DE3217015C2

DE3217015C2 - Windform, insbesondere für Hochöfen

Info

Publication number: DE3217015C2
Application number: DE3217015A
Authority: DE
Inventors: François Guenange Touze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1982-05-05
Publication date: 1985-03-28
Also published as: ZA823304B; BE893141A; DE3217015A1; IT1192424B; IN156109B; GB2098711B; CA1205998A; FR2505873B1; IT8209404A0; LU84148A1; ATA176582A; GB2098711A; ES272836Y; AU8372982A; AU551562B2; AT382164B; MX156974A; ES272836U; FR2505873A1; US4564143A

Abstract

Eine insbesondere zur Einführung heißer Verbrennungsluft in einen Hochofen dienende Windform besitzt eine hohle röhrenförmige Außenhülle (1) in der eine röhrenförmige hohle Kammer (10) vorgesehen ist, die koaxial zur Außenhülle (1) angeordnet ist und sich von einer Verschlußplatte (7) bis in die Nachbarschaft der Formnase (5) der Außenhülle (1) erstreckt. Die Kammer (10) ist über die Verschlußplatte (7) mit einem Speisenetz (14) verbunden und trägt an ihrem vorderen kreisförmigen Endbereich tangentiale Öffnungen (15) zur tangentialen Einspritzung von Kühlflüssigkeit auf die innere Oberfläche der Formnase (5).

Description

10

15

handcncr. Kühlflüssigkeil wird in Rotation versetzt und nimmt an der Kühlung teil. Die Temperaturerhöhung dor Kühlflüssigkeit wird größer, und der Wirkungsgrad der Kühlung wird verbessert.

Wegen der Flüssigkeitseinspritzung direkt in die Zone der Formna.se der Außenhüüe wird diese in besonderer Weise exponierte Zone gut gekühlt. Daraus resultieren eine größere Lebensdauei der Windform und damit eine geringere Anzahl von Betriebspausen des Hochofens für Reparatur oder Austausch der Windformen.

Der geringere Flüssigkeitsdurchsatz kann von einem kleineren Speisenetz befriedigt werden. Der Flüssigkeitsverbrauch ist im Vergleich zu bekannten Anordnungen herabgesetzt. Außerdem ist die Flüssigkeitsmenge, die bei einem Wanddurchbrueh einer Windform in den Hochofen gelangt, wesentlich kleiner, so daß auch die Folgen eines solchen Zwischenfalls geringer sind.

Die vorangehend aufgezählten Vorteile sind mit beträchtlichen Kosteneinsparungen verbunden, da außerdem die Herstellung der Windform gemäß der Erfindung einfach, preisgünstig und mit Hilfe herkömmlicher Werkzeugausrüstung realisierbar ist.

Im folgenden sei die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

F i g. 1 zeigt einen schematischen Axialschnitt einer Windform für einen Hochofen gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie U-Il von Fig. I.

Die in der Zeichnung dargestellte Windform besitzt eine rohrförmige Außcnhüllc 1 in Form eines geschlossenen Hohlraums, die seillich durch eine innere und eine äußere Wandung 2 bzw. 3 begrenzt ist. Die Wandungen 2 und 3 sind koaxial zueinander angeordnet und besitzen eine längliche zylindrische oder leicht kcgelstumpfförmige Gestalt Die kegclstumpfförmigc Gestalt wird im allgemeinen bevor/.ugl, da sie das Einsetzen oder Herausziehen der Windform aus der Wand des Hochofens erleichtert. Die innere Wandung 2 begrenzt einen axialen Durchgang 4 für die heißen Gase.

An dem vorderen Ende oder der Formnase 5 der Windform sind die beiden seitlichen Wandungen durch eine kreisringförmige Wandung 6 miteinander verbunden. An dem hinteren Endbereich ist eine VerschluB-platte 7 vorgesehen, die von geeigneten (weiter unien näher beschriebenen) Öffnungen durchdrungen wird, welche der Zuführung und der Abführung der Kühlflüssigkeit dienen.

Wenn die Windform in tiem Hochofen betriebsbereit montiert ist, ragt die Formnase 5 in den Innenraum des Hochofens und ist infolgedessen der thermisch am meisten belastete Teil der Windform. Daher muß dieser Teil so wirksam wie möglich gekühlt werden.

Zu diesem Zweck ist im Inneren der AußcnhUlle t eine geschlossene röhrenförmige hohle innere Kammer 10 angeordnet, die von zwei Seitenwandungen 11 und 12 begrenzt ist. Diese Seitenwandungen I) und 12 sind entweder zylindrisch oder häufiger entsprechend der für die Außenhülle gewählten Form kegclstumpfförmig w> ausgebildet. Die Wandungen 11 und 12 sind koaxial und ggf. parallel zu den Wandungen 2 und 3 der Außenhülle angeordnet und erstrecken sich von der Verschlußplaltc 7 bis in den Bereich der Formnasc 5.

