DE4035894C1 - Cooling box for blast furnaces with low mfr. cost - produced from cooling pipe preformed with number bends and explosively welded - Google Patents
Cooling box for blast furnaces with low mfr. cost - produced from cooling pipe preformed with number bends and explosively weldedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlkasten, insbesondere für Hochöfen, mit mindestens einem im wesentlichen in einer Ebene verlaufenden mehrfach abgebogenen Kühlrohr, das mit zwei Anschlußöffnungen versehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kühlkastens.The invention relates to a cooler, in particular for Blast furnaces, with at least one essentially in one Level triple bent cooling tube that with two connection openings is provided, as well as a method for the production of such a cooling box.
Derartige Kühlkästen werden insbesondere normal oder im we sentlichen parallel zur Auskleidung eines Hochofens ange ordnet. Sie werden in üblicher Weise an ein Kühlmittelnetz angeschlossen.Such coolers are particularly normal or in white considerably parallel to the lining of a blast furnace arranges. You are connected to a coolant network in the usual way connected.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, mit relativ geringem Material- und Herstellungsauf wand einen derartigen Kühlkasten zu schaffen, der hinsicht lich seiner Kühlmittelführung den jeweils vorliegenden Er fordernissen weitgehend angepaßt werden kann.The object of the present invention is in particular in it, with relatively little material and manufacturing wall to create such a cooler, the respect Lich its coolant guide the present Er requirements can be largely adapted.
Diese Aufgabe wird bei einem Kühlkasten der eingangs er wähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühl rohr bzw. die Kühlrohre gemeinsam einerseits von einer Bo denplatte und andererseits von einer Deckplatte abgedeckt sind und daß die Bodenplatte und die Deckplatte mit dem Kühlrohr bzw. den Kühlrohren explosiv verschweißt sind. Da bei wird ein doppelwandiges System gebildet, das einerseits von den Kühlrohren und andererseits von Bodenplatte und Deckplatte begrenzt wird. Diese Doppelwandigkeit erhöht die Sicherheit dieses Kühlkastens. Darüber hinaus ist eine ein fache Fertigung möglich, die zudem zu ungehinderten Wärme übergängen führt.This task is at the beginning of a cool box mentioned type solved according to the invention in that the cooling tube or the cooling tubes together on the one hand from a Bo denplatte and on the other hand covered by a cover plate are and that the bottom plate and the cover plate with the Cooling pipe or the cooling pipes are explosively welded. There at a double-walled system is formed, on the one hand of the cooling pipes and on the other hand of the base plate and Cover plate is limited. This double wall increases the Security of this cool box. Beyond that is a simple production possible, which also leads to unhindered heat transitions leads.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre aus mindestens zwei in einandergeschachtelten U-förmigen Rohrabschnitten besteht bzw. bestehen, deren Enden an einer Endplatte festgelegt sind, die wenigstens einen an Enden von Rohrabschnitten sich anschließenden Umlenkkanal zwischen U-förmigen Rohrab schnitten und Durchlässe zur Bildung der Anschlußöffnungen aufweist. Auf diese Weise ergeben sich besonders einfache Rohrformen.The cooling box according to the invention can be designed that the cooling tube or the cooling tubes from at least two in there is a nested U-shaped pipe section or exist, the ends of which are fixed to an end plate are at least one at the ends of pipe sections adjoining deflection channel between U-shaped pipes cuts and passages to form the connection openings having. This results in particularly simple results Pipe shapes.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß die Wandstärke des äußersten U-förmigen Rohrabschnitts größer ist als die der anderen Rohrabschnitte. Der äußere Rohrabschnitt kann dann Rahmenfunktionen erfüllen.The cooling box according to the invention can be designed that the wall thickness of the outermost U-shaped pipe section is larger than that of the other pipe sections. The outer Pipe section can then perform frame functions.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß die Endplatte mit den Rohrabschnitten, der Bodenplatte und der Deckplatte explosiv verschweißt ist.The cooling box according to the invention can be designed that the end plate with the pipe sections, the bottom plate and the cover plate is explosively welded.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß der Endplatte eine Montageplatte vorgesetzt ist.The cooling box according to the invention can be designed that a mounting plate is placed in front of the end plate.