DE3729915C2 - Wassergekühlte Blasform für Hochöfen und Heißwindkupolöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Blasform für Hoch- und Heißwindkupolöfen, bestehend aus einem eine zentrische, axial verlaufende Durchtrittsöffnung für den Heißwind aufweisenden doppelwandigen Hohlkörper, der durch eine ringförmige, mit Einlaß- und Auslaßbohrungen versehene Rückwand verschlossen ist, an die mehrere in Umfangsrichtung nebeneinanderliegende Kühlwasser- Zuleitungsrohre angeschlossen sind, die an ihren freien Kopfenden Kühlwasser-Austrittsöffnungen aufweisen. Eine derartige Blasform ist in der DE-AS 12 61 526 beschrieben.

In Hochöfen sowie in Heißwindkupolöfen werden Blasfor­ men verwendet, durch welche Heißwind in den Ofenraum eingeblasen wird. Diese Blasformen bilden wasserdurch­ flossene Hohlkörper zylindrischer oder meist konischer Bauart mit einer Durchströmöffnung für den Heißwind. Die Blasform bildet den Teil einer sogenannten Windform, die außerdem mit einem ähnlich aufgebauten Kühlring aus­ gestattet ist. Einen ähnlichen Aufbau besitzen außerdem die Schlackenformen. Der Hohlkörper der Blasform, auch Rüssel genannt, hat an der Stelle mit dem größten Konus einen Deckel, der den Hohlkörper abschließt und Einrich­ tungen zum Einbau in den Hochofen besitzt. Diese Blas­ formen ragen mit ihrem Rüssel in den Hochofen oder Ku­ polofen und sind somit der Ofeninnentemperatur ausge­ setzt und daher thermisch sehr stark belastet. Für eine gute Kühlwirkung durch das Kühlwasser werden die Blas­ formen in der Regel aus Kupfer oder Kupferlegierungen hergestellt. Nur durch eine starke Kühlwirkung wird die Blasform vor einem Aufschmelzen bewahrt. Es ist bekannt, die Blasformen zu gießen und anschließend zu bearbeiten oder auch vorgefertigte Teile anschließend zusammenzu­ schweißen. Um den Kühleffekt des Wassers besser ausnut­ zen zu können, ist aus der DE-OS 35 05 968 bekannt, das Kühlwasser mittels eines etwa koaxial in den Hohlraum ragenden Zuleitungsrohres bis an die Rüsselspitze zu lei­ ten, welche der hohen Temperatur, aber auch Schlacken­ spritzern und festen Bestandteilen innerhalb der Ofen­ atmosphäre stark ausgesetzt ist. Bei dieser bekannten Ausführung ist in der Spitze des Rüssels eine ringför­ mige Stirnfläche vorgesehen, welche eine vordere Ring­ kammer begrenzt und in welche das Zuleitungsrohr mündet. Weiterhin ist diese ringförmige Zwischenwand mit einer Ausflußöffnung versehen, durch welche das Kühlwasser aus der vorderen Ringkammer rückwärts in den mantelför­ migen Hohlraum strömt. Auch bei dieser Ausführung be­ steht die Gefahr einer Zerstörung wegen mangelhafter Kühlwirkung, weil die Flächenbereiche des Außenmantels nicht gleichmäßig vom Kühlwasser angeströmt werden. Um die Kühlwirkung an der Spitze des Rüssels zu verbessern, sieht die US-PS 28 91 783 vor, daß das in die vordere Ringkammer mündende Zuleitungsrohr tangential umgebogen ist und die Ringkammer kreisförmig vom Wasser durchströmt wird. Das Kühlwasser strömt aber auch bei dieser Ausfüh­ rung aus der vorderen Ringkammer etwa koaxial in den man­ telförmigen Hohlraum zurück, so daß in dieser Zone nach wie vor eine mangelhafte Kühlwirkung vorhanden ist. Zur Erhöhung des Kühleffektes ist weiterhin aus dem DE-GM 87 07 087 bekannt, im Hohlraum auf den Umfang verteilte Zwischenwände anzuordnen, welche unter Bildung paralleler Strömungskanäle abwechselnd an der Rückwand bzw. am Stirn­ ende anschließen, während jeweils zwischen ihrem gegen­ überliegenden Ende und dem Stirnende bzw. der Rückwand Überströmöffnungen vorhanden sind, welche die Strömungs­ kanäle miteinander verbinden. Bei dieser Ausführung wird zwar der Außenmantel relativ gleichmäßig vom Kühlwasser angeströmt. Der Aufbau ist jedoch umständlich und sehr aufwendig und teuer.

