DE4001791C2 - Bohrstange zum Stichlochbohren an Hochöfen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrstange zum Stichlochbohren an Hochöfen, bestehend aus einem Stahlrohr mit einem an einem Ende über Schweißnähte befestigten Bohr­ kopf.

Zum Aufbohren von mit einer Stichlochstopfmasse verschlos­ senen Hochofen-Stichlöchern ist einerseits eine Bohrstange bekannt, die aus einem Stahlrohr mit auf einer Seite ein­ stückig angeschmiedetem Bohrkopf besteht. Andererseits werden auch Bohrstangen mit einem beispielsweise als sepa­ rates Schmiedeteil ausgebildeten Bohrkopf verwendet, wobei der Bohrkopf an das Stahlrohr angeschraubt oder ange­ schweißt ist. Durch das Stahlrohr soll während des Stich­ lochbohrens Kühlluft zugeführt und hierdurch auch das ent­ stehende Bohrmehl nach außen wegtransportiert werden.

Die bekannten Bohrstangen weisen aber den Nachteil auf, daß - bedingt durch die Raumform des Bohrkopfes - nur ein sehr geringer Kühlluftdurchlaß gewährleistet ist, was einerseits zu hohen thermischen Belastungen und andererseits auch zu einem schlechten Abtransport des Bohrmehls führt. Insbe­ sondere bei solchen Bohrstangen, deren Stahlrohr eine geringe Wandstärke aufweist, treten im Stichloch aufgrund der geringen Masse des Stahlrohrs besonders hohe thermische Belastungen auf. Diese könnten zwar grundsätzlich durch verstärkten Kühlluftdurchsatz ausgeglichen werden, jedoch scheitert dies an dem begrenzten Luftdurchsatz des Bohr­ kopfes. Außerdem sind die bekannten Bohrstangen insbeson­ dere aufgrund des Schmiedevorganges relativ teuer.

Aus der DD 233 590 A1 ist eine insofern nicht gattungsgemäße Bohrstange bekannt, als diese keinen Kühlmittelkanal aufweist. Diese Bohrstange besitzt eine angegossene Bohrkrone mit drei um jeweils 120° versetzten Schneiden. Die Bohrkrone wird an die Bohrstange unter Einsatz einer geteilten Kokille aus flüssigem Roheisen angegossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrstange der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sehr gute Bohreigenschaften gewährleistet, dabei aber dennoch preiswert und einfach in der Herstellung ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Bohr­ kopf mindestens zwei aus Stahlblech bestehende Bohrflügel aufweist, die jeweils aus einem sich von einem etwa mittig vor dem Ende des Stahlrohrs liegenden Bereich radial nach außen erstreckenden Querabschnitt und einem sich an diesen in axialer Richtung anschließenden, mit dem Stahlrohr auf dessen Außenfläche verschweißten Längsabschnitt bestehen, wobei die Querabschnitte axial von dem Ende des Stahlrohrs beabstandet sind.

Der Bohrkopf und damit auch die erfindungsgemäße Bohrstange läßt sich aufgrund dieser vorteilhaften Ausgestaltung besonders einfach und preiswert herstellen, indem die Bohr­ flügel aus Stahlblech, beispielsweise durch Stanzen, Form­ brennen oder Schmieden gefertigt werden. Vorzugsweise werden dann zur Bildung des Bohrkopfes mehrere Bohrflügel im Bereich der Querabschnitte miteinander derart ver­ schweißt, daß die Längsabschnitte der Bohrflügel mit ihren dem Stahlrohr zugekehrten Innenflächen auf einer gedachten Querschnittsform liegen, die etwa dem Außenquerschnitt des Stahlrohrs entspricht. Bei Verwendung eines im Querschnitt kreisförmigen Stahlrohrs bedeutet dies, daß die Längsab­ schnitte mit ihren Innenflächen auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser geringfügig größer als der Außendurch­ messer des Stahlrohrs ist. Hierdurch läßt sich der Bohr­ kopf axial auf das Stahlrohr aufstecken, und zwar erfin­ dungsgemäß nur so weit, daß zwischen den Querabschnitten der Bohrflügel und dem stirnseitigen Ende des Stahlrohrs ein lichter Abstand von vorzugsweise mindestens 5 mm ver­ bleibt. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist ein besonders hoher Luftdurchsatz gewährleistet, so daß thermi­ sche Belastungen im Stichloch reduziert und der Abtransport des Bohrmehls verbessert werden. Ferner kann durch die Erfindung das Stahlrohr mit einer sehr geringen Wandstärke ausgebildet werden, so daß die erfindungsgemäße Bohrstange als "Leichtbohrstange" bezeichnet werden kann.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Bohrflügel des Bohrkopfes aus Stahlblech bestehen, entstehen vorteilhafterweise ohne weitere Bearbeitungen scharfe Schneidkanten, wodurch ein großer Bohrfortschritt gewährleistet ist. Weiterhin können die Längsabschnitte der Bohrflügel in axialer Richtung praktisch beliebig lang ausgebildet werden, was zu dem weiteren Vorteil führt, daß die Längsabschnitte der Bohr­ flügel mit ihren Außenkanten eine gute Führung des Bohr­ kopfes im Bohrloch und damit sehr gute Bohreigenschaften gewährleisten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand der beiliegenden Zeichnung soll im folgenden die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bohr­ stange mit einer ersten Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Bohrkopfes,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Bohrstange in Pfeil­ richtung II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung III gemäß Fig. 2 einer ersten Ausführung eines zwei Bohr­ flügel bildenden Stahlblechteils,

