DE3603783A1 - Seitenwand fuer einen metallurgischen schmelzofen - Google Patents
Seitenwand fuer einen metallurgischen schmelzofenInfo
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Description
3Βί)3793
Besc hrei bung :
Seitenwand für einen met a LLurgisehen SchmeLzofen .
Die Erfindung bezieht sich auf die Seitenwand für einen
meta LLurgisehen SchmeLzofen, die eine wenigstens periodisch mit fLüssiger SchLacke in Berührung kommende
hitzefeste AuskLeidung aufweist und von einem KühLmedium durchström bar ist.
Im besonderen schafft die Erfindung besondere VorteiLe bei Seitenwänden soLcher SchmeLzofen, in denen große
Mengen aggressiver fLüssiger SchLacke zu handhaben sind, j
wie sie unter SchmeLzen von FerronickeL oder KupfernickeLstei η oder beim eLektrischen SchmeLzen von
Mi neraLschLacken, beispieLsweise zur Erzeugung von
MineraL wo LLe, auftreten.
SchmeLzofen zur HersteLLung von MetaLLen, zum SchmeLzen
von Sch Lacken .usw. weisen üb Licherweise einen OfentiegeL i
oder eine Ofenkammer auf, die mit einer hitzefesten inneren SeitenwandauskLeidung und einer hitzefesten
BodenauskLeidung versehen sind, wobei sich die QuaLität j und die Dicke der feuerfesten SeitenwandauskLeidung ι
jeweiLs nach dem in dem Ofen herzusteL Lenden Produkt
< richten.
Für vieLe SchmeLzprozesse hat die hitzefeste SeitenwandauskLeidung nur eine sehr begrenzte
Lebensdauer, da die AuskLeidung einem sehr starken mechanischen, thermischen und chemischen VerschLeiß
unterworfen ist. Die hitzefeste SeitenwandauskLeidung
muß daher sehr oft repariert oder in kurzen Zeitabständen gar erneuert werden. Bei SchmeLzprozessen,
bei denen SchLacken auftreten, üben diese häufig einen stark zehrenden Effekt auf die hitzefeste
SeitenwandauskLeidung aus mit dem Ergebnis, daß die i
2.BÜ31.B.3
SeitenwandauskLeidung in denjenigen Gebieten, die mit der
fLüssigen SchLacke in Berührung kommen, sich sehr rasch verbrauchen.
Es ist bekannt, die Lebensdauer von hitzefesten SeitenwandauskLeidungen dadurch zu erhöhen, daß man die
Außenseite der Ofenkammer zwangsweise kühLt, um den
ärmetransport durch die SeitenwandauskLeidung zu erhöhen
und deren Temperatur zu senken. Ferner ist es bekannt, in die hitzefeste SeitenwandauskLeidung KanaLe
einzuordnen, durch die ein KühLmedium geschickt wird,
so daß sich die Temperatur in der Sei tenwandauskLeidung
bis zu einem Ausmaße erniedrigen Läßt, daß sich an ihrer zu dem Ofeninneren weisenden OberfLäche eine Schicht von
erstarrtem Reaktionsprodukt, beispieLsweise SchLacke,
ausbi Ldet.
Die oben erwähnten Maßnahmen zur Erhöhung der Lebensdauer von hitzefesten SeitenwandauskLeidungen weisen jedoch
eine Reihe von Nachteilen auf. Durch die erzwungene
KühLung, beispieLsweise durch Aufsprühen von Wasser auf
die Außenseite der Ofenkammer, wird dem Ofen eine erhebLiche Menge an Wärmeenergie entzogen, was den :
thermischen Wirkungsgrad des Ofens erniedrigt. Ferner ist es schwierig, die KühLung nur auf die thermisch am
höchsten beLasteten Gebiete der Ofenkammer zu konzentrieren. SchLießLich bedingt die AußenseitenkühLung
der Ofenkammer mit freiem Wasser auch ein hohes Sicherheitsrisiko, da durch etwaige Undichtigkeiten
eindringendes Wasser bei Kontakt mit der SchmeLze in dem Ofen die Gefahr ernsthafter ExpLosionen heraufbeschwört.
Andererseits haben hitzefeste SeitenwandauskLeidungen mit
inneren KanäLen für eine WasserkühLung den NachteiL, daß
sich die KühLkanäLe ohne voLLstand ig en Ausbau der
SeitenwandauskLeidung weder inspizieren noch warten
Lassen. Ein Ausbau der hitzefesten SeitenwandauskLeidung
setzt aber voraus, daß der SchmeLzofen füf eine
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"8
Ausfallzeit zwischen einer und sechs Wochen, je nach Größe des Ofens, außer Betrieb genommen werden muß.