Die oben genannte DE-AS 12 61 526 bezieht sich bei einer Blasform für Hoch- bzw. Schachtöfen auf die besondere linsen- oder flügelähnliche Querschnittsform der eine gleiche Länge aufweisenden Kühlwasser-Zuleitungsrohre sowie auf die Ausgestaltung der Mündungen der Kühlwasserrohre in Form von langgestreckten, parallel zur Längsachse der Blasform verlaufenden Schlitzdüsen, deren eine Wand aus der Außenwand der Blasform besteht. Demgegenüber hat eine in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 37 00 545 behandelte Blasform, bei der mehrere nebeneinanderliegende Zuleitungsrohre unterschiedliche Längen haben, den Vorteil, daß das Kühlwasser in mehreren Bereichen der Blasform zugeführt wird, so daß eine bessere Wärmeübertragung erzielt wird. Hinzu kommt, daß durch die kreisförmige bzw. spiralför­ mige Führung des Wasserstrahls das Kühlwasser innerhalb des Hohlraumes spiralförmig an der Innenfläche des Außen­ mantels entlanggeführt wird und hierbei den Flächenbe­ reich gleichmäßig anströmt. Der Kühleffekt wird hierdurch erheblich optimiert.

Um bei der Blasform gemäß der DE-OS 37 00 545 zu erreichen, daß das aus den Kühlwasser-Zuleitungsrohren austretende Wasser mit erhöhter Geschwindigkeit kreis- oder spiralförmig in dem Hohlraum strömt, sind in die Enden der Zuleitungsrohre besonders ausgestaltete Düsenkörper eingesetzt, die aufgrund ihrer Form zu einem erhöhten konstruktiven Aufwand führen.

Demgegenüber soll erfindungsgemäß mit konstruktiv vereinfachten Mitteln das kreisförmige oder spiralförmige Einleiten der Wasserstrahlen in den Hohlraum ohne scharfkantige Strömungseinführungen erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Kopfenden der Kühlwasser-Zuleitungsrohre kreisbogenförmig um die Längsachse des Hohlraumes zu biegen. Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß an den Kopfenden der Zuleitungsrohre Umlenkplatten angeordnet sind. Es be­ steht auch die Möglichkeit, das Kopfende der Zuleitungs­ rohre zu verschließen und entsprechende seitliche Aus­ schnitte am Kopfende anzubringen.

Da der Rüssel in der Regel zum Kopfende hin konisch ver­ jüngt ist, sind auch die Rauminhalte der einzelnen Ab­ schnitte des Hohlkörpers unterschiedlich. Zur Anpassung an diese Volumina sind die Durchmesser der Zuleitungs­ rohre zweckmäßig entsprechend dem zugeordneten Abschnitt des Hohlraumes gewählt. Für einen größeren Raum werden daher größere Durchmesser gewählt als für den kleineren Raum, der sich am vorderen Ende der Blasform befindet. Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß die Zu­ leitungsrohre nebeneinanderliegend in den Hohlraum ragen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in ei­ nem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Die wassergekühlte Blasform 1 bildet eine Durchtritts­ öffnung 2, für den in den Ofen einzuleitenden Heißwind. Sie besteht aus einem doppelwandigen Hohlkörper mit einem Außenmantel 4 und einem Innenmantel 5. Zwischen dem Außenmantel 4 und dem Innenmantel 5 ist ein Hohl­ raum 6 vorhanden, der der Wasserkühlung dient. Dieser Hohlraum 6 ist durch eine Rückwand 3, auch als Deckel bezeichnet, verschlossen, in der eine Einlaßbohrung 7 und eine Auslaßbohrung 8 vorhanden sind. Die Einlaß­ bohrung 7 mündet in einen Verteilerkanal 9, der kreis­ bogenförmig in bezug zur Längsachse der Blasform ange­ ordnet ist. An diesen Verteilerkanal 9 schließen drei Zuleitungsrohre 10 bis 12 an, welche entsprechend dem konischen Verlauf der Blasform in den Hohlraum 6 mit verschiedenen Längen hineinragen. Das kürzere Zulei­ tungsrohr 10 ist dazu bestimmt, den rückwärtigen Teil des Hohlraumes 6 mit Kühlwasser zu beschicken. In ent­ sprechender Weise beschickt das mittlere Zuleitungsrohr 11 den mittleren Bereich des Hohlraumes 6 und das län­ gere Zuleitungsrohr 12 den vorderen Teil des Hohlrau­ mes 6. Die Zuleitungsrohre sind an ihrem Kopfende der­ art ausgebildet, daß der Wasserstrahl kreisförmig bzw. spiralförmig in den Hohlraum 6 eintritt. Hierfür sind beim Ausführungsbeispiel die Kopfenden der Zuleitungs­ rohre 10 bis 12 kreisbogenartig um die Längsachse des Hohlraumes 6 gebogen, so daß die Austrittsöffnungen 13 bis 15 derart liegen, daß der Wasserstrahl kreis­ förmig bzw. spiralförmig in den Hohlraum strömt. In Abhängigkeit von den Volumen der einzelnen Abschnitte, denen die Zuleitungsrohre 10 bis 12 zugeordnet sind, sind die Durchmesser dieser Zuleitungsrohre unterschied­ lich gewählt. Infolge der konischen Ausbildung ist der Querschnitt des Hohlraumes 6 im rückwärtigen Bereich größer als an der Spitze des Rüssels. In entsprechender Weise hat daher das Zuleitungsrohr 10 einen größeren Durchmesser als das Zuleitungsrohr 11 und dieses wieder einen größeren Durchmesser als das Zuleitungsrohr 12.

