DE3820448A1 - Gekuehltes wandelement fuer metallurgische oefen - Google Patents
Gekuehltes wandelement fuer metallurgische oefenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein gekühltes Wandelement für metallurgische
Öfen, insbesondere Elektro-Lichtbogenöfen, für den Bereich oberhalb
des Schmelzbadspiegels.
Zur Einsparung von Feuerfest-Zustellung metallurgischer Öfen zum Schmelzen
und/oder Behandeln von Metallen oder Metallegierungen, insbesondere von
Stahllegierungen, ist es bekannt, Kühlmittel, vorzugsweise wasserführende
Leitungen in die Zustellung oder anstelle der Zustellung einzusetzen.
Dieser Aufbau des oberen Teils des metallurgischen Gefäßes hat sich
jedoch als zu kurzlebig erwiesen, denn nach verhältnismäßig kurzer Zeit
versprödete die Ofenwandung durch Temperaturwechsel und Diffusionsvorgänge,
und es entstanden Risse, die zur Unbrauchbarkeit der Gefäßwandung führten.
Besonders gravierend haben sich örtliche Aufschmelzungen und Auswaschungen
erwiesen, die aufgrund punktueller Überhitzungen im Bereich elektrischer
Überschläge in der Nähe der Elektroden entstehen.
Die Erfindung bezweckt, den oberhalb des Schmelzbadspiegels liegenden
Teil der Wandung des metallurgischen Gefäßes aus mit Heißwasser unter
einem Druck von 20 bis 25 bar gekühlten Wandelementen aufzubauen, die
ohne schützende Feuerfest-Zustellung der von der Schmelze abgegebenen
Wärmestrahlung ausgesetzt sind und eine erhöhte Haltbarkeit von einigen
Tausend Chargen besitzen. Dabei sind auch wirtschaftliche Gesichtspunkte,
wie konstruktiv einfacher Aufbau, einfache Fertigung, geringer Materialauf
wand, zu berücksichtigen, um die betriebliche Einführung der Wandelemente
zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Wandelements für metallur
gische Öfen, welches auf der dem Ofeninnern zugewandten Fläche mit
einfachen Mitteln gegen Wärmestrahlung vom Schmelzbad, aber auch gegen
örtliche Aufschmelzungen bei punktuellen Überhitzungen wirkungsvoll
geschützt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Wandelement für
metallurgische Öfen für den Bereich oberhalb des Schmelzbadspiegels
vorgeschlagen, welches aus mehreren nebeneinander liegenden kühlwasser
führenden Metallrohren besteht, die mindestens auf ihren dem Ofeninnern
zugewandten Flächen vollständig mit einer Schicht aus Kupfer oder einer
Kupferlegierung versehen sind. Die Kupferschicht auf der der Strahlung
durch die Schmelze zugewandten Fläche des erfindungsgemäßen Wandelements
leitet aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Kupfer die aufgenommene
Wärme sehr schnell weiter, verteilt damit die Wärme gleichmäßig auf die
gekühlte Fläche des Wandelements und sorgt so für eine schnelle Wärmeabfuhr,
die auch bei örtlichen Überhitzungen Materialschädigungen verhindert.
Darüber hinaus bleibt die Kupferschicht duktil und verhindert die bisher
beobachtete Rißbildung infolge Brüchigwerdens des Materials für das
Wandelement. Außerdem ist die Kupferschicht unanfällig gegen Lötbruch.
Die vorzugsweise 6 bis 10 mm dünne Schicht aus Kupfer oder einer Kupferle
gierung kann durch bekannte Verfahren (Walz-, Spreng- und Schweißplattie
rung) auf das Wandelement aufgebracht werden. Die Wandstärke der Metall
rohre soll 2 bis 6 mm, vorzugsweise 3 bis 5 mm betragen.
Für die bauliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen gekühlten Wandelements
werden die in den Unteransprüchen beschriebenen Ausführungen bevorzugt.
Diese werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 schematisch in perspektivischer Darstellung ein kühlmitteldurch
flossenes Wandelement in einer Ausführung,
Fig. 2 einen Teilquerschnitt eines in anderer Weise ausgebildeten
Wandelements,
Fig. 3 den Querschnitt einer abgewandelten Ausführung des Wandelements,
Fig. 4 den Querschnitt eines Wandelements mit zwei weiteren Ausgestal
tungen für die Kühlung,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführung für
ein gekühltes Wandelement gemäß der Erfindung,
Fig. 6 eine Ansicht des Wandelements und
Fig. 7 eine Seitenansicht desselben.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 liegen mehrere Heißwasser-durchflossene
Metallrohre 1 nebeneinander und berühren sich jeweils längs einer Mantel
linie. Durch Aneinanderschweißen können die Rohre zu einem Wandelement
gefügt werden. Auf der dem Ofeninnern zugewandten Fläche sind die das
Wandelement bildenden Metallrohre 1 mit einer Schicht 2 aus Kupfer oder
einer Kupferlegierung versehen.