Bereits schon eine sehr kLeine LeckstelLe an nur einem der Kühlkanäle der hitzefesten Seitenwandausk leidung kann
verheerende Folgen auslösen, wenn Kühlflüssigkeit
austritt und in den Ofen dringt, wo sie verdampft und unweigerlich zur Explosion führt. Seitenwandausk leidungen
der oben genannten Art fanden daher keinen nennenswerten Eingang in die Praxis. i
Abgesehen von den beiden oben genannten Kühlmethoden zur Verlängerung der Lebensdauer von hitzefesten
SeitenwandauskLeidungen, besteht noch immer der ;
grundsätzliche Nachteil, daß diese Auskleidungen nach wie
vor den chemischen Angriffen des Schmelzgutes ausgesetzt . sind, da das Auskleidungsmateria L dasselbe ist, wie
dasjenige von hitzefesten Auskleidungen, die nicht ι
erzwungen gekühlt werden.
Für die Herstellung von FerronickeL in elektrischen Schmelzöfen hat es sich zur Reduzierung der thermischen
Belastung der hitzefesten Sei tenwandauskLeidung überdies
als notwendig erwiesen, den Ofendurchmesser wesentlich j
größer zu gestalten, als es hinsichtlich des technischen Prozesses eigentlich erforderlich wäre. Entsprechend dem
vergrößerten Ofendurchmesser sind die Investitionskosten l
für solche öfen dann auch sehr hoch. ■
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gesetzt, die oben ■
erwähnten Nachteile zu beseitigen und hierfür Seitenwände; für Schmelzofen zur Verfügung zu stellen, die effektiv
und gefahrlos kühlbar sind, ohne nennenswerte >
Ausfallzeiten für den SchmeLzbetrieb inspiziert, gewartet
und repariert werden können, deren hitzefeste Seitenwandauskleidung eine praktisch unbegrenzte oder
jedenfalls sehr hohe Lebensdauer hat, und welche es erlauben. Schmelzofen ausschLieß I ich nach metallurgischen
Gesichtspunkten zu bauen, ohne Bauvergrößerungen zur
Beherrschung von Wärme- und.VerschLeißprobLernen bezügLich
der WandauskLeidung hinnehmen zu müssen.
Die Erfindung Löst diese Aufgabe durch die AusbiLdung der
Seitenwand aLs PaneeLwerk mit intern kühLbaren und außen mit einer hitzefesten AuskLeidung ausgestatteten Paneelen,
wie in den Ansprüchen gekennzeichnet.
Gemäß der Erfindung weist der dem Kontakt mit fLüssiger
SchLacke ausgesetzte obere TeiL der Seitenwand eine Mehrzahl von PaneeLen mit inneren KanäLen für die
Zirkulation eines nichtexpLosiven fLüssigen KühLmediums,
weLches vorzugsweise innerhaLb eines TemperaturintervaLLs
zwischen 200 bis 4000C arbeitet, auf. Diese PaneeLe werden
nachfoLgend aLs konvektionskühLbare oder
konvektionsgekühLte PaneeLe bezeichnet. An diesen ist an
ihrer dem Ofeninneren zugewandten Seite eine hitzebeständige AuskLeidung angeordnet, vorzugsweise aus j
KohLe, die gegenüber fLüssiger SchLacke nicht beständig | ist. Die Stärke der KohLeauskLeidung ist so gewähLt, daß
bei normalem SchmeLzofenbetrieb der Wärmefluß durch die
KohLeauskLeidung hoch genug ist, daß sich eine
Schutzschicht aus geschmolzener SchLacke an der !
Oberfläche der Kohleauskleidung ausbilden kann. ]
Unterhalb dieser konvektionskühLbaren PaneeLe ist eine j
Hehrzahl anderer PaneeLe angeordnet, nämLich solche, die
sich durch Verdampfung einer in ihr enthaltenen Flüssigkeit kühlen lassen. Diese nachfoLgend als
verdampfungskühLbare oder verdampfungsgekühLte Paneele
bezeichneten Paneele reichen mit ihrem unteren Ende bis an die hitzefeste BodenauskLeidung des Ofens und grenzen
oben an das untere Ende der konvektionskühLbaren PaneeLe
an und setzen sich in einem oberen Fortsatz zusätzlich noch ein Stück nach oben fort. Das verdampfbare
Kühlmedium hat einen Siedepunkt zwischen 0 und 500 C und
steht in den verdampfungskühLbaren Paneelen wenigstens
bis zu derjenigen Höhe, bei der die kon vekt'ionsküh Lbaren
Paneele an die verdampfungskühlbaren Paneele angrenzen.
