DE29608464U1 - Cooling segments for shaft furnaces - Google Patents
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Description
- 2 Beschreibung: - 2 Description:
Die Neuerung betrifft ein Kühlsegment für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen, wobei das Kühlsegment aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist.The innovation relates to a cooling segment for shaft furnaces provided with a refractory lining, in particular blast furnaces, consisting of copper or a low-alloyed copper alloy with coolant channels arranged inside it, whereby the cooling segment is made from a forged or rolled ingot.
Kühlplatten aus einem eisenhaltigen, gegossenen oder geschmiedeten Werkstoff sowie Kühlplatten aus Kupfer sind üblicherweise zwischen dem Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und an das Kühlsystem des Schachtofens angeschlossen. Auf der dem Ofeninnern zugewandten Seite sind die Kühlelemente zum Teil mit feuerfestem Material versehen.Cooling plates made of a ferrous, cast or forged material as well as cooling plates made of copper are usually arranged between the furnace shell and the furnace lining and connected to the cooling system of the shaft furnace. On the side facing the interior of the furnace, the cooling elements are partly covered with refractory material.
Aus der DE 39 25 280 ist eine gußeiserne Kühlplatte bekannt, bei der die Kühlkanäle durch in Gußeisen eingegossene Rohre gebildet werden und die Unterkante des Plattenkörpers als Tragnase für das feuerfeste Mauerwerk ausgebildet ist. Auch die Tragnase ist an das Kühlsystem angeschlossen. Diese Platten haben eine geringe Wärmeabfuhr infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des Gußeisens und wegen des Widerstandes zwischen den Kühlrohren und dem Plattenkörper, verursacht durch eine Oxidschicht oder einen Luftspalt.A cast iron cooling plate is known from DE 39 25 280, in which the cooling channels are formed by pipes cast into cast iron and the lower edge of the plate body is designed as a support nose for the fireproof masonry. The support nose is also connected to the cooling system. These plates have a low heat dissipation due to the low thermal conductivity of the cast iron and because of the resistance between the cooling pipes and the plate body caused by an oxide layer or an air gap.
Im Falle eines Verlustes des Hochofenmauerwerks nach einer gewissen Betriebszeit ist die Innenfläche der Kühlplatten direkt der Ofentemperatur ausgesetzt. Da die Ofentemperatur weit oberhalb der Schmelztemperatur des Gußeisens liegt und die inneren Wärmedurchgangswiderstände der Kühlplatten zu einer unge-In the event of a loss of the blast furnace masonry after a certain period of operation, the inner surface of the cooling plates is directly exposed to the furnace temperature. Since the furnace temperature is far above the melting temperature of the cast iron and the internal thermal resistance of the cooling plates leads to an unacceptable
nügenden Kühlung der heißen Plattenseite führen, ist ein beschleunigter Verschleiß der gußeisernen Platten unvermeidbar und die Standzeit entsprechend begrenzt.If the hot side of the plate is not sufficiently cooled, accelerated wear of the cast iron plates is inevitable and the service life is limited accordingly.
Aus der DE 29 07 511 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder gewalzten Kupferrohblock gefertigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sackbohrungen sind, welche durch mechanisches Tiefbohren eingebracht sind. Das Gefüge der Kupferkühlplatte ist wesentlich dichter und homogener als das einer Graugußplatte; die Festigkeitswerte liegen höher und die Wärmeleitfähigkeit ist gleichmäßiger und höher als die der gegossenen Graugußplatten. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau eingehalten und dadurch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet.DE 29 07 511 discloses a cooling plate that is made from a forged or rolled copper block and where the cooling channels are vertical blind holes that are created by mechanical deep drilling. The structure of the copper cooling plate is significantly denser and more homogeneous than that of a gray cast iron plate; the strength values are higher and the thermal conductivity is more uniform and higher than that of the cast gray cast iron plates. The nominal position of the holes in terms of height and side is precisely maintained, thus ensuring even heat dissipation.