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß die Montageplatte mit der Endplatte explosiv ver schweißt ist.The cooling box according to the invention can be designed that the mounting plate with the end plate explosively ver is welded.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß ein zwischen Bodenplatte und Deckplatte angeordneter Randsteg die Gesamtheit des Kühlrohres bzw. der Kühlrohre rahmenartig umschließt. Dabei bildet der Randsteg mit der Bodenplatte und der Deckplatte ein geschlossenes Gehäuse, das dicht ausgebildet sein kann.The cooling box according to the invention can be designed that one arranged between the base plate and cover plate Edge web the entirety of the cooling tube or cooling tubes encloses like a frame. The edge web forms with the Bottom plate and the cover plate a closed housing, that can be tight.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann so ausgebildet sein, daß der Randsteg Teil der Bodenplatte oder der Deckplatte ist.The cooling box according to the invention can be designed that the edge web is part of the base plate or the cover plate is.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann ferner so ausgebildet sein, daß zwischen dem Kühlrohr bzw. den Kühlrohren einer seits und der Bodenplatte sowie der Deckplatte andererseits Freiräume verbleiben, die durch metallische Einlagen ausge füllt sind. Das Ausfüllen derartiger Freiräume mit metalli schen Einlagen erhöht die Vergleichmäßigung der Wärmelei tung über den gesamten Kühlkasten. The cooler according to the invention can also be designed in this way be that between the cooling tube or the cooling tubes one on the one hand and the base plate and the cover plate on the other Open spaces remain, which are characterized by metallic inserts are filling. Filling such spaces with metalli interlinings increases the uniformity of the heating element tion over the entire cooler.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann ferner so ausgebildet sein, daß das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre in der Gesamtheit dem Raum zwischen der Bodenplatte und der Deckplatte ange paßt sind und diesen Raum im wesentlichen vollständig aus füllen.The cooler according to the invention can also be designed in this way be that the cooling tube or the cooling tubes as a whole the space between the base plate and the cover plate fits and this space essentially completely to fill.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann ferner so ausgebildet sein, daß die Anschlußöffnungen in einer seiner Schmalsei ten liegen. Ein so ausgebildeter Kühlkasten kann in Kombi nation mit einer Montageplatte insbesondere normal zu der Auskleidung einer Hochofenwand angeordnet werden.The cooler according to the invention can also be designed in this way be that the connection openings in one of its narrow sides ten lie. Such a cooler can be combined nation with a mounting plate especially normal to the Lining a blast furnace wall can be arranged.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann ferner so ausgebildet sein, daß die Anschlußöffnungen in der Bodenplatte oder in der Deckplatte liegen. Bei dieser Ausbildung eignet sich der Kühlkasten insbesondere dazu, plattenartig auf der Aus kleidung einer Hochofenwand angeordnet zu werden.The cooler according to the invention can also be designed in this way be that the connection openings in the base plate or in the cover plate. This training is suitable the cooler in particular, like a plate on the off clothing of a blast furnace wall to be arranged.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann ferner so ausgebildet sein, daß die Anschlußöffnungen von den Enden des Kühlrohrs bzw. der Kühlrohre gebildet sind. Außer Kupfer kommen für den gesamten Kühlkasten oder nur für Teile davon andere gut wärmeleitenden Materialien in Betracht.The cooler according to the invention can also be designed in this way be that the connection openings from the ends of the cooling tube or the cooling tubes are formed. Except for copper come for the entire cooler or only parts of it other good thermally conductive materials into consideration.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkastens nach der Erfindung sieht vor, daß das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre in die gewünschte Form gebogen, dann zwischen Bodenplatte und Deckplatte eingebracht und anschließend explosiv mit der Bodenplatte und der Deckplatte verschweißt wird bzw. wer den. Die Ansprüche 17 bis 21 betreffen vorteilhafte Weiter bildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.A method of manufacturing a cooling box according to the Invention provides that the cooling tube or the cooling tubes in bent the desired shape, then between the base plate and Cover plate introduced and then explosive with the Base plate and the cover plate is welded or who the. Claims 17 to 21 relate to advantageous further formations of the method according to the invention.
