patentanwalt Dipl.-Incj. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bociium 1 ^(0234)431395 T«ltgramm Bepatent Bochum
Insbesondere die Kombination der Merkmale a.) bis d.) führt zu überaus langen Standzeiten der feuerfesten Beschichtung, weil diese weder durch Durchbiegung des Plattenkörpers noch durch unterschiedliche Wärmedehnungen beschädigt werden kann.
Der öffnungswinkel der Schenkel der V-förmigen Anker liegt vorzugsweise zwischen 4J? und 65°. Es hat sich herausgestellt, daß bei einem derartigen öffnungswinkel die von den Ankern auf das feuerfeste Material ausgeübte Haltekraft besonders günstig ist.
Zur weiteren Verbesserung der Verankerungswirkung können die Schenkel der Anker gewellt ausgebildet sein.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der Plattenkörper durch seinen Hohlraum unterteilende Leitbleche versteift ist, die in die Platten eingeschweißt sind und eine sich von außen nach innen in mehrfachen Windungen erstreckende Doppelspirale bilden. Eine solche an sich bekannte Anordnung der Leitbleche bewirkt nicht nur eine gleichmäßige Kühlung des Plattenkörpers, sondern auch eine gleichmäßige Versteifung des Plattenkörpers, so daß sich bei Verformung des Plattenkörpers keine bevorzugten Biegeebenen ergeben. Diese Anordnung der Leitbleche sorgt also ebenfalls dafür, daß sich in der Beschichtung keine ausgeprägten Spannungszonen ergeben.
Zweckmäßig sind die Leitbleche über ihre gesamte Länge mittels
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfad. "100226 4630 Bochum I 1S* (0234) 4313 95
Tafegrainm BepaUnt Sodium
im Querschnitt V-förmiger, nach außen verdickter Schweißnähte in die Platten eingeschweißt. Bei dieser Art der Befestigung der Leitbleche an den Platten des Plattenkörpers ergibt sich eine besonders stabile, im Querschnitt kastenförmige Konstruktion des Plattenkörpers, die etwaigen Verformungen des Plattenkörpers entgegenwirkt und auf diese Weise ebenfalls verhindert, daß das Beschichtungsmaterial hohen Biegespannungen ausgesetzt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnu-g näher erläutert. Es zeigen:
1 die Verschlußplatte gemäß der Erfindung in Stirnansicht,
2 einen Schnitt entlang der Linie A - B in Pig. Λ und
Pip;. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den Randbereich der Verschlußplatte gemäß der Erfindung.
In der Zeichnung sind ein den äußeren Umfang der Verschlußplatte bildender Hohlring mit kastenförmigem Querschnitt mit dem Bezugszeichen 1 und dessen Hohlraum mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet.
Am inneren Umfang des Hohlringes 1 sind zwei kreisrunde, planparallele Platten 3 und 4 angeschweißt. Die Dicke des durch die Platten 3 und 4 gebildeten Plattenkörpers ist kleiner, als
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 100226 4630 Bochum 1 'S1 (0234) 431395
Telegramm Bepatent Bochum
die axiale Länge des Hohlringes 1, so daß im Beeich beider Stirnflächen der Verschlußplatte flache zylindrische Aufnahmeräume zur Aufnahme einer feuerfesten Beschichtung 5 entstehen.
Die Platten 3 und 4 sind untereinander durch Leitbleche 6 verbunden, die über ihre gesamte Länge mittels V-förmiger, nach außen verdickter Schweißnähte 7 in die Platten 3 und 4· eingeschweißt sind. Die Leitbleche 6 verlaufen in einer sich von außen nach innen erstreckenden Doppelspirale und bilden zwischen sich Leitkanäle 8, die den Hohlraum zwischen den Platten 3 und 4- unterteilen. Die Leitkanäle 8 stehen mit dem Hohlraum 2 des Hohlringes 1 in Verbindung und werden ebenso wie dieser von Kühlwasser durchströmt.
Auf den Außenflächen des Plattenkörpers ist eine Vielzahl von in Seitenansicht V-förmige Ankern 9 befestigt, die mit ihren freien Schenkeln bis zu mindestens 2/3 und höchstens 3/4 der Schichtdicke in die feuerfeste Beschichtung 5 ragen. Die Anker 9 sind in regelmäßigen Abständen in senkrecht zueinander verlaufenden Reihen 1o und 11 mit ihren Erstreckungsebenen abwechselndparallel und quer zur Richtung dieser Reihen 1o bzw. angeordnet. Der Mittenabstand der Befestigungspunkte der Anker 9 in Richtung der Reihen 1o bzw. 11 entspricht der ein- bis zweifachen Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung 5· Der öffnungswinkel der Schenkel der V-förmigen Anker 9 liegt
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Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 1C0226 4030 Bochum 1 Έ" (0234) 43 1395
Ttlegramm Btpatanl Bodium
zwischen 45 und 65° . Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel können die Schenkel der Anker 9 auch gewellt ausgebildet sein.
Die feuerfeste Beschichtung besteht aus einem feuerfesten Beton, dessen Wärmedehnung bis zu 1.2oo C kleiner als 0,6 /0 ist.und dessen Wärmeleitfähigkeit bei 2o°C größer als 1,6 kcal/m h 0C und bei I.000 0G größer als 1 kcal/m h 0C ist. Solche Werte werden beispielsweise von einem Beton erreicht, der zu 15 bis 2o % aus tonerdereichem und eisenarmem Zement sowie zu 80 bis 85 % aus Zuschlag- mit folgender Zusammensetzung besteht:
SiO2 = 33 - 38 %
Al0O2 + TiO^ = 60-65 %
Fe2O3 = 1 - 2 %
CaO + MgO = weniger als o,1 %
Al + K = weniger als o,1 %
Die Korngröße der Zuschlagstoffe dieses Betons muß durchweg unter 6 mm liegen.