Im oberen Fortsatz der verdampfungskühlbaren Paneele sind
Kühlmittel, z.B. Kühlrohre oder Kühlschlangen, zur
Kondensation verdampften Kühlmittels angeordnet. Auch die verdampfungskühlbaren Paneele tragen an ihrer zum Inneren
des Ofens weisenden Seite eine hitzefeste Auskleidung. Diese ist zwar gegen flüssiges Metall beständig, ebenso
aber unbeständig gegenüber aggressiver flüssiger Schlacke.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Seitenwand einten zweiten Satz von !
verdampfungskühLbaren PaneeLen auf, der sich an den :
ersten Satz der verdampfungskühLbaren Paneele außen ;
anschließt und im wesentlichen dessen Höhenniveau j erreicht, wobei allerdings ein gewisser seitlicher
Zwischenraum zwischen diesen beiden Sätzen von verdampfungskühlbaren PaneeLen mit einem hitzefesten
Material ausgefüllt ist. Vorzugsweise ist der äußere Satz der verdampfungskühlbaren Paneele wie der innere
Satz gebaut.
Im Bereich, in dem das untere Ende der
konvektionsküh lbaren Paneele und das obere Ende der
verdampfungskühlbaren Paneele aneinandergrenzen, ist
vorzugsweise ein Metallring mit innerem Zirkulationskanal
für eine KühLf lüssigkeit eingeordnet. Der Metallring ist
vorzugsweise aus Kupfer gefertigt und vorgesehen, eine gute Kühlung des Übergangsbereiches zwischen den
konvektionsgeküh Iten PaneeLen und den inneren Satz der verdampfungsgekühLten Paneele zu gewährleisten.
Zur Bewirkung eines besonders guten thermischen Kontaktes zwischen den verdampfungskühlbaren Paneelen und ihrer die
hitzefeste Auskleidung tragenden Seitenwand reichen von außerhalb des Ofens her Rohre durch die PaneeLe bis an
•n
^L 16
die ausgekleidete Wand,, in der sie offen münden. Durch
diese Rohre Läßt sich nun ein thermisch gut Leitfähiges Material, wie Kohle oder Graphitstaub, von Zeit zu Zeit
einblasen, so daß sich Zwischenräume zwischen Paneel und
Auskleidung und aufgetretene Aushöhlungen ausfüllen lassen. Auf diese Weise erzielt man einen dauerhaften
guten mechanischen und thermischen Kontakt zwischen der Auskleidung und ihren Paneelen und demzufolge einen guten
und gleichmäßigen Wärmefluß durch die Auskleidung.
Bei Inbetriebnahme des Ofens steigt die Temperatur sehr ;
schnell auf die Siedetemperatur des in den verdampfungskühIbaren Paneelen eingeschlossenen
Kühlmediums an. Das Kühlmedium beginnt zu verdampfen, der Dampf steigt in den oberen Teil der Paneele und wird
dort an den eingebauten Kühlmitteln kondensiert, deren
sie durchströmende Kühlflüssigkeit die Kondensationswärme
abführt. Der kondensierte Dampf fließt zur BodenfLüssigkeit der Paneele zurück. Auf diese Weise wird
in den verdampfungsgekühLten Paneelen eine praktisch
konstante Temperatur, gleich der Siedetemperatur des
Kühlmediums, aufrechterhalten, wobei sich Unterschiede
in der Hitzebelastung der Paneele nur in einer Änderung der Verdampfungsrate des Kühlmediums äußern.
Die Stärke oder Dicke der hitzefesten Auskleidung der verdampfungskühIbaren Paneele ist dahin ausgelegt, daß
sich bei Kontakt der Auskleidung mit flüssiger Schlacke eine Schicht erstarrter Schlacke an der Auskleidung
ansetzt. Dadurch wird die hitzefeste Auskleidung vor dem Angriff aggressiver flüssiger Schlacke geschützt. Kommt
andererseits nun geschmolzenes Metall mit der erstarrten Schlackenschicht in Berührung, schmilzt wegen der hohen
thermischen Leitfähigkeit des geschmolzenen MetaLLs die
Sch Lackenschicht weg, und das geschmolzene Metall gelangt
in unmittelbaren Kontakt mit der hitzefesten Auskleidung.
Wegen des letztgenannten Umstandes ist es daher
. j ""3
it
erforderlich, als AuskLeidungsmateriaL für die
verdampfungsgekuhLten Paneele ein solchen zu verwenden,
das von geschmolzenem Metall nicht angegriffen wird.
