DE3153045C2 - Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, insbesondere eines Hochofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, insbesondere eines Hochofens, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung mit stehenden und liegenden Kühlplatten bekannt, wobei die letzteren Auflagevorsprünge darstellen. Die liegenden Kühlplatten befinden sich zwischen zwei benachbarten stehenden Kühlplatten (S. M. Andoniev, O. V. Filipiev, G. A. Kudinov »Die Kühlung von Hochöfen«, Moskau, 1969, S. 232, Abb. 103).

Große, für die Formkühlkästen vorgesehene Ausschnitte im Ofenpanzer, durch weiche in den Ofen die liegenden Kühlplatten mit darin eingegossgnen Kühlrohren eingeführt werden, beeinträchtigen die Festigkeit des Ofengehäuses. Hinzu kommt, daß beim Gießen der Kühlrohre mit Gußeisen ein Kornwachstum des Metalls und dessen teilweise Aufkohlung stattfinden, wodurch die Festigkeit und die plastischen Eigenschaften der Rohre herabgesetzt werden.

Ferner sind Hochofenkühler bekannt, bei denen Auflagevorsprünge mit stehenden Platten als ein Ganzes durch Gießen hergestellt sind, wobei das Kühlrohr zur Kühlung der Vorsprünge entweder mit einer separaten Kühlmittelzufuhr (aaO. S. 218, Abb. 97a), oder gemeinsam mit den Kühlrohren zur Kühlung der Platte ausgeführt ist (aaO. S. 218, Abb.97d). Da der Vorsprung aus einem Stück mit der Platte bestehend hergestellt, im Unterteil der Gießform angeordnet und von deren massiven Teil umgeben ist, kühlt er sich recht langsam ab, und innerhalb des Vorsprunges erstarrt das Metall zuletzt, so daß im Vorsprung Hohlräume und Lunker entstehen. Die Metallmenge im Vorsprung ist am niedrigsten. Der Vorsprung ist dem Ofenraum zugewandt, wird im hohen Maße einer abreibenden Wirkung des Möllers und des Gasstromes ausgesetzt und wird bald unbrauchbar. Bei der Gußeisenzerstörung des Vorsprunges wird ebenfalls das Gußeisen der stehenden Platte zerstört, und der Ofenpanzer bleibt ohne Schutz gegen die Einwirkung der Ofenatmosphäre, wird überhitzt und deformiert.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur Kühlung der Hochofenwandung mit Kühlrohren bekannt die längs der gesamten Schachthöhe des Hochofens verlaufen und miteinander durch Versteifungsrippen verschweißt sind (JA-OS41-10 697).

Die Kühlrohre sind an ringförmige Zufuhr- und Ableitsammelleitungen angeschlossen, die im Unter- uEd Oberteil des Hochofenschachtes vorgesehen sind. Das Fehlen von Auflagevorsprüngen für das Futter hat zur Folge, daß bei unbedeutender Zerstörung an irgendweleher Stelle des Ofenschachtes das ganze restliche Futter ebenfalls schnell zerstört wird.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt dem technischen Wesen nach eine Vorrichtung zum Schutz des Schachtofenpanzers mit stehenden Kühlelementen nahe, welche Platten darstellen und unter Belassung von Zwischenräumen dazwischen der Höhe nach angeordnet sind (JA-AS 49-6443).

In den Zwischenräumen zwischen den stehenden Platten sind kühlbare Auflagevorsprünge vorgesehen, welche aus Stützwinkeln, die für die Unterstützung des feuerfesten Mauerwerkes dienen und über die senkrechte Fläche der Platten zum Ofen hin vorspringen können, und Kühlelementen zur Kühlung dieser Stützwinkel bestehen.

Die Kühleiemente sind als hohle, in den Ofen vorspringende Stahlkästen ausgebildet, und die Stützwinkel sind auf den Kühlelementen aufgelegt. Die Kühlelemente gemeinsam mit den Stützwinkeln werden am Ofenpanzer festgemacht. Die Ausschnitte im Panzer, durch welche die Kühlelemente und die Stützwinkel eingeführt werden, schwächen den Panzer beträchtlich. Durch den hohen Rauminhalt und die große Fläche der Kühlelemente tritt eine Überhitzung der oberen Fläche der Kühlelemente und der Stützwinkel unter Dampfentwicklung und nachfolgendem schnellen Durchbrennen der Kühlelemente ein. Darüber hinaus bietet sich bei solch einem Kühlelement praktisch keine Möglichkeit für die Schaffung einer hinreichenden Laufgeshwindigkeit des Kühlmittels sowohl bei Wasserkühlung als auch bei Verdampfungskühlung, wodurch dessen Standfestigkeit ebenfalls vermindert wird.

