DE2928964A1

DE2928964A1 - Gekuehlter tuerrahmen fuer oefen der stahlindustrie

Info

Publication number: DE2928964A1
Application number: DE19792928964
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: LENTJES DAMPFKESSEL FERD
Current assignee: LENTJES DAMPFKESSEL FERD
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1981-01-29

Description

Die Erfindung betrifft einen gekühlten Türrahmen aus kühl-
mitteldurchflossenen Pfeilern und einer oberen Traverse, insbesondere für Öfen der Stahlindustrie.
Gekühlte Türrahmen dieser Art werden beispielsweise bei SM-Öfen eingesetzt, die mit Ö.lbrennern beheizt und mit flüssigem Stahl und Schrott beschickt werden. Die Besckrickungsöffnungen dieser Öfen weisen Türrahmen auf, die jeweils aus zwei Pfeilern und einer oberen Traverse bestehen und von einem Kühlmittel durchflossen sind. Vor den Türrahmen hängen Türen.
Bei bekannten Türrahmen bestehen die Pfeiler und Traversen aus wasserdurchströmten Vierkant- oder Rechteckrohren. Im Falle einer Verdampfungskühlung wird der entstehende Dampf einem Abhitzekessel zugeführt. Bei der ebenfalls üblichen Kaltkühlung wird das aufgewärmte Kühlwasser in Luftkühlern abgekühlt und im Kreislauf umgepumpt.
Die derzeitigen großflächigen Vierkantrohre müssen insbesondere bei einem Kühlmitteldruck bis über 50 bar eine Wanddicke von 16 bis 20 mm besitzen. Die bekannten Türrahmen aus Vierkant-oder Rechteckrohren weisen den Nachteil auf, daß angesichts einer Gewölbetemperatur von 165O0C und der geringen Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in den Vierkantrohren die einseitige Einstrahlung auf die dickwandigen, wassergekühlten Rohre sehr intensiv ist, und somit die Schweißnähte als auch die Rohrwandungen schnell rissig werden. Die Rissbildung ist bedingt durch die schlechte Kühlwirkung auf der Rohrinnenseite und die dadurch ausgelösten überhöhten Wärmespannungen. Auch bei der Verwendung von Kühlrohren aus legiertem Stahl erhöht sich die Standzeit der Türrahmen nur geringfügig. Die vorerwähnten Nachteile treten verstärkt bei den heutzutage üblichen Hochleistungsöfen mit intensiver Beheizung auf.
Ferner wurde bereits versucht, durch eine Auftragsschweißung an den besonders gefährdeten Stellen der Kühlrohre mit austenitischen Elektroden die Standzeit der Türrahmen zu erhöhen.
Dies führte jedoch zu keinem befriedigenden Ergebnis, da es in der Panzerung infolge Martensitbildung im Grenzbereich zum Grundwerkstoff zu einer Aufhärtung kommt, so daß sich bei mechanischer Belastung, beispielsweise Stößen, Schalen ablösen. Die Standzeit der Türrahmen blieb dabei im wesentlichen unverändert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wärmeelastische Kühlung zu schaffen und durch eine bessere Wärmeabfuhr die Standzeit der Türrahmen zu erhöhen. Dabei sollen die üblichen Baumaße der Türrahmen unverändert bleiben, um am Ofen, insbesondere am Gewölbe im Bereich der Türöffnungen des Ofens keine Änderungen vornehmen zu müssen.
Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der Überlegung, durch anders beschaffene Kühlrohre eine bessere Wärmeabfuhr und erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu erreichen.
Im einzelnen besteht die Erfindung darin, daß bei einem Türrahmen der eingangs erwähnten Art kreisförmige Kesselrohre kleineren Querschnitts und mit Wanddicken unter 7,1 mm über metallische Wärmeleitstege fest miteinander verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführung bilden die Kühlrohre und die Wärmeleitstege gewellte bis quasiebene Rohrwände, die wiederum U-förmig zu den Pfeilern bzw. der Traverse zusammengefügt sind.
Weiterhin können die Rohrwände jeweils einer Türrahmenhälfte mit einem Pfeiler und einer vertikal halbierten Traverse ein separates Kühlsystem bilden, das beispielsweise einen gemeinsamen Kühlmittelabfluß in der Mitte der Traverse aufweist.
Die den Flammen zugewandte Frontseite der den Türrahmen bildenden Rohrwände weist vorzugsweise die doppelte Breite der im rechten Winkel stehenden und weniger stark beheizten Längsseiten auf. Gegenüber der glatten Wärmeaufnahmefläche eines Türrahmens aus Vierkantrohren erhöht sich die Wärmeaufnahmefläche bei dem erfinlmgsgemäßen Türrahmen aufgrund der gewellten Rohrwände. Die verwendeten Kesselrohre führen wegen des günstigen Verhältnisses von Wanddicke zu lichtem Nutzquerschnitt zu einem schnellen Wärmeübergang auf das Kühlmittel, dessen Strömungsgeschwindigkeit durch den runden Rohrquerschnitt erhöht ist.
Vorzugsweise sind die Wärmeleitstege an der Frontseite der Rohrwände mit Wärmeleitstiften bestückt und die entstehenden Zwischenräume mit feuerbeständiger Füllmasse, beispielsweise Feuerzement abgekleidet, um den Türrahmen insbesondere in der Mitte der Türöffnung des Ofens gegen Wärmeeinstrahlungen aus der Flammenzone zu schützen. Beispielsweise ist die mittlere-Ofentür der Wårmestrahlung einer Flammentemperatur von etwa 20000C ausgesetzt. Der von der Frontseite und den beiden schmaleren Längsseiten der Rohrwände umschlossene Raum läßt sich für-eine elastische Verbindung der drei Wände, z.B. durch Versteifungseisen, nutzen und gegebenenfalls auch mit Feuerzement ausgießen. Die Feuerzementverkleidung verhindert zwar-die direkte Wårmeeinstrahlung auf den Türrahmen, jedoch führen die Wärmeleitstifte und -stege die Strahlungswärme direkt zu den verdecktliegenden, von Kühlmittel durchflossenen Rohren. Die aufgrund der Feuerzementverkleidung möglicherweise verschlechterte Wärmeaufnahme wird somit durch die Wärmeleitung der Wärmeleitstifte und die größere Wärmeaufnahmefläche der gewellten Rohrwände ausgeglichen.
Die Zufuhr des Kühlmittels, z.B. Wasser, erfolgt über Eintrittssammler, während das entstehende Dampf-Wassergemisch uDer Austrittssammler abgeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren veranschaulicht.
In der Zeichnung zeigt: Fig.1 eine Kühlung für eine Türrahmenhälfte aus einem Pfeiler und einer halben Traverse in Außenansicht, Fig.2 die Türöffnung eines Ofens mit einem halben Türrahmen im Vertikalschnitt, und Fig.3 3 einen Pfeiler des Türrahmens der Fig. 2 im Horizontalschnitt.
Ein SM-Ofen 1 weist eine Türöffnung 2 mit einer Tür 3 auf. Die Türöffnung wird von einem Türrahmen 4 aus zwei Pfeilern 5 und einer Traverse 6 umgrenzt. Die Kühlung besteht aus dem Kühlmittel-Eintritts sammler 7 mit einem Kühlmittelzufluß 8 und kreisförmigen, parallelgeführten Kühlrohren 9o Die Kühlrohre 9 sind der Länge nach über Wärmeleitstege 10 fugenlos fest miteinander verbunden. Von den Wärmeleitstegen 10 erstrecken sich rechtwinklig Wärmeleitstifte 11 in Richtung auf das Ofeninnere.
Die Kühlrohre 9 sind bis zu dem freien Ende Ser Wärmeleitstifte 11 block-artig in eine feuerbeständige Füllmasse 12 eingebettet. Sämtliche Rohre 9 einer Türrahmenhälfte 13 sind über einem Kühlmittel-Austrittssammler 14 mit einem Kühlmittel-Abfluß 15 verbunden. Die Rohrwände 16 an den Längsseiten 17 und den Frontseiten 18 der Pfeiler 5 und der Traverse 6 sind durch Versteifungseisen 19 miteinander verbm-- en.
L e e r s e i t e