In den Figuren sind zwei Ausführungsformen des erfindungs gemäßen Kühlkastens anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:In the figures are two embodiments of the Invention according cooler described with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 einen in der Ebene der Kühlrohrachse verlaufenden Schnitt durch eine Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Kühlkastens in einer Matrize, Fig. 1 a extending in the plane of the cooling tube axis section through an embodiment of to the invention OF INVENTION cooling box in a die,
Fig. 2 einen in der Ebene der Rohrachse verlaufenden Schnitt durch einen Kühlkasten mit umgeformtem Rohrquerschnitt und Anschlußöffnungen an einer Schmalseite, Fig. 2 a extending in the plane of the tube axis section through a cooling box having formed pipe section and connection openings on a narrow side,
Fig. 3 einen in der Ebene der Kühlrohrachse verlaufenden Schnitt durch einen Kühlkasten mit Anschlußöff nungen in der Bodenplatte, Fig. 3 shows a extending in the plane of the cooling tube axis section through a cooling box with Anschlußöff voltages in the bottom plate,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Kühlkasten nach Fig. 3 in einer normal zur Ebene der Fig. 3 verlaufenden Ebene, Fig. 4 is a section through the cooling box according to Fig. 3 in a normal to the plane of Fig. 3 extending plane,
Fig. 5 einen in der Ebene der Kühlrohrachse verlaufenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlkastens, bei dem das Kühl rohr aus U-förmigen Rohrabschnitten gebildet ist, . 5 a extending in the plane of the cooling tube axis section Fig formed by another embodiment of the cooling box according to the invention, in which the cooling tube of U-shaped pipe sections,
Fig. 6 einen Schnitt durch den Kühlkasten nach Fig. 5 in einer normal zur Ebene der Fig. 5 verlaufenden Ebene, Fig. 6 is a section through the cooling box according to Fig. 5, in a direction normal to the plane of FIG. 5 Level
Fig. 7 einen in der Ebene der Kühlrohrachse verlaufenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlkastens, bei dem zwei aus U-förmigen Rohrabschnitten gebildete Kühlrohre vorgesehen sind,7 a extending in the plane of the cooling tube axis section are provided by a further embodiment of the cooling box according to the invention, in which two of the U-shaped pipe sections cooling tubes formed Fig.
Fig. 8 einen Schnitt durch den Kühlkasten nach Fig. 7 in einer normal zur Ebene der Fig. 7 verlaufenden Ebene. FIG. 8 shows a section through the cooling box according to FIG. 7 in a plane running normal to the plane of FIG. 7.
Fig. 1 zeigt eine kastenförmige Matrize 1, in die ein M- förmig gebogenes Kühlrohr 2 eingelegt ist. Die Schenkel dieses M-förmigen Rohrgebildes weisen zwischen sich Ab stände auf. Die Wand des Kühlrohres 2 hat einen abgerunde ten Querschnitt. Das Kühlrohr 2 hat zwei Anschlußöffnungen 3, 4, die in einer Schmalseite 5 liegen. Fig. 1 shows a box-shaped die 1 , in which an M-shaped cooling tube 2 is inserted. The legs of this M-shaped tubular structure have stands between them. The wall of the cooling tube 2 has a rounded cross-section. The cooling tube 2 has two connection openings 3 , 4 , which are located in a narrow side 5 .
Das Kühlrohr 2 wird in der in Fig. 1 dargestellten Position an eine nicht dargestellte Hydraulik-Druckquelle ange schlossen. Durch unter Druck stehendes Hydraulikmedium wird das Kühlrohr 2 umgeformt und dabei aufgeweitet. Die benach barten Schenkel des M-förmigen Rohrgebildes kommen dabei eng aneinander zu liegen. Im übrigen paßt sich das Kühlrohr den oberen und unteren Begrenzungsflächen der Matrize 1 an.The cooling tube 2 is in the position shown in Fig. 1 is connected to a hydraulic pressure source, not shown. The cooling tube 2 is deformed and expanded in the process by hydraulic medium under pressure. The neigh disclosed legs of the M-shaped tubular structure come close to each other. Otherwise, the cooling tube adapts to the upper and lower boundary surfaces of the die 1 .