Die Kupferkühlplatte ist an der dem Ofeninnern zugekehrten Seite mit feuerfesten Steinen oder mit einer feuerfesten Stampfmasse ausgekleidet. Dadurch wird die Kühlfläche der Platte verkleinert und im Falle des Verschleißes bzw. des Verlustes der feuerfesten Ofenauskleidung wird der Wärmeentzug aus dem Ofen begrenzt.The copper cooling plate is lined with refractory bricks or a refractory ramming mass on the side facing the furnace interior. This reduces the cooling surface of the plate and, in the event of wear or loss of the refractory furnace lining, the heat extraction from the furnace is limited.
Aus der bisher unveröffentlichten DE 195 03 912.2 ist eine aus einem geschmiedeten oder gewalzten Kupferrohblock gefertigte Kühlplatte bekannt, bei der zur Kühlung der Randzonen auf der Kühlplatte zusätzliche Kühlelemente mit vertikal verlaufenden Sackbohrungen lösbar befestigt sind, wobei die Sackbohrungen in horizontal verlaufende Rohrstücke münden und durch Bohrungen in der Wand des Hochofenpanzers mit dem Kühlkreislauf des Hochofens verbunden sind.From the previously unpublished DE 195 03 912.2, a cooling plate made from a forged or rolled copper block is known, in which additional cooling elements with vertical blind holes are detachably attached to the cooling plate to cool the edge zones, whereby the blind holes open into horizontal pipe sections and are connected to the cooling circuit of the blast furnace through holes in the wall of the blast furnace shell.
Bekannt sind ferner Kühlplatten aus Grau- oder Stahlguß, die im Bereich der Rast, des Kohlensackes und im Schacht in horizontal verlaufenden Reihen an derAlso known are cooling plates made of grey or cast steel, which are installed in horizontal rows on the
Hochofenwand angeordnet sind, die außerhalb, jedoch an der Innenseite des Hochofens, verlaufenden Kühlrohrleitungen aus Stahl aufweisen, die durch Bohrungen in der Kühlplatte mit dem Kühlsystem des Hochofens bzw. durch Verbindungsstücke mit einer versetzt angeordneten Kühlplatte in einer anderen Reihe verbunden sind.blast furnace wall, which have cooling pipes made of steel running outside, but on the inside of the blast furnace, which are connected to the blast furnace's cooling system through holes in the cooling plate or to a staggered cooling plate in another row through connecting pieces.
Die Fugen zwischen den horizontal verlaufenden Kühlplatten sowie die außenliegenden Kühlrohrleitungen wurden bisher nur durch feuerfeste Stampfmassen bzw. ff-Steine geschützt, bei Verlust der ff-Zustellung sind die Kühlplatten und die Kühlrohrleitungen direkt der Ofentemperatur ausgesetzt, die im Bereich der Schmelztemperatur des Gußeisens liegen kann. Auch hier ist ein beschleunigter Verschleiß der gußeisernen Platten unvermeidbar und die Standzeit entsprechend begrenzt.The joints between the horizontally running cooling plates and the external cooling pipes were previously only protected by refractory ramming masses or ff bricks; if the ff lining is lost, the cooling plates and the cooling pipes are directly exposed to the furnace temperature, which can be in the range of the melting temperature of the cast iron. Here too, accelerated wear of the cast iron plates is unavoidable and the service life is correspondingly limited.
Die Aufgabe der Neuerung besteht deshalb darin, eine Kühlplatte aus einem eisenhaltigen Werkstoff zuThe task of the innovation is therefore to produce a cooling plate made of a ferrous material.
2Q schaffen, bei der die außenliegenden Kühlrohrleitungen in das Kühlsystem einbezogen und aus einem Werkstoff hergestellt werden, wo die Wärmeabfuhr in dem Bereich der Kühlplatten und dem Bereich der Fugen zwischen den Kühlplatten gleichmäßig und homogen erfolgt und auch dort eine verbesserte Kühlung der feuerfesten Ofenauskleidung und des Ofenpanzers gewährleistet wird.2Q, in which the external cooling pipes are integrated into the cooling system and made of a material where the heat dissipation in the area of the cooling plates and the area of the joints between the cooling plates is even and homogeneous and where improved cooling of the refractory furnace lining and the furnace shell is also ensured.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im Hauptanspruch angegeben ist, weitere vorteilhafte Aus- ^j0 gestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.The problem is solved in the manner stated in the main claim; further advantageous embodiments of the innovation are listed in the subclaims.