Bei der Ausführung des Wandelements nach Fig. 2 liegen die Metallrohre 1
im Abstand nebeneinander. Die Abstände sind durch Stege 3 oder Distanz
streifen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung überbrückt. Die Stege 3
sind durch Schweißnähte 4 mit den Rohren verbunden. Die Metallrohre 1
können nahtlos oder aus gebogenem und durch eine Längsschweißnaht 5
zugeschweißtem Blech hergestellt werden.
Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 besteht das Wandelement
aus einer Metallplatte 6, die auf einer Seite mit einer Kupferschicht 2
versehen ist. Auf der rückwärtigen Seite der Platte 6 sind abstandsweise
nebeneinander verlaufende Metallrohr-Halbschalen 7 angeschweißt. Die
Metallplatte 6 und die Metallrohr-Halbschalen 7 bestehen bevorzugt aus
einem un- oder niedriglegierten Stahl, welcher die erforderliche Wärmeleit
fähigkeit aufweist.
Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. 3, bei der
Metallrohr-Halbschalen 7 bzw. L-Profile geschultert sind, d.h., sie
stützen sich jeweils aufeinander ab und sind an den Stoßstellen 8 mitein
ander verschweißt.
Bei der Ausführung des Wandelements gemäß der Erfindung nach Fig. 5 ist
die Metallplatte 6 a gewellt, und die Ausbauchungen bilden die eine
Hälfte des Kühlkanals und die gegenüberliegend angeschweißte Metallrohr-
Halbschale 7 den anderen Teil des Kühlkanals.
In Fig. 6 ist die Ansicht eines kompletten Wandelements aus Metallrohren 1
dargestellt, die endseitig durch Rohrkrümmer 10 zur Ausbildung eines
meanderförmigen Kühlkreislaufs untereinander verbunden sind. Die Zu- und
Ableitung des unter hohem Druck von 20 bis 25 bar stehenden Heißwassers
erfolgt über die rückwärtigen Rohranschlüsse 11, 12. Mittels Haken 13
ebenfalls an der rückwärtigen Seite des Wandelements kann dieses an eine
Stützkonstruktion angehängt werden.
Claims (12)
1. Gekühltes Wandelement für metallurgische Öfen, insbesondere Elektro-
Lichtbogenöfen, zur Anbringung im Bereich oberhalb des Schmelzbadspiegels,
dadurch gekennzeichnet, daß es aus mehreren übereinander liegenden waage
rechten kühlwasserführenden Metallrohren (1, 7, 9) besteht, die mindestens
auf ihren dem Ofeninnern zugewandten Flächen mit einer Schicht (2) aus
Kupfer oder einer Kupferlegierung versehen sind.
2. Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrohre
(1, 7) auf Abstand voneinander liegen und die Abstände durch an den
Metallrohren befestigte, insbesondere aufgeschweißte Stege (3) aus
Kupfer oder Kupferlegierung überbrückt sind.
3. Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallplatte
(6) einseitig mit einer Plattierung (2) aus Kupfer oder Kupferlegierung
versehen ist und auf der der Plattierung abgewandten Fläche mit Kühlmittel
kanäle bildenden Metallprofilen (7, 9) besetzt ist.
4. Wandelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte
(6 a) gewellt ist und die Ausbauchungen mit den Metallrohr-Halbschalen
(7) Kühlkanäle bilden.
5. Wandelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile
Rohrhalbschalen (7) sind.
6. Wandelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile
L-Profile (9) sind.
7. Wandelement nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrhalbschalen (7) bzw. L-Profile (9) geschultert sind (Fig. 4).
8. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohre (1) bzw. die Metallplatte (6) und die Metallprofile (7, 9)
aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl mit relativ hoher Wärmeleit
fähigkeit bestehen.
9. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke der Metallrohre (1) bzw. der Metallplatte (6) und der
Metallprofile (7, 9) 2 bis 6 mm beträgt.
10. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stärke der Kupferschicht (2) 6 bis 10 mm beträgt.
11. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupferschicht (2) mit dem Grundwerkstoff der Metallrohre (1)
oder der Metallplatte (6) metallisch verbunden ist durch Walz-, Spreng-
oder Schweißplattierung.
12. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallrohre (1) bzw. die Metallprofile (7, 9) an ihren Enden
zur Ausbildung meanderförmiger Kühlkanäle untereinander verbunden sind
(Fig. 6).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883820448 DE3820448A1 (de) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | Gekuehltes wandelement fuer metallurgische oefen |
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DE19883820448 DE3820448A1 (de) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | Gekuehltes wandelement fuer metallurgische oefen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3820448A1 true DE3820448A1 (de) | 1989-12-21 |
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ID=6356636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883820448 Ceased DE3820448A1 (de) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | Gekuehltes wandelement fuer metallurgische oefen |
Country Status (1)
Country | Link |
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