Diese kühlbaren Auflagevorsprünge sind durch eine schlechte Standfestigkeit gekennzeichnet, wodurch sich eine Störung der Kühlung von großen Ofenpanzerabschnitten unter nachfolgender Deformation und Durchbrennen des Ofenpanzers ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenv/andung, insbesondere eines Hochofens, zu entwickeln, deren konstruktiver Aufbau es gestattet, die Standfestigkeit des feuerfesten Futters des Ofens sowie dessen Panzers zu verbessern und somit das Reparaturintervall zu verlängern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, insbesondere eines Hochofens, mit längs der Ofenwandung verlaufenden longitudinalen Kühlelementen und kühlbaren Auflagevorsprüngen, gemäß der Erfindung die kühlbaren Auflagevorsprünge als Rohre mit zwischen den longitudinalen Kühlelementen angeordneten Hülsen ausgebildet sind, wobei die Kühlelemente als Rohre mit den daran befestigten genannten Hülsen ausgestaltet sind und die Rohre der kühlbaren Auflagevorsprünge relativ zu den Rohren der longitudinalen Kühlelemente derart angeordnet sind, daß dazwischen ein Winkel von 90° oder darunter gebildet ist.

Es ist hierbei günstig, die kühlbaren Auflagevorsprünge als Heizrohre mit an der Außenseite der Ofenwan-

dung angeordneten Wärmeaustauschern auszuführen.

Die Ausführung der kühlbaren Auflagevorsprünge aus Rohren ergibt eine kleine Fläche des inneren Rohrquerschnittes, so daß eine hohe Laufgeschwindigkeit des Kühlmittels darin und folglich eine gute und zuverlässige Kühlung des Auflagevorsprunges, sowie hohe Standfestigkeit erzielt werden. Die hohe Standfestigkeit des Vorsprunges bewirkt eine lange Lebensdauer des feuerfesten Futters und sichert einen zuverlässigen Schutz der lorgitudinalen Kühlelemente und des Ofenpanzers gegen die Einwirkungen der Ofenatmosphäre.

Die Rohre des Vorsprunges werden bei deren Herstellung nicht mit flüssigem Gußeisen ausgegossen, wodurch einer Verschlechterung der physikalisch mechanischen Eigenschaften der Rohre begegnet wird

Dank der kleinen Fläche der Vorsprünge wird der Wärmeentzug durch die reduzierenden Gase des Ofens herabgesetzt und mithin der Brennstoffverbrauch für den technologischen Prozeß vermindert. Der Ausfall des Vorsprunges zieht keine Zerstörung der longitudinalen Kühlelemente nach sich, wodurch sich die Schutzsicherheit des Ofenpanzers erhöht

Die gesamte Vorrichtung ist leicht zu bauen und zu montieren.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert: in diesen zeigt

F i g. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung in Frontansicht; F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-H in F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie I1I-III in F i g. 1;

F i g. 4 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, in Frontansicht; F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4; und F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in F i g. 4.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung umfaßt longitudinal Kühlele-' mente in Form von Rohren 1 (Fig. 1) sowie kühlbare Auflagevorsprünge ebenfalls in Form von Rohren 2.

An die Rohre 1 des longitudinalen Kühlelementes sind Rohrleitungen 3 (F i g. 2) zur Kühlmittelzufuhr und Rohrleitungen 4 zur Kühlmittelableitung angeschlossen.

Hülsen 5 sind an den Längsrohren 1 festgemacht. Durch die Hülen 5 werden die aus den Rohren 2 bestehenden Auflagevorsprünge durchgeführt.

Das feuerfeste Futter 6 ist oberhalb der Rohre 2 des Auflagevorsprunges vorgesehen.

Die gesamte Vorrichtung ist am Ofenpanzer 7 festgemacht.

An die Rohre 2 (F i g. 3) des Auflagevorsprunges sind Rohrleitungen 8 zur Kühlmittelzufuhr sowie Rohrleitungen 9 zur Kühlmittelableitung angeschlossen.