Fig. 4 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung IV gemäß Fig. 2 einer zweiten Ausführung eines Stahlblechteils,

Fig. 5 eine stirnseitige Ansicht analog zu Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrstange und

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bohrkopfes.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Gemäß Fig. 1 besteht eine erfindungsgemäße Bohrstange 2 aus einem Stahlrohr 4, welches im dargestellten Beispiel im Querschnitt kreisförmig mit einem Außendurchmesser D, einem Innendurchmesser d und einer Wandstärke S ausgebildet ist. Durch das Stahlrohr 4 erstreckt sich folglich ein axialer Kanal 5 zum Zuführen von Kühlluft.

An einem Ende des Stahlrohrs 4 ist ein Bohrkopf 6 ange­ schweißt, d.h. über Schweißnähte 8, die in Fig. 1 schraf­ fiert angedeutet sind, befestigt. An seinem dem Bohrkopf 6 gegenüberliegenden Ende weist das Stahlrohr 4 im darge­ stellten Beispiel ein Außengewinde 10 auf, mit dem die Bohrstange 2 in eine nicht dargestellte Stichlochbohr­ maschine eingesetzt werden kann. Anstelle eines Gewindes kann jedoch auch eine passende Ausfräsung oder dergleichen Maschinenanschluß zum Einsetzen in die Stichlochbohr­ maschine vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß besteht nun der Bohrkopf 6 aus mindestens zwei, vorzugsweise jedoch aus mindestens drei Bohrflügeln 12 aus Stahlblech. Jeder Bohrflügel 12 besteht aus einem Querabschnitt 14, der sich von einem etwa mittig vor dem Ende 16, d.h. der stirnseitigen Endfläche, des Stahlrohrs 4 liegenden Bereich radial nach außen erstreckt, sowie aus einem Längsabschnitt 18, der sich an den Querabschnitt 14 in axialer Richtung, d.h. in Richtung des Stahlrohrs 4, anschließt. Die Längsabschnitte 18 der Bohrflügel 12 sind erfindungsgemäß über die Schweißnähte 8 auf der Außenfläche 20 des Stahlrohrs 4 befestigt.

Hierbei ist es nun weiterhin erfindungswesentlich, daß die Querabschnitte 14 axial von dem Ende 16 des Stahlrohrs 4 über einen lichten Abstand A beabstandet sind, wie dies in Fig. 1 gut zu erkennen ist. Hierdurch ist ein sehr hoher Luftdurchsatz gewährleistet.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Bohrkopf 6 aus drei sternförmig angeordneten Bohrflügeln 12 besteht. Insbesondere bei dieser Ausführung besteht jeder Bohrflügel 12 aus einem gesonderten Stahlblechteil 22, wo­ bei die Stahlblechteile 22 im mittig vor dem Ende des Stahlrohrs 4 liegenden Bereich der Querabschnitte 14 mit­ einander verschweißt sind. Dies ist in Fig. 5 durch gestri­ chelte Linien 24 angedeutet.

In der in den Fig. 1 bis 4 veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsform besteht der Bohrkopf 6 aus vier Bohrflügeln 12. Diese Bohrflügel 12 sind dabei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Dabei ist es besonders zweck­ mäßig, wenn jeweils zwei diametral gegenüberliegende Bohr­ flügel 12 von einem einstückigen Stahlblechteil 26 bzw. 28 (siehe auch Fig. 3 und 4) gebildet sind. Hierbei gehen die Querabschnitte 14 der beiden Bohrflügel 12 im mittigen Bereich einstückig ineinander über. Die beiden Stahlblech­ teile 26 und 28 sind nun erfindungsgemäß mit den Querab­ schnitten 14 kreuzförmig, insbesondere rechtwinklig zuein­ ander angeordnet und im Kreuzungsbereich miteinander ver­ schweißt. Dies ist in Fig. 1 durch schraffiert eingezeich­ nete Schweißnähte 30 angedeutet.