Die innere Kamine!¹ IO ist über eine in der Verschluß- k^r> platte 7 angebrachte Öffnung 13 mit einem Speisenetz 14 für die Kühlflüssigkeit (Wasser) verbunden. In ihrem vorderen Endbereich sind mehrere im gleichen Abstand angeordnete öffnungen 15 vorgesehen, über die sie mit dem Insienraum der Außenhülle 1 in Verbindung steht Diese öffnungen 15 sind streng tangential zu der Kammer !0 ausgerichtet, derart daß die durch die Einlaßöffnung 13 eintretende unter Druck stehende Flüssigkeit mit einer tangentialen Komponente gegen die innere Oberfläche der Wandung der Formnase 5 geschleudert wird (Pfeil 16 in Fig.2), sodann durch Refiexion an dieser Stelle (Pfeil 17) zu einer Rotation entlang dieser Oberfläche der Formnase veranlaßt wird, wobei sie letztere wirksam kühlt.

Dieses tangentiale Einspritzen veranlaßt, daß die gesamte innerhalb der Außenhülle vorhandene Flüssigkeitsmenge in eine freie schraubenlinienförmige Drehbewegung versetzt wird, die sich hinter der Formnase recht schnell in zwei getrennte Windungen mit gleichen Richtungssinn aufteilt:

Eine erste schraubenförmige Windung stützt sich gegen die innere Oberfläche der äußeren Wandung 3 der Außenhülle, während die zweite schraubenförmige Windung sich gegen die äußere QberirfUche der inneren Windung 12 der Kammer 10 stützt. Mit anderen Worten beide schraubenförmigen Windungen breiten sich in dem äußeren Bereich la bzw. dem inneren Bereich Xb aus, welche die Kammer 10 in dem Innenraum -der Außenhülle ι abgrenzt.

In der Verschlußplatte 7 sind Auslaßöffnungen 18 und 19 vorgesehen, die den Austritt der Künlflüssigkeit aus dem Bereich la bzw. 16ermöglichen.

Der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 15 ist vorzugsweise geringer als der Gesamtquerschnitt der öffnungen 18 und 19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

4(1

45

50

55

Claims

1 2 bekannten Windform ist ein System innerer Scheide- Patentansprflche: wände vorgesehen, die schraubenlinienförmige Bewegungsbahnen für die Kühlflüssigkeit begrenzen.

1. Windform zur Einfahrung heißer Verbren- Ein Hauptnachteil dieser bekannten Windform benungsluft, insbesondere für Hochöfen, 5 steht darin, daß das System von Scheidewänden aus

Stücken besteht, die in das Innere der Außenhülle einge-

— mit einer für den Durchlauf einer Kühlflüssig- bracht und dort verschweißt sind. Eine solche Bauart keit bestimmten hohlen röhrenförmigen Au- erfordert einerseits wegen des zusätzlich aufzuwendenßenhülle, die von zwei sich zwischen einem vor- den Grundmaterials und andererseits wegen der deren Teil (Fonnnase) und einem hinteren Teil 10 schwierigen Montagearbeiten beträchtliche Herstellkoerstreckenden zylindrischen oder kegelstumpf- sten. Insbesondere ist schwierig, die erforderliche Dichförmigen Wandungen begrenzt ist, tigkeit zwischen der Wandung der Außenhülle und den

— mit einer inneren hohlen röhrenförmigen Kam- schraubenförmig verlaufenden Scheidewänden über demer, die genau koaxial zu der Außenhülle und ren Gesamtlänge sicherzustellen.

im Abstand von deren seitlichen Wandungen is Da die Windform einer Umgebung mit sehr hoher

angeordnet ist und sich von dem genannten hin- Temperatur ausgesetzt ist, ergibt sich außerdem eine

teren Teil der Außenhülle bis in die unmittelba- sehr große Wärmeausdehnung und -kontraktion. Diese

re Nachbarschaft der Formnase erstreckt, beeinträchtigen durch die mit ihnen verbundenen Ver-

— sowie mit einer Flüssigkeitszuführungseinrich- formungen die Qualität der dichten Verbindung zwitung-zar Verbindung der inneren Kammer mit 20 sehen den schraubenförmig gestalteten Scheidewänden einem Kühifiüssigkeitsspeiseneiz und einer mit und der Wandung eier Außenhülle.

