DE3010022A1 - Hochofenblasform - Google Patents

Description

CARBLOX LIMITED
Storrs Bridge Works
Loxley, Sheffield S6 6SX
England

Hochofenblasform

Die Erfindung betrifft eine Hochofenblasform mit Mitteln zum Abführen von Wärme aus derselben.

Blasformen für Hochöfen sind Düsen zum Einblasen von Luft in den Ofen während dessen Betrieb, um die notwendige Reaktion mit der in ihm enthaltenen Kohle herbeizuführen. Dies erzeugt eine intensive Hitze, die für den Betrieb des Ofens benötigt wird. Die Hochofenblasformen müssen während des Betriebs harten Anforderungen genügen, und es ist notwendig, während des Ofenbetriebs Wärme in hohem Maß von ihnen abzuführen. Aus diesem Grund sind sie stets aus Kupfer hergestellt, und es war bisher üblich, die Wärme durch Wasser, welches durch Kanäle in der Wand der Blasformen floß, abzuführen. Beschädigungen von Blasformen treten von Zeit zu

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Zeit auf, wenn geschmolzenes Metall örtlich das Kupfer verbrennt und in die Kühlwasser führenden Kanäle eindringt. Dadurch kann der Kühlwasserfluß sofort unterbrochen werden, was dann zur völligen Zerstörung der Blasform führt. Diese Zerstörung ist aus zwei Gründen unangenehm. Einmal führen große Mengen Wasser im Ofen zu einem Abkühlen des in ihm enthaltenen Eisens und Oxydation der kohlenstoffhaltigen Auskleidung. Zweitens muß der Ofenbetrieb unterbrochen werden, um die zerstörte Blasform auszuwechseln, was einmal mit Kosten und zum anderen mit Schwierigkeiten verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung einer Hochofenblasform, die einmal betriebssicher ist, d.h. eine ausreichende Kühlung der Blasform gewährleistet, ohne daß bei Leckage die Gefahr besteht, daß Kühlwasser aus der Blasform in den öfen strömt. Ferner soll bei etwaiger Zerstörung der Blasform-Kühlung eine Reparatur ohne Unterbrechung des Hochofenbetriebs möglich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hochofenblasform mit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen vorgeschlagen.

Die erfindungsgemäße Hochofenblasform bietet die Möglich-

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keit einer sehr wirksamen Kühlung und ermöglicht auch einen Austausch beschädigter Kühlelemente während des laufenden Ofenbetriebs, indem das beschädigte Wärmerohr vom hinteren Ende aus der Hochofenblasform herausgezogen und durch Einschieben eines neuen ersetzt wird. Während dieses Austauschs kann sogar die Hochofenblasform weiter Luft in den Ofen blasen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Umsetzung in die Praxis wird diese anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Blasform,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Wärmerohrs,

Fig. 3 einen Ausschnitt in vergrößertem Maßstab des Querschnitts eines Teils des Wärmerohrs,

Fig. 4 eine Seitenansicht und

Fig. 5 einen Querschnitt einer Blasform,

Fig. 6 eine Seitenansicht und

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Fig. 7 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer Blasform,

Fig. 8 ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blasform und

Fig. 9 ein Querschnitt längs der Linie 9-9 aus Fig.

Die in Fig. 1 dargestellte Hochofenblasform besteht aus dem Gehäuse 10. aus Kupfer, dessen Außenkontur leicht konisch ist. In der Wand des Gehäuses 10 ist ein ringförmiger Hohlraum gebildet, in dem vom äußeren Ende des Gehäuses 10 her eine Mehrzahl sich in Längsrichtung des Gehäuses 10 erstreckender Wärmerohre 1 2. eingesetzt sind, die an einem außerhalb des Gehäuses 10 angeordneten allgemein mit 14 bezeichneten Wärmeaustauscher angeschlossen sind. In Fig. 1 sind nur zwei dieser Wärmerohre 12 dar- ^-'"' gestellt, diese erstrecken sich jedoch in einer Mehrzahl

in kurzen Abständen über den gesamten Umfang des Hohlraums in dem Gehäuse 10 . In strichpunktierten Linien ist die Hochofenwand angedeutet, durch die sich die Blasform in das Hochofeninnere hineinerstreckt.

Jedes Wärmerohr 12 ist eine geschlossene rohrförmige

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Niederdruck-Siede-VKondensations-Einheit, die die Kapillarwirkung ausnutzt, um das Kondensat von einem Kondensationsabschnitt (Wärmeentzug) zu einem Verdampferabschnitt (Wärmezufuhr) zurückführt. Solche Einheiten sind auf dem Markt erhältlich. Ein Wärmerohr ist im Längsschnitt in Fig. 2 dargestellt und besteht aus einem Mantelrohr 16 mit geschlossenen Enden und einem Füllmaterial, das einen Docht 18 bildet. Das Rohr ist evakuiert und eine bestimmte Menge geeigneter Arbeitsflüssigkeit ist in das Rohr eingeführt, bevor es verschlossen wird. Jedes der Wärmerohre in der Anordnung gemäß Fig. 1 ist hundebeinartig geformt, so daß sein Kondensationsabschnitt (Wärmeentzug) in den Wärmetauscher vertikal eingeführt ist, wodurch die Arbeitsflüssigkeit unter Schwerkraft zu dem Verdampferabschnitt (Wärmezufuhr) zurückkehren kann. Das in Fig. 2 dargestellte Wärmerohr ist nur zur Illustration des Aufbaus gerade dargestellt. Die Wärmerohre in Fig. 1 und 2 haben zylindrische Form. In dem vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3 des Querschnitts eines Wärmerohrs, das sich durch die Blasform der Fig. 1 erstreckt, ist gezeigt, daß diese Wärmerohre für den speziellen Zweck eine solche Ausbildung haben, daß ihre innere Oberfläche so groß wie iuöglich ist, was durcL Anordnung von sich in Längsrichtung der Wärmerohre erstreckenden Innenrippen erreicht wird. Das Flächenver-