Im Betrieb strömt das Kühlwasser durch die Einlaßbohrung 7 in den Verteilerkanal 9 und von dort aus in die drei Zuleitungsrohre 10 bis 12. Durch jedes Zuleitungsrohr 10 bis 12 strömt der zugehörige Wasserstrahl kreisförmig oder spiralförmig in den Hohlraum 6, wie es durch Pfeile in der Zeichnung angedeutet ist. Dabei strömt es spiral­ förmig weiter zum rückwärtigen Ende, wo es dann durch die Auslaßbohrung 8 austritt. Eine günstige Wirkung wird erzielt, wenn die Zuleitungsrohre 10 bis 12, wie in der Zeichnung dargestellt, nebeneinanderliegend in den Hohl­ raum ragen. Der Verteilerkanal 9 kann verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, in die Rückwand 3 einen entsprechenden Kanal einzuformen, oder ein rinnenförmiges Bauteil anzuschweißen, an welches die Zuleitungsrohre 10 bis 12 anschließen. Bei Blasfor­ men, welche in einem Stück gegossen sind, wird die Ver­ teilerrinne mit eingegossen, wobei die drei Rohre vor dem Guß in die Sandform eingesetzt werden.

Je nach der Größe und Ausbildung der Blasform können auch mehr oder weniger Zuleitungsrohre vorgesehen sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, derartige Zuleitungsrohre in Dop­ pelkammerblasformen einzubauen. In entsprechender Weise lassen sich auch Kühlringe oder Schlackenformen ausbilden.

Claims (3)

1. Wassergekühlte Blasform für Hoch- und Heißwindkupolöfen, bestehend aus einem eine zentrische, axial verlaufende Durchtrittsöffnung für den Heißwind aufweisenden, doppelwandigen Hohlkörper, der durch eine ringförmige, mit Einlaß- und Auslaßbohrungen versehene Rückwand verschlossen ist, an die mehrere in Umfangsrichtung nebeneinanderliegende Kühlwasser- Zuleitungsrohre angeschlossen sind, die an ihren freien Kopfenden Kühlwasser-Austrittsöffnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsrohre (10-12) unterschiedliche Längen haben und die Kopfenden der Zuleitungsrohre (10-12) kreisbogenförmig um die Längsachse des Hohlraumes (6) gebogen sind.

2. Wassergekühlte Blasform für Hoch- und Heißwindkupolöfen, bestehend aus einem eine zentrische, axial verlaufende Durchtrittsöffnung für den Heißwind aufweisenden doppelwandigen Hohlkörper, der durch eine ringförmige, mit Einlaß- und Auslaßbohrungen versehene Rückwand verschlossen ist, an die mehrere in Umfangsrichtung nebeneinanderliegende Kühlwasser-Zuleitungsrohre angeschlossen sind, die an ihren freien Kopfenden Kühlwasser-Austrittsöffnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsrohre (10-12) unterschiedliche Längen haben und ihre Kühlwasser-Austrittsöffnungen gegen Umlenkplatten gerichtet sind.

3. Wassergekühlte Blasform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Kühlwasser-Zuleitungsrohre (10-12) entsprechend dem Volumen des Hohlkörper- Abschnittes, in dem das einzelne Zuleitungsrohr (10-12) endet, ausgewählt sind.