Die Seitenwände gemäß der Erfindung Lassen sich leicht
errichten, da die KühLpaneele selbst den Ofenmantel ;
bilden. Da jede Seitenwand als Paneelwerk ausgebildet ist, kann jedes einzelne Paneel leicht herausgenommen und
inspiziert und kontrolliert werden und ist gegebenenfalls
durch ein neues Paneel sehr schnell ersetzbar. Tauscht '■
man nun systematisch sämtliche Kühlpaneele nach einer vorgegebenen Verwendungszeit aus, läßt sich das Auftreten!
von Leckstellen an den Paneelen vermeiden, so daß sich j für die hitzefesten Seitenwandauskleidungen eine praktisch
unbegrenzte Verwendungsdauer einstellt. i
Nachfolgend wird die Erfindung nun für ein Ausführungsbeispiel an Hand von Figuren näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Seitenwand gemäß
der Erfindung,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Seitenwand einer
anderen Ausführungsfor.m gemäß der Erfindung,
Fig. 3 die Draufsicht auf einen Hörizonta I schnitt gemäß
Linie A-A von Fig. 2 und
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch ein
verdampfungskühIbares Paneel gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist der Schmelztiegel oder die Schmelzofenkammer
eines Schmelzofens zur Herstellung von Metallen und Legierungen, beispielsweise Ferronickel, gezeigt. Bei
derartigen Schmelzprozessen bildet sich über dem Boden des Ofens eine flüssige Phase aus geschmolzenem Metall
oder geschmolzener Legierung mit darüber schwimmender
flüssiger SchLackenphase aus. Da diese Art von öfen
diskontinuierlich abgelassen werden, bewegt sich aLso das
Niveau der Metallphase in dem Ofen auf und ab, und zwar
etwa in den in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 und 2 bezeichneten Grenzen. Die von den Höhen 1 und 2 bestimmte.
Wandfläche steht folglich abwechselnd einmal mit Metall und das andere Mal mit Schlacke in Berührung.
Der obere Teil der Seitenwand ist aus kdnvektionsküh Ibaren
Paneelen 3 aufgebaut. Die kbnvektionsküh Ibaren Paneele 3
enthalten innere Kanäle 4 für die Zirkulation eines nichtexplosiven flüssigen Kühlmediums, das vorzugsweise
innerhalb eines Temperaturinterva I Ls von 200 bis 400 C
arbeitet. Die konvektionsküh Ibaren Paneele 3 sind mit
Zuleitungsrohren 5 für die Versorgung mit flüssigem Kühlmedium ausgestattet/ Das Kühlmedium seinerseits wird
abseits des Ofens in nicht gezeigten Vorrichtungen j
gekühlt. Die konvektionskühLbaren Paneele 3 erstrecken
sich vom Kopf der Schmelz- oder Ofenkammer bis herab zu : einer Höhe gerade oberhalb des vorgesehenen
HöchstspiegeIs 1 der Met a LLschmeIze.
An der Innenseite der konvektionsküh Ibaren Paneele 5 1st :
eine hitzefeste Auskleidung 6, vorzugsweise aus Kohle, : angeordnet. Die Stärke der Auskleidung 6 ist auf einen
Wärmedurchfluß ausgelegt, der die Auskleidung 6 so kühl hält, daß sich bei normalem Ofenbetrieb eine Schicht
erstarrter Schlacke an der Auskleidung 6 bildet, welche die durch flüssige Schlacke angreifbare Auskleidung 6,
von der flüssigen Schlacke im Ofen trennt und so vor ihr ' schützt. !
Der obere Teil der hitzefesten SeitenwandauskLeidung ;
erhäLt somit eine praktisch unbegrenzte Einsatzdauer.
Unterhalb der konvektionsküh Ibaren Paneele 3 befinden )
sich verdampfungskühlbare Paneele 7. Der obere Fortsatz 8
der verdampfungskühIbaren Paneele 7 liegt hinter den ;
konvektionskühIbaren Paneelen 3 und erstreckt sich von !
deren unterem Ende bis in einen Bereich darüber. Die ·
verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 sind zur Aufnahme eines '
verdampf baren, zwischen O und 50O0C siedenden,
KühLmediums in geschLossenen inneren KanäLen bestimmt. ί
Der FLüssigkeitsspiegeL 9 des KühLmediums in den
verdampfungskühLbaren PaneeLen 7 reicht wenigstens bis
zur Höhe des unteren Endes der konvektionskühLbaren j
PaneeLe 3. Im Fortsatz 8 der verdampfungskühLbaren l
PaneeLe 7,befinden sich KondensationskühLer 10. Diese [
bestehen aus einer VieLzahL von Rohren 10, in weLchen ein fLüssiges KühLmedium zirkuLiert, das den ί
KondensationskühLern 10 über Leitungen 11 zu- und über |
Leitungen 12 abgeführt wird. Die Aufgabe und Wirkung der j Kondensat ionskühLer 10 Wird weiter unten näher
beschrieben.