der Außenhülle verbundenen Einrichtung zur Schließlich bringt die Reibung der Kühlflüssigkeit an

Flüssigkeitsabführung, den schraubenförmigen Scheidewänden beträchtliche

Verluste mit sich.

dadurch gekennzeichnet. 25 Durch die DE-PS 17 58 518 ist eine Windform bekannt, die zwei in axialer Richtung hintereinander ange-

— daß wenigstens eine öffnung (15) vorgesehen ordnete Hohlräume besitzt, die durch eine transversale ist, die sich tangential in dem vorderen Endbc- Scheidewand voneinander getrennt sind. Die diese reich der inneren Kammer (10) oder in der Hohlräume begrenzende Außenwand besteht aus zwei Nachbarschaft dieses Endbereichs öffnet, der- 30 Teilen, die miteinander verschweißt sind, wobei der eine art daü der Kühlflüssigkeit eine tangentiale Be- dieser Teile im wesentlichen den hinteren der beiden wegungskompocente mcgeteilt wird. Hohlräume begrenzt. Die Kühlflüssigkeit wird in der

— und daß die Außenhülle (1) in ihrem Innenraum Nähe der Formnase tangential in den vorderen Hohlkern der Bewegung der Kühlflüssigkeit entge- raum eingeführt. Nach der Ablenkung an der Innenseite genstehendes Hindernis aufweist, derart, daß 35 der Formnase stößt die Kühlflüssigkeit an die Scheidedie Kühlflüssigkeit gegen die Innenfläche der wand. Dadurch wird verhindert, daß sie die zu kühlende Formnase (5) der Windform geschleudert und Oberfläche in einer schraubenförmigen Strömung mögsodann in eine schraubenlinienförmige freie Ro- liehst gleichförmig bestreichen kann. Die Zuleitung für tationsbewegung innerhalb der Außenhülle (1) die Kühlflüssigkeit verläuft durch Jzn hinteren Hohlzwischen der Formnase (5) und der Einrichtung 40 raum und stört ebenfalls die schraubenförmige Bewege) zur Flüssigkeitsubführung versetzt wird, gungsbahn der nach hinten gerichteten Kühlflüssig-

keitsströmung.

2. Windform nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zeichnet, daß die innere Kammer (10) mehrere der Windform zur Einführung heißer Verbrennungsluft, insgenannten öffnungen (15) besitzt, die gleichmäßigen 45 besondere für Hochöfen, zu schaffen, die die dem Stand Winkelabstand voneinander aufweisen. der Technik anhaftenden Nachteile vermeidet, die eine

3. Windform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- gegenüber bekannten Windformen verbesserte Wirkennzeichnet, daß der gesamteDurchgangsquer- kung besitzt, eine einfach herzustellende Konstruktion schnitt für den Austritt der Kühlflüssigkeit aus der aufweist und bei der darüber hinaus die Wirksamkeit inneren Kammer (10) in den Innenraum der Außen- so der Kühlung, insbesondere im Bereich der Formnase, hülle (1) geringer ist als der Querschnitt der Einrich- vergrößert und der KühlflUssigkeitsdurchsatz vcrrintung (18) zurAbführung der Flüssigkeit aus der Au- gert werden.

Benhülle (1). Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

4. Windform nach einem der vorhergehenden An- Windform mit den kennzeichnenden Merkmalen des Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Offnun- 55 Patentanspruchs 1 gelöst.

gen (15) für den Durchtritt der Kühlflüssigkeit aus Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich

der inneren Kammer (10) in den Innenraum der Au- aus den Untcransprüchcn.

ßenhülle (1), insbesondere im Hinblick auf ihren Die Kühlung im Bereich der Formnase der Außenhül-

Querschnitt, in Abhängigkeit von dem Kühlflüssig- Ie ist aufgrund der Tatsache, daß die Geschwindigkeit

keitsdurchsatz angeordnet und bemessen sind, w der Flüssigkeitseinspritzung und somit die Rotationsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit in der Formnasc nur

von der Ausbildung der Düse und dem Druck des Spci-

scnolzcs abhängt, besonders wirksam. Sie hängt im Gegensatz /u den bei bekannten Anordnungen herrschcn-

Die Erfindung betrifft eine Windform der im Gal- trf den Verhältnissen nur sehr wenig vom Durchsatz ab. Es

tungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art. bedarf /. B. für eine Geschwindigkeit von 15 bis 20 m/s

Eine solche Windform ist z.B. durch die FR-PS in der Formnase eines Durchsatzes von nur etwa 3 bis

08 475(Publikations-Nr. 20 34 790) bekannt. In dieser 5 m Vh. Die Gesamtmasse der in der AuBcnhüllc vor-