Neuerungsgemäß werden daher an die gegossenen Kühlplatten aus Grauguß oder Stahl an oberen bzw. unteren Bohrungen Kupferkühlsegmente mit Sackbohrungen und beidseitigen Kühlrohrleitungen lösbar angebracht.According to the innovation, copper cooling segments with blind holes and cooling pipes on both sides are detachably attached to the upper and lower holes of the cast cooling plates made of gray cast iron or steel.
-&dgr;-Die
Kühlrohrleitungen der Kupferkühlsegmente werden mittels Rohransätzen und Kompensatoren an der
Kühlplatte im Bereich der Bohrungen befestigt.-&dgr;-The
Cooling pipes of the copper cooling segments are attached to the cooling plate in the area of the holes using pipe attachments and compensators.
Bei Abdeckung der Fugen zwischen den horizontal angeordneten Kühlplattenreihen aus Grauguß oder Stahl werden die Kühlrohrleitungen der Kupferkühlelemente mittels Rohransätzen und Kompensatoren in den Fugen direkt im Bereich der Bohrungen des Hochofenpanzers befestigt.When covering the joints between the horizontally arranged rows of cooling plates made of gray cast iron or steel, the cooling pipes of the copper cooling elements are attached to the joints using pipe attachments and compensators, directly in the area of the holes in the blast furnace shell.
Durch die Verwendung der neuerungsgemäßen Kupferkühlelemente an Kühlplatten aus Grauguß oder Stahl kann die Reparatur von defekten Kühleinrichtungen im Bereich von Rast, Kohlensack und Schacht beschleunigt und die Kosten für das Auswechseln der Stahlrohrleitungen und den Einbau von KupferkühlSegmenten insgesamt gesenkt werden.By using the new copper cooling elements on cooling plates made of gray cast iron or steel, the repair of defective cooling devices in the area of the rest, coal sack and shaft can be accelerated and the costs for replacing the steel pipes and installing copper cooling segments can be reduced overall.
2Q Die Neuerung wird anhand von schematischen Ausführungszeichnungen nähert erläutert.2Q The innovation is explained in more detail using schematic drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte, Fig. 2 einen Schnitt A-A durch die Kühlplatte,Fig. 1 a longitudinal section through a cooling plate, Fig. 2 a section A-A through the cooling plate,
Fig. 3 einen Schnitt B-B durch die Kühlplatte,Fig. 3 a section B-B through the cooling plate,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch zweiFig. 4 a longitudinal section through two
Kühlplattenreihen,Cooling plate rows,
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Kühlsegment, 35Fig. 5 a cross section through a cooling segment, 35
Fig. 6 einen Schnitt C-C durch ein Kühlsegment.Fig. 6 a section C-C through a cooling segment.
— &ogr; ——&ogr;—
-&dgr;-Fig.
1 zeigt einen Längsschnitt einer Grauguß- bzw. Stahlkühlplatte (1) mit oben und unten eingebrachten
Bohrungen (3). Auf der linken Seite sind in Fig. 1 bekannte Kühlrohrleitungen (2), auf der rechten Seite
sind die neuerungsgemäßen Kühlsegmente (9) aus Kupfer angeordnet.-&dgr;-Fig.
1 shows a longitudinal section of a gray cast iron or steel cooling plate (1) with holes (3) at the top and bottom. On the left side in Fig. 1 there are known cooling pipes (2), on the right side the cooling segments (9) made of copper according to the innovation are arranged.