Der so vorgeformte Rohrkörper wird nun auf eine Bodenplatte 6 aufgelegt und von einem rahmenartigen Randsteg 7 um schlossen. Eine Deckplatte 8 wird dann auf das Rohrgebilde und den Randsteg 7 aufgelegt. Anschließend wird eine Sprengladung auf der Deckplatte 8 und/oder der Bodenplatte 6 plaziert und gezündet, so daß eine explosive Ver schweißung zwischen Bodenplatte 6 und Deckplatte 8 einer seits mit dem Rohrgebilde und dem Randsteg 7 andererseits erfolgt. Das Innere des Rohres ist dabei mit einem entfern baren Feststoff, z. B. mit Eis oder Blei, gefüllt, damit die Wand des Kühlrohres 2 beim Sprengen nicht übermäßig zu sammengedrückt wird.The tubular body preformed in this way is now placed on a base plate 6 and closed by a frame-like edge web 7 . A cover plate 8 is then placed on the tubular structure and the edge web 7 . An explosive charge is then placed and ignited on the cover plate 8 and / or the base plate 6 , so that an explosive weld between base plate 6 and cover plate 8 takes place on the one hand with the tubular structure and the edge web 7 on the other hand. The inside of the tube is with a removable solid, z. B. filled with ice or lead, so that the wall of the cooling tube 2 is not excessively compressed when blasting.
In Fig. 2 ist der Kühlkasten mit dem Kühlrohr 2 im Schnitt in fertigem Zustand dargestellt. Die Anschlußöffnungen 3, 4 liegen in Endstutzen des Kühlrohres 2, die aufgrund der Ausbildung der Matrize 1 nicht aufgeweitet und umgeformt worden sind.In Fig. 2 the cooling box with the cooling tube 2 is shown in section in the finished state. The connection openings 3 , 4 are in the end piece of the cooling tube 2 , which have not been expanded and reshaped due to the design of the die 1 .
Die Anschlußöffnungen 3, 4 liegen in einer Schmalseite 5 des Kühlkastens.The connection openings 3 , 4 are located in a narrow side 5 of the cooling box.
Der in Fig. 3 im Schnitt dargestellte Kühlkasten hat fünf parallel zueinander verlaufende, sich aneinander an schließende Rohrabschnitte. Er ist in gleicher Weise in ei ner Matrize durch Umformen aufgrund hydraulischen Drucks geformt und dann zwischen Bodenplatte 6 und Deckplatte 8 von einem Randsteg 7 umgeben eingelegt worden.The cooler shown in section in Fig. 3 has five mutually parallel, mutually adjoining pipe sections. It is formed in the same way in egg ner by reshaping due to hydraulic pressure and then inserted between base plate 6 and cover plate 8 surrounded by an edge web 7 .
Das in Fig. 3 dargestellte Kühlrohr 9 ist an seinen Enden geschlossen. Es ist im Bereich dieser beiden Enden durch die Bodenplatte 6 oder die Deckplatte 8 hindurch angebohrt um auf diese Weise Anschlußöffnungen 10, 11 zu bilden.The cooling tube 9 shown in Fig. 3 is closed at its ends. It is drilled through in the area of these two ends through the base plate 6 or the cover plate 8 in order to form connection openings 10 , 11 in this way.
Nach der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform sind drei U-förmige Rohrabschnitte 12, 13, 14 in einer Ebene in einandergeschachtelt angeordnet. Die Wandstärke des am wei testens außen liegenden Rohrabschnitts 12 ist etwa doppelt so groß wie die Wandstärke der übrigen Rohrabschnitte 13, 14. Dadurch wird erreicht, daß der äußerste Rohrabschnitt 12 eine erhöhte Stabilität hat, so daß eine rahmenartige Einfassung der Rohrabschnitte insgesamt vermieden werden kann.According to the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, three U-shaped pipe sections 12 , 13 , 14 are nested in one plane. The wall thickness of the pipe section 12 lying on the outside is approximately twice as large as the wall thickness of the remaining pipe sections 13 , 14 . It is thereby achieved that the outermost pipe section 12 has an increased stability, so that a frame-like edging of the pipe sections can be avoided overall.