Claims

"Gekühlter Türrahmen für Öfen der Stahlindustrie" Patentansprüche: 1. Gekühlter Türrahmen insbesondere für Öfen der Stahlindustrie aus kühlmittel-durchflossenen Pfeilern und einer die Pfeiler verbindenden Traverse, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h kreisförmige, über Wärmeleitstege miteinander verbundene Kühlrohre (9).
2. Türrahmen nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h gewellte bis quasiebene Rohrwände (16) aus Kühlrohren (9) und Wärmeleitstegen (10).
3. Türrahmen nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h U-förmig miteinander verbundene Rohrwände (16).
4. Türrahmen nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die den Flammen zugekehrte Seite der Rohrwände (16) mindestens die doppelte Breite einer der Längsseiten (17) der Rohrwände (16) aufweist.
5. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Wärmeleitstege (10) mit einer Breite bis zur Größe des Außendurchmessers der Kühlrohre (9).
6. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die halbe äußere Breite der årmeleitstege (10) an der Frontseite (18) größer ist als der halbe Außendurchmesser der Kühlrohre (9).
7. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t durch Kühlrohre (9)an den Eckkanten der Rohrwände (16).
8. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen gemeinsamen Kühlmittel-Austrittssammler (f) ) für beide Türrahmenhälften (13) in der Mitte der Traverse (6).
9. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Kühlmittel-Austrittssammler (14) mit gleichgroßem oder kleinerem Durchmesser als die Türrahmen-Bautiefe.
10. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t durch Wärmeleitstifte (11) auf der Oberfläche der Wärmeleitstege (10).
11. Türrahmen nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c hn e t, daß die Stiftlänge der Stegbreite entspricht.
12 Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Rohrwände ( mit einer feuerbeständigen Füllmasse (12) im Hohlraum zwischen den Wärmeleitstiften (11).
13. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, g e k e II n z e i c h n e t durch Versteifungseisen (19) an den Front- (18) und Längsseiten (17) der Rohrwände (16).
14. Türrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Rohrwände (16) mit einer feuerbeständigen Füllmasse (12) im Hohlraum zwischen den Frontseiten (18) und Längsseiten (17) der Rohrwände (16).