Die verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 tragen an ihrer
Innenseite eine hitzefeste AuskLeidung 13, weLche \
gegenüber dem jeweiLs in dem SchmeLzofen geschmoLzenen
MetaLL beständig ist. Wie nach Fig. 1 und oben aus der
Beschreibung ersichtLich, kann zumindest der obere TeiL !
der hitzefesten AuskLeidung 13 abwechseLnd in Kontakt ! entweder mit fLüssiger SchLacke oder mit fLüssigem HetaLL'
oder mit beiden stehen. Wie schon gesagt, ist die
hitzefeste AuskLeidung aLLerdings von aggressiver
fLüssiger SchLacke angreifbar. Im zusammengebauten Ofen
ruhen die verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 und die
hitzefeste AuskLeidung 13 auf einer konventionelLen
hitzefesten AuskLeidung 14 des Ofenbodens.
die hitzefeste AuskLeidung 13 radiaL nach auswärts
gerichteter Wärmestrom ein. SobaLd die Temperatur im I
Inneren der verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 den ;
Siedepunkt des in deren KanäLen eingeschLossenen j
KühLmediums erreicht hat, beginnt das KühLmedium zu
verdampfen und transportiert die von dem Dampf
aufgenommene Verdampfungswärme in den oberen Fortsatz 8 der
Paneele 7. Dort wird der Dampf an den Kondensationsrohren
10 kondensiert, gibt die aufgenommene Verdampfungswärme
an diese ab und fließt aLs Kondensat zur Flüssigkeit in ' den Paneelen 7 zurück,und die von den Kühlrohren 10
aufgenommene Kondensationswärme wird von dem in den .
10 kondensiert, gibt die aufgenommene Verdampfungswärme
an diese ab und fließt aLs Kondensat zur Flüssigkeit in ' den Paneelen 7 zurück,und die von den Kühlrohren 10
aufgenommene Kondensationswärme wird von dem in den .
Rohren 10 zirkulierenden Kühlmedium abgeführt. Dabei
bleibt die Temperatur in den verdampfungsgeküh Iten
Paneelen 7 stets konstant und ist unabhängig vom
Wärmefluß durch die hitzefeste Auskleidung 13.
bleibt die Temperatur in den verdampfungsgeküh Iten
Paneelen 7 stets konstant und ist unabhängig vom
Wärmefluß durch die hitzefeste Auskleidung 13.
Ist die Stärke der hitzefesten Auskleidung 13 so gewählt,
daß sich bei Berührung mit flüssiger Schlacke an der ί Auskleidung 13 eine Schicht von erstarrter Schlacke j
daß sich bei Berührung mit flüssiger Schlacke an der ί Auskleidung 13 eine Schicht von erstarrter Schlacke j
ι ausbilden kann, weist sie einen wirksamen Schutz vor dem (
Angriff aggressiver flüssiger Schlacke auf. Kommt die ■ anliegende erstarrte Schlackenschicht nun mit der ;
Metallschmelze zusammen, wird sie zwar weggeschmolzen und ;
die Auskleidung gegenüber der Metallschmelze freigelegt, ι
doch ist das unschädlich, da die hitzefeste Auskleidung j gegenüber geschmolzenem Metall ja beständig ist. Gerät !
nun die Auskleidung 13 wieder mit flüssiger Schlacke in
Berührung, bildet sich selbsttätig wieder die schützende
erstarrte Schlackenschicht, so daß die Auskleidung 13
stets von der sie umgebenden flüssigen Phase unangreifbar ist und daher eine ausgesprochen lange Lebensdauer zu j erwarten hat. '
Berührung, bildet sich selbsttätig wieder die schützende
erstarrte Schlackenschicht, so daß die Auskleidung 13
stets von der sie umgebenden flüssigen Phase unangreifbar ist und daher eine ausgesprochen lange Lebensdauer zu j erwarten hat. '
Gemäß der in Fig. 2 gezeigten Auzgesta Itung der Erfindung
weist die Seitenwand zusätzlich zu dem Paneelwerk aus den oben beschriebenen verdampfungskühIbaren Paneelen 7 ein
weiteres, äußeres, Paneelwerk aus verdampfungskühIbaren
Paneelen 15 auf. Beide Paneelsätze oder -werke reichen
im wesentlichen bis zur selben Höhe, doch nehmen die
Paneele 15 einen radialen Abstand zu den Paneelen 7 ein.
Vorzugsweise ist der äußere Satz der verdampfungsküh Ibaren Panelle 15 gegenüber dem inneren Satz der
verdampfungskühIbaren Paneele 7 seitwärts versetzt und der
weiteres, äußeres, Paneelwerk aus verdampfungskühIbaren
Paneelen 15 auf. Beide Paneelsätze oder -werke reichen
im wesentlichen bis zur selben Höhe, doch nehmen die
Paneele 15 einen radialen Abstand zu den Paneelen 7 ein.