Ansprüche
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Claims (6)

Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfaoli 10C226 4030 Bochum I ^ (0234) 4313 95 Telegramm Bepatent Bochum Patentansprüche
1. Verschlußplatte für Heißwindschieber, bestehend aus einem von Kühlwasser durchströmten, im Querschnitt kastenförmigen Hohlring, an dessen inneren Umfang ein ebenfalls vom Kühlwasser durchströmter, aus planparallelen Platten bestehender Plattenkörper angeschweißt ist, dessen Dicke in axialer Richtung kleiner als die axiale Länge des Hohlringes ist und dessen Außenflächen etwa bis zur Höhe der Stirnflächen des Hohlringes mit einer Beschichtung aus feuerfestem Beton verkleidet sind, welche mittels Ankern auf diesen Außenflächen verankert ist, gekennz eichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a.) die auf den Außenflächen des Plattenkörpers (3,4) angebrachten Anker (9) sind V-förmig ausgebildet und ragen mit ihren freien Schenkeln bis zu mindestens 2/3 und höchstens 3/4 der Schichtdicke der feuerfesten Beschichtur-b (5) in die feuerfeste Beschichtung (5);
b.) die Anker (9) sind in regelmäßigen Abständen in senkrecht zueinander verlaufenden Reihen (10,11) mit ihren Erstreckungsebenen abwechselnd parallel und quer zur Richtung dieser Reihen (1o,11) angeordnet;
c.) der Mittenabstand der Befestigungspunkte der Anker (9) entspricht der ein- bis zweifachen
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Patentanwalt Dipl.-Ιης!. A. Behrendt Posthch 1 CC 1ί2ό 4630 Boc'ium 1 "& (0234) 4313 95
Telegramm Bepatent Bochum
Schichtdicke der feuerfesten Besch.ich.tung (5);
2.) Verschlußplatte für Heißwindschieber, bestehend aus einem von Kühlwasser durchströmten, im Querschnitt kastenförmigen Hohlring, an dessen inneren Umfang ein ebenfalls vom Kühlwasser durchströmter, aus planparallelen Platten bestehender Plattenkörper angeschweißt ist, dessen Dicke in axialer Richtung kleiner als die axiale Länge des Hohlringes ist und dessen Außenflächen etwa bis zur Höhe der Stirnflächen des Hohlringes mit einer Beschichtung aus feuerfestem Beton verkleidet sind, welche mittels Ankern auf diesen Außenflächen verankert ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a.) die auf den Außenflächen des Plattenkörpers (3,4-) angebrachten Anker (9) sind V-förmig ausgebildet und ragen mit ihren freien Schenkeln bis zu mindestens 2/3 und höchstens 3/4- der Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung (5) in die feuerfeste Beschichtung;
b.) die Anker (9) sind in regelmäßigen Abständen in senkrecht zueinander verlaufenden Reihen (10,11) mit ihren Erstrecknngsebenen abwechselnd parallel und quer zur Richtung dieser Reihen (1o,11) angeordnet;
c.) der Mittenabstand der Befestigungspunkte der Anker (9) entspricht der ein- bis zweifachen Schichtdicke der feuerfesten Beschichtung (5);
d.) der feuerfeste Beton hat bis zu 1.2oo 0C eine Wärmedehnung von weniger als o,6 %, bei 2o 0C
030021/017Q
Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 10i)226 463U Bochum 1 1? (0234) 43 13 95
Telegramm Bepatent Bodium
eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1,6 kcal/ m h 0C , bei 1.ooo 0C eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 kcal/m h 0G und besteht insbesondere zu I5 bis 2o % aus tonerdereichem und eisenarmem Zement sowie zu 80 bis 85 % aus Zuschlag mit folgender Zusammensetzung :
SiO2 + TiO2 = 33 - 38 % 0 ,1 Al2O3 60 - 65 % 0 ,1 Fe2O3 MgO 1 - 2 % CaO + K = weniger als Al + = weniger als
3· Verschluplatte nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der Schenkel der V-förmigen Anker (9) zwischen 45 und 65 ° liegt.
4. Verschlußplatte nach einem der Ansprüche 1 bis'3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der Anker (9) gewellt ausgebildet sind.
5* Verschlußplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkörper (3^) durch seinen Hohlraum unterteilende Leitbleche (6) versteift ist, die in die Platten (3^) eingeschweißt sind und eine sich von außen nach innen in mehrfachen Windungen erstreckende Doppelspirale bilden.
(530021/0170
Patentanwalt Dipl.-Ing. A. Behrendt Postfach 1 J0%J26 4630 Bochun. 1 1S* (0234) 43 13
Telegramm Bepatent Bodium
- * - 294857Q
6. Verschlußplatte nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (6) über ihre gesamte Länge mittels im Querschnitt V-förmiger, nach außen verdickter Schweißnähte (7) in die Platten (3A) eingeschweißt sind.
030021/0170
DE2848570A 1978-11-09 1978-11-09 Verschlußplatte für Heißwindschieber Expired DE2848570C2 (de)

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