Fig. 2 ist ein Schnitt A-A der linken Seite von Fig. 1, in dem die Kühlrohrleitung (2) auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite durch Bohrungen (3) der KühlplatteFig. 2 is a section A-A of the left side of Fig. 1, in which the cooling pipe (2) on the side facing the furnace interior is passed through holes (3) in the cooling plate
(1) geführt wird. Die Befestigung der Kühlrohrleitung(1). The fastening of the cooling pipe
(2) an der Außenseite der Kühlplatte (1) erfolgt durch einen an einem Rohransatz (5) verschweißten Kompensator (6) und an einer Schweißstelle (14) am Kühlrohr (2), den Abschluß der Kühlrohrleitung (2) bildet hier eine Rohrklemme.(2) on the outside of the cooling plate (1) is carried out by a compensator welded to a pipe socket (5) (6) and to a weld point (14) on the cooling pipe (2), the cooling pipe line (2) is terminated here by a pipe clamp.
Fig. 3 ist ein Schnitt B-B der rechten Seite von Fig. 1, in dem die Kühlrohrleitung (8) an der dem 2Q Ofeninneren zugewandten Seite durch Bohrungen (3) der Kühlplatte (1) geführt wird. Zwischen der unteren und oberen Kühlrohrleitung (8) ist das Kühlelement (9) mit einer Sackbohrung (10) angeordnet.Fig. 3 is a section B-B of the right side of Fig. 1, in which the cooling pipe (8) is guided through holes (3) in the cooling plate (1) on the side facing the 2Q furnace interior. The cooling element (9) with a blind hole (10) is arranged between the lower and upper cooling pipe (8).
Die Befestigung der Kühlrohrleitungen (8) erfolgt ebenfalls mittels eines an einem Rohransatz (5) verschweißten Kompensators (6) einerseits und mittels einer Schweißstelle (14) zwischen Kompensator (6) und Kühlrohrleitung (8) andererseits.The cooling pipes (8) are also attached by means of a compensator (6) welded to a pipe socket (5) on the one hand and by means of a weld (14) between the compensator (6) and the cooling pipe (8) on the other hand.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt von zwei übereinanderFig. 4 shows a section of two superimposed
angeordneten Reihen 8 A bis 10 B sowie 8 B bis 10 B von jeweils drei Kühlplatten (1), die durch eine Fuge (4) in einem Abstand übereinander angeordnet sind. 35arranged rows 8 A to 10 B and 8 B to 10 B of three cooling plates (1) each, which are arranged one above the other at a distance by a joint (4). 35
7 -7 -
Die Kühlplatten (1) sind mit in Bohrungen (3) befestigten Kühlrohren (2) versehen, die jeweils durch Verbindungsrohrstücke (13) für den Kühlwasserdurchfluß miteinander gekoppelt sind. Zur Kühlung der Fuge (4) ist ein Kühlsegment (9, 10) vorgesehen, dessen Kühlrohrleitungen (8) direkt durch Bohrungen (12) des Hochofenpanzers (11) geführt sind.The cooling plates (1) are provided with cooling pipes (2) fixed in holes (3), which are each connected to one another by connecting pipe pieces (13) for the cooling water flow. A cooling segment (9, 10) is provided for cooling the joint (4), the cooling pipes (8) of which are led directly through holes (12) in the blast furnace shell (11).
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Kühlelement (9, 10), dessen Kühlrohrleitungen (8) durch Bohrungen (12) im Hochofenpanzer (11) geführt werden und mittels Rohransatz (5), Kompensator (6) sowie einer Schweißstelle (14) an dem Hochofenpanzer (11) direkt elastisch befestigt sind. 15 Fig. 6 zeigt einen Schnitt C-C durch ein rechteckig geformtes Kühlelement (9) mit einer zentrisch angeordneten Sackbohrung (10).Fig. 5 shows a cross section through a cooling element (9, 10) whose cooling pipes (8) are guided through holes (12) in the blast furnace shell (11) and are directly elastically attached to the blast furnace shell (11) by means of a pipe extension (5), compensator (6) and a weld point (14). 15 Fig. 6 shows a section C-C through a rectangular shaped cooling element (9) with a centrally arranged blind hole (10).
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,2. Cooling segment according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Cooling segment according to claim 1,
characterized,
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