Vorzugsweise ist der äußere Satz der verdampfungsküh Ibaren Panelle 15 gegenüber dem inneren Satz der
verdampfungskühIbaren Paneele 7 seitwärts versetzt und der
verdampfungskühLbaren Paneele 7 und dem äußeren Satz der
verdampfungskühLbaren PaneeLe 15 mit einem :
hitzebeständigem Material 16 ausgefüLLt. Der äußere Satz
der verdampfungskühLbaren PaneeLe 15 ist vorzugsweise von
gLeicher Bauart wie der innere Satz der :
verdampfungskühLbaren PaneeLe 7, wobei die PaneeLe 15 in
ihrem oberen Fortsatz KondensationsmitteL 17 aufweisen. '
i Die Aufgabe des äußeren Satzes der verdampfungskühLbaren ,
eines oder mehrere der verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 ]
ausfallen soLlten. Bei normalem und ungestörtem i
etwa bis zu der in Fig. 2 gezeigten Höhe mit einem !
verdampf baren Kühlmedium gefüLlt. Dabei wird wegen der I
unterhalb des Siedepunktes des Kühlmediums in den j Paneelen 15 bleiben, und der äußere PaneeLsatz bleibt im
Normalfall daher untätig. FalLen jedoch eines oder
mehrere der inneren verdampfungskühlbaren Panelle 7 aus,
wird sich die Temperatur in der Seitenwand radial nach
auswärts erhöhen, wobei dann eines oder mehrere der
äußeren verdampfungskühlbaren Paneele 15 in Tätigkeit
treten und für eine ausreichende Kühlung sorgen. i
j Zur Erzielung einer ausreichenden Kühlung im j
konvektionskühLbaren PaneeLe 3 und den
verdampfungskühLbaren Paneelen 7 enthäLt die Seitenwand i
vorzugsweise einen durch ein flüssiges Kühlmittel \
kühlbaren MetalLring, der an der nach der Ofenseite '
weisenden Außenfläche der PaneeLe 7 anLiegt. Ein solcher j
f lüssigkeitskühLbarer HetalLring ist in Fig. 2 als Ring :
19 gezeigt. Der Ring 19 kann unterteilt sein und enthält j
einen inneren KanaL 20 für die Zirkulation einer j
Kuh LfLüssigkeit. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
steht der KühLmitteLkanaL 20 des Ringes 19 mit den
KühLrohren 10 der verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 in
Verbindung, so daß die durch die Rohre 10 ζirkuLierende
KühLfLüssigkeit zugLeich auch durch den KanaL 20
zirkuLiert. Der Ring 19 ist vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupfer Legierung gefertigt.
Um zwischen der hitzebeständigen AuskLeidung 13 und der
dieser zugeordneten Wand der verdampfungskühLbaren
PaneeLe 7 einen guten thermischen Kontakt herzusteLLen und aufrecht zu erhaLten, enthäLt nach einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung die Seitenwand Beschickungsrohre 21 (vgL. Fig. 4), weLche durch die
verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 von außen hindurchgeführt
sind und an deren übergang zur hitzefesten AuskLeidung zu dieser offen hin,enden. Diese Rohre 21 tragen an ihrem
anderen, außen geLegenen Ende schLießbare VentiLe 22 und sind dort ferner mit einem AnschLußteiL ausgerüstet, an
das ein SchLauch oder dergLeichen anschLießbar ist, durch den und die Rohre 21 hindurch ein puLverförmiges,
gut wärmeLeitfähiges MateriaL, vorzugsweise KohLemateria L
in den Übergangsbereich zwischen den PaneeLen 7 und der
AuskLeidung 13 injiziert werden kann, um den mechanischen und damit thermischen Kontakt zwischen PaneeL und
AuskLeidung zu erhöhen. Das EinbLasen des puLverförmigen
HateriaLs Läßt sich von Zeit zu Zeit wiederhoLen, so daß, soLLten Zwischenräume vorLiegen oder sich biLden, sich
diese schLießen Lassen. Damit ist stets ein guter und stabiLer Wärmetransport im gesamten Gebiet der
verdampfungskühLbaren PaneeLe 7 gewährLei st et.