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hältnis der Rippen, d.h. das Verhältnis ihrer Radialerstreckung zu ihrer Breite ist etwa 2 : .1 . Die Innenrippen der Wärmerohre erleichtern auf diese Weise den Wärmeübergang von der Blasform.

Der Wärmeaustauscher 14 besitzt eine Wärmeaustauschkammer 20, die den obersten Abschnitt wenigstens einer der Wärme- r rohre umschließt. Die Kammer 20 ist mit Zu- 22 und Ab

flußleitungen 24 für die Zu- bzw. Abfuhr von Kühlwasser durch die Kammer 20 ausgestattet. Es kann auch jedes Wärmerohr mit einer eigenen Wärmeaustauschkammer versehen sein. Alternativ kann die Wärmeaustauschkammer so ausgebildet sein, daß die obersten Abschnitte aller Wärmerohre nebeneinander in eine einzige Wärmeaustauschkammer hineingeführt sein können.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie die Mehrzahl von Wärmerohren

^ sich im wesentlichen längs der Blasform durch deren Mantel-

hohlraum erstrecken, wobei die Rohre sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende der Blasform in jeweils gleichem Abstand zueinander liegen. Am vorderen sich in den Hochofen hineinerstreckenden Ende der Blasform liegen die Wärmerohre 12 dichter beieinander als am rückwärtigen Ende der Blasform. Am hinteren Ende der Blasform, bevor sie

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sich aufwärts in den Wärmetauscher erstrecken, werden die Wärmerohre 12 zusammengefaßt. Dabei sind die untersten Wärmerohre nach unten abgebogen, so daß die Arbeitsflüssigkeit vom Kondensatorabschnitt infolge Schwerkraft entlang der gesamten Länge jedes Rohrs zurückfließen kann.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine andere Ausbildung der Blasform. Der doppelwandige konische Körper der Blasform wird am Verdampferende (Wärmezufuhr) durch eine Mehrzahl von HohlSegmenten 26 gebildet, die mit ihren Seitenflächen aneinanderliegen, wobei jedes Segment ein Wärmerohr bildet. Wie im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Ausführungen sind auch die obersten nicht dargestellten Abschnitte der Wärmerohre, d.h. die Kondensatorabschnitte (Wärmeentzug) an einen Wärmeaustauscher angeschlossen. Auch in Fig. 8 ist die Wand des Hochofens in strichpunktierten Linien angedeutet, durch die sich die Blasform in das Innere des Hochofens erstreckt.

Verschiedene Abwandlungen von den dargestellten Ausführungsbeispielen sind denkbar, die vom Schutz mit umfaßt sein sollen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dafür Sorge getragen wird, daß ein beschädigtes Wärmerohr ausgetauscht

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werden kann, ohne die ganze Hochofenblasform auszuwechseln. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 und der gemäß Fig. 4 bis 7 kann dies offensichtlich bei sorgfältiger Ausbildung sehr leicht erreicht werden. Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 und 9 kann eine innere und äußere Panzerung zweckmäßig sein. In allen dargestellten Ausführungsbeispielen kann eine feuerfeste Umkleidung

s- zum Schutz der Blasform gegen Beschädigung durch plötz

liche Ströme hoher Hitze vorgesehen sein. Anstelle von Kupfer kann natürlich auch ein anderes Metall für die Hochofenblasform verwendet werden.

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Claims (4)

COHAUSZ & FLORACK SCHUMANNSTR. DT . D-4000 DÜSSELDORF Telefon: (0211) 683346 Telex:08586513 copd PATENTANWÄLTE: DipWng. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D R WERNER 14.3.1980 Ansprüche:

1. Hochofenblasform mit Mitteln zum Abführen von Wärme aus ihnen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel aus einer Mehrzahl von Wärmerohren (12, 26) (Niederdruck-Siede-ZKondensations-Einheit) bestehen, die sich im wesentlichen in Längsrichtung der Blasform

(10) entweder in deren Mantelhohlraum erstrecken oder selbst die Blasform (26) bilden.

2. Hochofenblasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmerohre (12, 26) zur Erleichterung des Wärmeübergangs mit möglichst großer Innenoberfläche ausgeführt sind.

3. Hochofenblasform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmerohre (12, 26) mit Innenrippen versehen sind, deren Verhältnis von radialer Länge zu Breite wenigstens 2 : 1 ist.

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W/Ka

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4. Hochofenblasform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmerohre (12, 26) vom äußeren Ende der Hochofenblasform zu einem Wärmeaustauscher (14) außerhalb des Hochofens geführt sind.

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