Wie aus Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, ist es bei dieser Ausführung vorteilhaft, wenn mindestens eines der beiden kreuzförmig miteinander verbundenen Stahlblechteile 26, 28, und zwar im dargestellten Beispiel das in Fig. 3 darge­ stellte Stahlblechteil 26, im Kreuzungsbereich der Querab­ schnitte 14 eine Ausnehmung 32 zur bereichsweisen Aufnahme des anderen Stahlblechteils, hier des Stahlblechteils 28 in Fig. 4, aufweist. Wie in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet ist, kann jedoch auch zusätzlich das Stahlblechteil 28 in seinem in die Ausnehmung 32 des Stahlblechteils 26 eingrei­ fenden Bereich eine Ausnehmung 34 aufweisen, so daß die beiden Stahlblechteile 26 und 28 praktisch miteinander "verzapft" sind. Diese Ausbildung erleichtert das Verschweißen wesentlich.

Die erfindungsgemäß aus Stahlblech bestehenden Bohrflügel 12 besitzen vorteilhafterweise scharfkantige, durch Stufen­ flächen 36 (Fig. 1 bis 4) und/oder Schrägflächen 38 (Fig. 6) gebildete Schneidkanten 40. In Fig. 4 ist gestrichelt angedeutet, wie durch einen Ansatz 42 eines der Stahlblech­ teile, hier des Stahlblechteils 28, auf der dem Stahlrohr 4 abgekehrten Vorderseite des Bohrkopfes 6 weitere Schneid­ kanten 40 gebildet werden können.

In einer realisierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrstange 2 weist das Stahlrohr 4 einen Außendurchmesser D von 30 bis 45 mm und eine Wandstärke S von 5 bis 12 mm auf. Dabei besitzt jedes Stahlblechteil 22 bzw. 26, 28 eine Dicke von 8 bis 15 mm. Die Längsabschnitte 18 der Bohrflü­ gel 12 weisen in radialer Richtung eine Stärke ebenfalls von 8 bis 15 mm auf. Weiterhin besitzen die Längsabschnit­ te 18 im Bereich ihrer Außenkanten 44 (siehe Fig. 1) eine axiale Länge von 30 bis 40 mm. Hierdurch wird eine außer­ ordentlich gute Führung des Bohrkopfes 6 in der Bohrung erreicht. Der axiale, lichte Abstand A zwischen den Quer­ abschnitten 14 der Bohrflügel 12 und dem Ende 16 des Stahl­ rohrs 4 beträgt erfindungsgemäß mindestens 5 mm.

Claims (11)

1. Bohrstange zum Stichlochbohren an Hochöfen, bestehend aus einem Stahlrohr mit einem an einem Ende über Schweißnähte befestigten Bohrkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (6) mindestens zwei aus Stahlblech be­ stehende Bohrflügel (12) aufweist, die jeweils aus einem sich von einem etwa mittig vor dem Ende (16) des Stahlrohrs (4) liegenden Bereich radial nach außen erstreckenden Querabschnitt (14) und einem sich an diesen in axialer Richtung anschließenden, mit dem Stahlrohr (4) auf dessen Außenfläche (20) verschweißten Längsabschnitt (18) bestehen, wobei die Querabschnitte (14) axial von dem Ende (16) des Stahlrohrs (4) beabstandet sind.

2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bohrflügel (12) aus einem Stahlblechteil (22) besteht, wobei die Stahlblechteile (22) im Bereich der Querabschnitte (14) miteinander verschweißt sind.

3. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder jeweils zwei diametral gegenüberliegende Bohrflügel (12) von einem einstückigen Stahlblech­ teil (26, 28) gebildet sind.

4. Bohrstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils zwei diametral gegenüberliegende Bohr­ flügel (12) bildende Stahlblechteile (26, 28) mit den Querabschnitten (14) kreuzförmig, insbesondere rechtwinklig zueinander angeordnet und miteinander verschweißt sind.

5. Bohrstange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden kreuzförmig miteinander verbundenen Stahlblechteile (26, 28) im Kreuzungs­ bereich der Querabschnitte (14) eine Ausnehmung (32) zur bereichsweisen Aufnahme des anderen Stahlblech­ teils (28, 26) aufweist.

6. Bohrstange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrflügel (12) durch Stufenflächen (36) und/oder Schrägflächen (38) gebildete Schneidkanten (40) aufweisen.

7. Bohrstange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (4) einen Außendurchmesser (D) von 30 bis 45 mm und eine Wandstärke (S) von 5 bis 12 mm auf­ weist.

8. Bohrstange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrflügel (12) bzw. die Stahlblechteile (22, 26, 28) eine Dicke von 8 bis 15 mm aufweisen.

9. Bohrstange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsabschnitte (18) der Bohrflügel (12) in radialer Richtung eine Stärke von 8 bis 15 mm aufweisen.

10. Bohrstange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsabschnitte (18) der Bohrflügel (12) im Bereich ihrer Außenkanten (44) eine axiale Länge von 30 bis 40 mm aufweisen.

11. Bohrstange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale, lichte Abstand (A) zwischen den Quer­ abschnitten (14) der Bohrflügel (12) und dem Ende (16) des Stahlrohrs (4) mindestens 5 mm beträgt.