Die Seitenwände gemäß der Erfindung eignen sich sowohL für Rund- aLs auch für Rechtecköfen bzw. für öfen mit
sowohL gerundeten aLs auch über Eck Laufenden Seitenwänden. Für Rundöfen benutzt man vorzugsweise
PaneeLwerke von verdampfungskühLbaren PaneeLen 3 und 7
mit einem im wesentlichen mit dem Radius des Ofentiegels übereinstimmenden Radius. Zur Erstellung einer Seitenwand
bzw. eines Paneelwerkes gemäß der Erfindung, werden die
Kühlpaneele 3 und 7 jeweils Seite an Seite gesetzt und können auf jedwede bekannte Weise zusammengehalten werden,
beispielsweise durch außen umlaufende Schienen oder
Bänder.
Leerseite -
Claims (19)
1. Seitenwand für einen met a LLurgisehen SchmeLzofen
mit gegenüber Meta LLschmeLzen beständiger und gegenüber
fLüssigen aggressiven SchLacken unbeständiger
hitzefester SeitenwandauskLeidung, die mittels eines
im Kreislauf führbaren KühLmediums auf ein zur AusbiLdung einer Schicht erstarrter Schlacke an ihr
bei normalem Schmelz- oder Ofenbetrieb ausreichendes
Haß kühlbar ist,
gekennzeichnet als Paneelwerk, dessen Aufbau umfaßt:
gekennzeichnet als Paneelwerk, dessen Aufbau umfaßt:
1. zur Ausbildung des oberen Teils der Seitenwand einen Satz in Reihe angeordneter
1.1. Paneele (3), welche
1.1.1. wenigstens einen inneren Kanal (4) für die Zirkulation eines flüssigen Kühlmediums
aufweisen - konvektionskühIbare Paneele (3) -,
1.1.2. und an ihrer dem Ofeninneren zugewandten Seite mit einer
1.2. hitzefesten Auskleidung (6) ausgerüstet sind, die
1.2.1. in ihrer Stärke so bemessen ist, daß hinsichtlich der in dem Ofen für die flüssige
Schlacke vorgesehenen Temperatur und der für die PaneeLe (3) vorgesehenen Kühlleistung die
Temperatur der Seitenwandausk leidung so weit abgesenkt zu halten ist, daß sich bei normalem
Schmelzbetrieb eine Schicht erstarrter Schlacke
an dieser ausbilden und Bestand behalten kann;
2. zur Ausbildung des an den oberen Teil der
Seitenwand angrenzenden, bis zur Bodenauskleidung (14) des vorgesehenen
Schmelzofens reichenden, unteren Teils der Seitenwand einen Satz in Reihe angeordneter-,
2.1. Paneele (7), welche
2.1.1. einen Hohlraum oder inneren Kanal zum Einschluß einer in ihm verdampf baren Flüssigkeit
aufweisen und
2.1.2. sich in einem oberen Fortsatz (8) bis in einen Bereich hinter die konvektionskühLbaren
PaneeLe (3) hinaus erstrecken, wobei
2.1.2.1. der mit dem HohLraum oder inneren KanaL in
Verbindung stehende obere Fortsatz (8) mit KühLeinrichtungen (10) zur Kondensation von
verdampfter FLüssigkeit ausgerüstet ist - verdampfungskühLbare PaneeLe (7) -
2.1.3. und weLche PaneeLe (7) an ihrer dem Ofeninneren zugewandten Seite mit einer
2.2. hitzefesten AuskLeidung (13) ausgerüstet sind, die
2.2.1. in ihrer Stärke so bemessen ist, daß hinsichtLich der in dem Ofen für die
fLüssige SchLacke vorgesehenen Temperatur und der für die PaneeLe (7) vorgesehenen
KühLLeistung die Temperatur der SeitenwandauskLeidung so weit abgesenkt zu
haLten ist, daß sich bei normaLem SchmeLz- und Ofenbetrieb eine Schicht erstarrter
SchLacke an dieser ausbiLden kann.
2. Seitenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß im Übergangsbereich, in dem die konvektionskühLbaren
PaneeLe (3) bzw. deren AuskLeidung (6) und die verdampfungskühLbaren PaneeLe (7) bzw. deren
AuskLeidung (13) aneinandergrenzen, ein die Seitenwand horizontaL durchziehendes ZwischengLi ed (19) mit
innerem KanaL (20) für die ZirkuLation eines KühLmediums eingeordnet ist.
3. Seitenwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß bei ringförmiger Seitenwand das ZwisehengLied
(19) ein Ring, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupfer Legierung, ist.
4. Seitenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die KühLei ηrichtungen (10)
im oberen Fortsatz (8) der verdampfungskühLbaren
PaneeLe (7) von einem fLüssigen KühLmedium durchströmbare Rohre sind.
5. Seitenwand nach Anspruch 4 und Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der innere KanaL (20) des
ZwischengLiedes (19) mit wenigstens einem der
KühLrohre (10) wenigstens eines PaneeLs (7) in Verbindung steht.
6. Seitenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der
verdampfungskühLbaren PaneeLe (7) von einem
Beschickungsrohr (21) für puLverförmige MateriaLien
durchLaufen wird, das von außerhaLb des PaneeLs (7) in dieses eintritt und in der dem Ofeninneren
zugeordneten Wand des PaneeLs (7) nach außen bzw. zur AuskLeidung (6) hin offen endet.
7) Seitenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzefeste AuskLeidung
(6) der PaneeLe (3) aus KohLemateria L gebiLdet ist.
8. Seitenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzefeste AuskLeidung
(13) der PaneeLe (7) aus KohLemateria L gebiLdet ist.
9. Seitenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen außen um den Satz der
verdampfungskühLbaren PaneeLe (7) angeordneten zweiten
Satz von verdampfungskühLbaren PaneeLen (15) mit in
deren oberen Fortsatz eingeordneten KühLeinrichtungen
(17).
10. Seitenwand nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Satz der verdampfungskühLbaren PaneeLe
(15) in einem seitLichen Abstand von dem inneren Satz der verdampfungskühLbaren PaneeLe (7) angeordnet ist,
und daß der zwischen den beiden PaneeLsätzen ausgebiLdete Raum mit einem hitzefesten und thermisch
gut Leitfähigen MateriaL ausgofüLLt ist.
11. Baueinheit zur Errichtung einer Seitenwand für
einen met a LLurgisehen SchmeLzofen mit hitzefester, dem
Kontakt mit fLüssiger SchLacke ausgesetzter
SeitenwandauskLeidung„ gekennzeichnet aLs PaneeL (3)
mit wenigstens einem inneren KanaL (4) für die ZirkuLation eines fLüsSigen KühLmediums
- konvektionskühLbares PaneeL (3) -.
12. KonvektionskühLbares PaneeL (3) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß an seiner dem Ofeninneren
zuzuwendenden Seite eine hitzefeste AuskLeidung (6) vorgesehen ist.
13. KonvektionskühLbares PaneeL (3) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die hitzefeste AuskLeidung
(6) in ihrer Stärke so bemessen ist, daß hinsichtLich der in dem vorgehenen Ofen für die fLüssige SchLacke
vorgesehenen Temperatur und der für das PaneeL (3) vorgesehenen KühLLeistung die Temperatur der
AuskLeidung (60 so weit abgesenkt zu haLten ist, daß sich bei normalem SchmeLzbetrieb eine Schicht
erstarrter SchLacke an ihr ausbiLden und Bestand
beha Lten kann.
14. Baueinheit zur Errichtung einer Seitenwand für
einen meta LLurgisehen SchmeLzofen mit hitzefester, dem
Kontakt mit fLüssiger SchLacke ausgesetzter
SeitenwandauskLeidung, gekennzeichnet aLs PaneeL (7; 15>
mit einem HohLraum oder inneren KanaL zum EinschLuß
einer in ihm verdampf baren Flüssigkeit und mit einem oberen Fortsatz (8) mit KühLeinrichtungen (10; 17) zur
Kondensation verdampfter Flüssigkeit - verdampfungskühIbares Paneel (7; 15) -.
15. VerdampfungskühIbares Paneel (7; 15) nach
Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine nach auswärts
gerichtete Kröpfung, ab der der obere Fortsatz (8) beginnt.
16. VerdampfungskühIbares Paneel (7) nach Anspruch
oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Beschickungsrohr (21) für pulverförmige Materialien
durchdrungen ist, das von außerhalb des Paneels (7)
in dieses eintritt und in der dem Ofeninneren zuzuwendenden Paneelwand nach außen hin offen endet.
17. VerdampfungskühIbares Paneel (7) nach einem der
Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an seiner dem Ofeninneren zuzuwendenden Seite eine
hitzefeste Auskleidung (13) vorgesehen ist.
18. VerdampfungskühIbares Paneel (7) nach Anspruch 17,
S-*. dadurch gekennzeichnet, daß die hitzefeste Auskleidung
(13) in ihrer Stärke so bemessen ist, daß hinsichtlich der in dem vorgesehenen Ofen für die
flüssige Schlacke vorgesehenen Temperatur und der für das Paneel (7) vorgesehenen Kühlleistung die Temperatur
der Auskleidung (13) so weit abgesenkt zu halten ist, daß sich bei normalem Schmelz- oder Ofenbetrieb eine
Schicht erstarrter Schlacke an ihr ausbilden kann.
19. KonvektionskühIbares Paneel (3) nach Anspruch
oder 13 bzw. verdampfungsküh Ibares Paneel (7) nach
Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Kohle als Material der hitzefesten Auskleidung (6) bzw. (13).
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