F i g. 1,2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, bei der die longitudinalen Kühlelemente senkrecht angeordnet sind und der kühlbare Auflagevorsprung horizontal, also in einem Winkel von 90° relativ zum lingitudinalen Kühlelement liegt.

Der aus den Rohren 2 bestehende, in F i g. 1,2,3 abgebildete kühlbare Auflagevorsprung ist mit einem Durchflußkühlungssystem ausgeführt.

F i g. 4, 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, bei der der aus den Rohren 2 bestehende kühlbare Auflagevorsprung als Heizrohre ausgeführt ist.

In den Schächten der Hochöfen ist die Ofenwandung geneigt (im allgemeinen unter einem Winkel von 82 bis 84°) angeordnet Die longitudinalen Kühlelemente in Form der Rohre 1 (Fig. 1) sind längs der Ofenwandung angeordnet Die Rohre 2 des kühlbaren Auflageelementes verlaufen horizontal. Demzufolge beträgt der Winkel zwischen den longitudinalen Kühlelementen und den kühlbaren Auflagevorsprüngen weniger als 90°.

Die kühlbaren Auflagevorsprünge köniien nicht nur horizontal, sondern auch in einem Winkel zu den longitudinalen Kühlelementen im Gegenstrom zu dem sich nach unten bewegenden Möller angeordnet werden. Hierbei ist es sinnvoll, das feuerfeste Futter 6 an der Ofenwandung im Torkretierverfahren herzustellen.

Die als Heizrohre ausgebildeten Auflagevorsprünge werden durch einen an der Außenseite der Ofenwandung angeordneten Wärmeaustauscher 10 abgekühlt Die Rohrleitung 11 zur Kühlmittelzufuhr und die Rohrleitung 12 zur Kühlmittelableitung sind an den Wärmeaustauscher 10 angeschlossen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert wie folgt

Ein Kühlmittel, wie z. B. Wasser oder ein Wasser-Dampf-Gemisch, gelangt über die Zufuhrleitungen 3 (F i g. 2,5) in die Rohre 1, nimmt die Wärme des Möllers und der Ofengase auf und wird über die Ableitrohre 4 abgeführt.

Darüber hinaus wird das Kühlmittel über die Rohrleitungen 8 (F i g. 3) zur Kühlmittelzufuhr zum Rohr 2 zugeleitet, es nimmt die Wärme des Möllers und der Ofengase auf und wird über die Rohrleitungen 9 zur Kühlmittelableitung abgeführt.

Die Rohre 2 des Auflagevorsprunges sind mittels der an den Rohren 1 der longitudinalen Kühlelemente befestigten Hülsen 5 ins Ofeninnere eingeführt, und auf die Rohre 2 ist das feuerfeste Futter 6 gelegt.

Die ganze Vorrichtung ist am Ofenpanzer 7 (F i g. 2) nach bekannten Verfahren befestigt.

Bei der Ausbildung der Auflagevorsprünge in Form von Heizrohren des Wärmeaustauschers 10 (F i g. 4,5,6) findet eine Kühlung des in den Heizrohren umlaufenden Mediums statt. Die Kühlung erfolgt durch das Kühlmittel, das über die Rohrleitungen 11 zugeführt und über die Rohrleitungen 12 abgeleitet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich vorzugsweise für die Kühlung von Hochofenschächten sowie der Wände von Schachtofen, wie z. B. von in der NE-Metallurgie eingesetzten Schachtofen, und Kupolofen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kühlung der Schachtofenwandung, insbesondere eines Hochofens, mit längs der Ofenwandung verlaufenden longitudinalen Kühlelementen und kühlbaren Auflagevorsprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlbaren Auflagevorsprünge als Rohre (2) mit zwischen den longitudinalen Kühlelementen angeordneten Hülsen (5) ausgebildet sind, wobei die Kühleiemente als Rohre (1) mit den daran befestigten Hülsen (5) ausgestaltet sind und die Rohre (2) der kühlbaren Auflagevorsprünge relativ zu den Rohren (1) der longitudinalen Kühlelemente derart angeordnet sind, daß dazwischen ein Winkel von 90° oder darunter gebildet ist,

2 Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die kühlbaren Auflagevorsprünge als Heizrohre (2) mit an der Außenseite der Ofenwandung angeordneten Wärmeaustauschern (10) ausgeführt sind.