DE3231224C2 - Kühlelement für Industrieöfen, insbesondere Kühlwandelelement oder Deckelkühlelement für Elektrolichtbogenöfen - Google Patents

Abstract

Kühlelement für Industrieöfen, insbesondere für Elektrolichtbogenöfen, mit einer Mehrzahl von über 180°-Rohrbögen schlangenlinienförmig hintereinandergeschalteten, mit freiem Abstand voneinander angeordneten glatten Kühlrohren, die an die Rohrbögen angeschweißt sind. Die Kühlrohre und die Rohrbögen besitzen im wesentlichen den gleichen Durchmesser D. Sie sind mit einem freien Abstand voneinander angeordnet, der im Bereich D/15 bis D/5 liegt. Die Rohrbögen selbst sind aus zwei Halbrohrrinnen zusammengeschweißt.

Description

gen und damit im Kühlelement insgesamt ist vergleichsweise gering.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kühlelement, wobei die linke Hälfte in Seitenansicht und die recnte Hälfte im Axialschnitt dargestellt ist,

F i g. 2 eine Stirnansicht des Gegenstandes der F i g. 1 ι ο und

F i g. 3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1 und

F i g. 4 in gegenüber den F i g. 1 bis 3 verkleinertem Maßstab einen Blechzuschnitt, aus dem eine Halbrohrrinne für einen Rohrbogen eines erfindungsgemäßen Kühleiernentes geformt werden kann.

Das in den Figuren ausschnittsweise dargestellte Kühlelement ist für Industrieöfen, und zwar insbesondere als Wandkühlelement für einen Elektrolichtbogenofen, bestimmt Es besteht aus einer Mehrzahl "on über 180°-Rohrbogen 1,2 schlangenlinienförmig hintereinandergeschalteten, mit freiem Abstand S voneinander angeordneten glatten Kühlrohren 3. Diese sind an ihren Enden nicht aufgeweitet und an die Rohrbogen 1,2 angeschweißt. Die Kühlrohre 3 und die Rohrbögen 1,2 weisen im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser D auf. Sie sind im übrigen mit einem freien Abstand S angeordnet der im Ausführungsbeispiel etwa D/10 beträgt und der mindestens D/15 und maximal D/5 ausmacht. Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 1 bis 3 entnimmt man, daß die Rohrbögen aus zwei gleichen Halbrohrrinnen 1,2 mit gleichsam in der Äquatorebene liegenden Schweißnähten 4 zusammengeschweißt sind. Die Halbrohrrinnen 1,2 mögen aus einem Blechzuschnitt geformt sein, der annähernd einer halben Ringscheibe entspricht, wie es in F i g. 4 in verkleinertem ivi3u5iS!> oflgeucütci Würuc. Lric rOrriigcbiing kann durch Gesenkschmieden, Pressen u. dgl. zwischen Matrize und Patrize als Formwerkzeuge vorgenommen werden. Wie die F i g. 3 zeigt sind die Halbrohrrinnen 1,2 mit glattem Innenkanal, im Ausführungsbeispiel mittels V-Naht 4, von außen zusammengeschweißt An die Rohrbogen 1,2 sind Anschlußrohrstutzen 5 angeformt deren Länge etwa dem Durchmesser D entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühlelement für Industrieöfen, insbesondere Wandkühlelement oder Deckelkühlelement für Elektrolichtbogenofen, mit

einer Mehrzahl von mit 180° -Rohrbogen schlangenlinienförmighintereinandergeschalteten, mit freiem Abstand voneinander angeordneten glatten Kühlrohren,

die an die Rohrbogen angeschweißt sind, wobei die Kühlrohre mit einem Außendurchmesser D voneinander einen freien Abstand 5 aufweisen, der mindestens D/15 und maximal D/5 ausmacht, dadurch gekennzeichnet,

— daß an die Rohrbögen (1, 2) Anschlußrohrstutzen (5) angeformt sind, die, wie die Bogenieüe, etwa den Durchmesser D der Kühlrohre (3) aufweisen und deren Länge etwa dem Durchmesser D entspricht, und

— daß die Rohrbogen jeweils aus zwei gleichen Halbrohrrinnen (1, 2) zusammengeschweißt sind.

2. Kühielement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Halbrohrrinnep (1, 2) aus Blechzuschnitten, die annähernd die Form von halben Ringscheiben aufweisen, geformt sind, und

— daß die Halbrohrrinnen (1,2) mit glattem Innenkanal, z. B. mittels V-Naht (4), von außen zusammengeschweißt sind.

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Kühlelement für Industrieöfen, insbesondere Wandkühlelement oder Deckelkühlelement für Elektrolichtbogenofen, mit einer Mehrzahl von mit 180°-Rohrbögen schlangenlinienförmig hintereinandergeschalteten, mit freiem Abstand voneinander angeordneten glatten Kühlrohren, die an die Rohrbogen angeschweißt sind, wobei die Kühlrohre voneinander einen freien Abstand Saufweisen, der mindestens D/15 und maximal D/5 ausmacht (freier Abstand S meint den freien Zwischenraum zwischen benachbarten Kühlrohren; D bezeichnet deren Außendurchmesser). Solche Kühlelemente werden z. B. zum Aufbau der Gefäßwände von Elektrolichtbogenofen eingesetzt oder als Kühlelemente innenseitig vor klassisch aufgebauten Gefäßwänden angeordnet Entsprechendes gilt für die Deckel solcher Industrieöfen. Stets muß dafür Sorge getragen werden, daß eine isolierende nichtmetallische Beschichtung aus feuerfester Keramik und/oder Schlacke angeordnet ist oder sich bilden kann. Dazu dient unter anderem der freie Absland. Die bei solchen Kühlelementen üblichen Kühlrohre bestehen z. B. aus warmfesten und hochwarmfesten Stählen. Ihre Wanddicke liegt im Bereich von 7,5 bis 15 mm. Ihr Außendurchmesser liegt im Bereich von 50 bis 100 mm. Entsprechendes gilt für die Rohrbogen.

Bei den bekannten gattungsgemäßen Kühlelementen (DF.-OS 30 35 299) sind die Rohrbogen in technologischer Strenge Kappen in Form von gleichsam plattgedrückten Halbkugeln. Die lange Achse deren Grundrisses ist größer als der doppelte Durchmesser der Kühlrohre. Die kurze Achse entspricht dem Durchmesser der Kühlrohre und entsprechend sind die Kappen an ihren Außenseiten verrundet Die Kappen werden auf die Kühlrohre aufgeschweißt Dann bleiben im Bereich der Kappen am Rand der Kühlrohre Bereiche frei, die zusätzlich zugeschweißt werden müssen. Das is* einerseits aufwendig. Darüber hinaus wird in diesem Bereich,

ίο je nach den aufzunehmenden thermischen Beanspruchungen, Rißbildung beobachtet Diesen Nachteil vermeidet eine Ausfuhrungsform (DE-OS 32 02 574) die dadurch gekennzeichnet ist daß die Kühlrohre an ihren i:iit den Kappen verbundenen Enden einander zugeis wandte Aufweitungen aufweisen, die aneinander anliegen, den Abstandszwischenraum definieren und mit ihren Anliegeflächen miteinander verschweißt sind, so daß die Kappen gleichsam passend aufgeschweißt werden können. Die Aufweitung der Kühlrohre bedeutet jedoch einen beachtlicher, fertigungstechnischen Aufwand. Aufwendig in fertigungstechnischer Hinsicht ist auch eine (aus der Praxis) bekannte Ausführungsform, bei der die Rohrbogen klassische Rohrbögen von HaIbtorusform sind, die aus nahtlosen Rohren über Dorn mit Hilfe von Rohrbogenrnaschinen geformt werden und als solche handelsüblich sind. Das zwingt zu einem freien Abstand der Kühlrohre, der um einen Faktor 2 größer ist als D/5, weil unter Berücksichtigung der oben bereits angegebenen Wanddicken 180°-Rohrbögen mit kleinerem Bogenradius zumindest auf klassischen Rohrbogenmaschinen nicht herstellbar sind. Der große Abstand hat störende thermodynamische Folgen. Im übrigen wird häufig vorzeitige RiSbildung beobachtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Kühlelement so weiter auszubilden, daß ohne verändernde Maßnahmen an den Kühlrohren störende Rißbildung im Bereich der aufgeschweißten Rohrbogen nicht mehr eintritt.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß an die Rohrbogen Anschlußrohrstutzen angeformt sind, die, wie die Bogenteile, etwa den Durchmesser D der Kühlrohre aufweisen und deren Länge etwa dem Durchmesser D entspricht, und daß die Rohrbogen jeweils aus zwei gleichen Halbrohrrinnen zusammengcschweißt sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Halbrohrrinnen aus Blechzuschnitten geformt, welche Blechzuschnitte annähernd die Form von halben Ringscheiben aufweisen, wobei die Halbrohrrinnen mit glattem Innenkanal, z. B. mittels V-Naht.

so von außen zusammengeschweißt sind. — Rohrbögen mit Anschlußrohrstutzen, deren Länge etwa dem Durchmesser Dentspricht, sind an sich bekannt (DE-AS 10 68 653), jedoch sind diese aus einem einheitlichen Blechzuschnitt verhältnismäßig komplizierter Geometrie geformt, auch sind aufwendige schweißtechnische Maßnahmen erforderlich. An sich bekannt ist fernerhin die Maßnahme (DE-OS 16 77 186) Halbrohrrinnen mil glattem Innenkanal, z. B. mittels V-Naht von außen zusammenzuschwei Ben.

Ein erfindungsgemäßes Kühleiement genügt allen Anforderungen. Der freie Abstand zwischen den Kühlrohren kann so eingerichtet werden, daß einerseits in bezug auf die Kühlleistung, andererseits aber auch in bezug auf die nichtmetallische Beschichtung optimale Verhältnisse erreicht werden. Die Standzeit der Kiihlelemente ist beachtlich. Vorzeitige, störende Rißbildung an den Rohrbogen oder an den Kühlrohren wird nicht beobachtet. Der Strömungswiderstand in den Rohrbö-