Die Enden der Rohrabschnitte 12, 13, 14 stecken in Aufnah men 15 einer Endplatte 16 und schließen sich an einen Durchlaß 17, 18 zur Bildung einer Anschlußöffnung oder an einen Umlenkkanal 19 an, der in der Endplatte 16 vorgesehen ist und jeweils benachbarte Rohrabschnitte 12, 13, 14 kom munizierend verbindet.The ends of the pipe sections 12 , 13 , 14 are inserted in the receptacles 15 of an end plate 16 and adjoin a passage 17 , 18 to form a connection opening or a deflection channel 19 , which is provided in the end plate 16 and adjacent pipe sections 12 , 13 , 14 communicatingly connects.
Zur Herstellung des Kühlkastens nach Fig. 5 und 6 werden die Rohrabschnitte 12, 13, 14 mit ihren Enden an der End platte 16 festgelegt, z. B. verlötet. Anschließend werden eine Bodenplatte 20 und eine Deckplatte 21 beiderseits der Rohrabschnitte 12, 13, 14 und der Endplatte 16 plaziert, und es erfolgt eine explosive Verschweißung dieser Teile miteinander.For the production of the cooling box in FIG. 5 and 6, the pipe sections 12, 13, 14 are at their ends to the end plate 16 defines z. B. soldered. A base plate 20 and a cover plate 21 are then placed on both sides of the pipe sections 12 , 13 , 14 and the end plate 16 , and these parts are explosively welded to one another.
Der Kühlkasten nach den Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen nur dadurch, daß hier Rohrabschnitte 22, 23, 24 zwei ge trennte Kühlrohre bilden, von denen das äußere die An schlußöffnungen 25, 26 und das innere die Anschlußöffnungen 27, 28 hat. Die hier vorgesehene Endplatte 29 hat also vier Durchlässe und nur einen Umlenkkanal 30. Der Endplatte 29 ist eine Montageplatte 31 vorgesetzt, die aus Stahl beste hen kann. The cooling box according to FIGS. 7 and 8 differs from the embodiment described above substantially only in that here the pipe sections 22, 23, 24, two ge separated cooling tubes form, of which the outer connecting arrangement openings 25, 26 and the inner the connection openings 27 , 28 has. The end plate 29 provided here thus has four passages and only one deflection channel 30 . The end plate 29 is a mounting plate 31 in front of the best hen can be made of steel.
Wenngleich es bei allen Ausführungsformen als zweckmäßig erachtet wird, das Kühlrohr vor der explosiven Verdichtung umzuformen und derart aufzuweiten, daß Freiräume zwischen Bodenplatte, Deckplatte und Randsteg weitgehend vermieden werden, so ist es doch auch möglich, ein Kühlrohr lediglich in einem gebogenen Zustand, wie er z. B. in Fig. 1 darge stellt ist, zwischen Bodenplatte, Deckplatte und Randsteg zu plazieren und explosiv mit den genannten Teilen zu ver schweißen. Dabei ist es allerdings erforderlich, die hier zunächst vorliegenden Freiräume durch Einlagen aufzufüllen, wenn eine gute Wärmeleitung zu den Außenflächen des Kühlka stens hin gewährleistet werden soll.Although it is considered expedient in all embodiments to reshape the cooling tube before the explosive compression and to expand it in such a way that free spaces between the base plate, cover plate and edge web are largely avoided, it is also possible to use a cooling tube only in a bent state, as it does e.g. B. in Fig. 1 Darge is to place between the base plate, cover plate and edge web and explosive to weld with the parts mentioned ver. However, it is necessary to fill in the free spaces that are present here at first, if good heat conduction to the outer surfaces of the cooling box is to be ensured.
Es ist weiter möglich, auf die Verwendung einer gesonderten Matrize zu verzichten, sondern statt dessen aus Boden platte, Deckplatte und Randsteg eine Form zu schaffen, in die das gebogene Kühlrohr eingelegt wird, um es unmittelbar darin umzuformen und aufzuweiten. Bei einem solchen Vorge hen sind Bodenplatte, Deckplatte und Randsteg zunächst nur lösbar miteinander zu verbinden. Die explosive Ver schweißung erfolgt dann ohne weitere Verlagerung des Kühl rohrgebildes.It is also possible to use a separate one To do without the die, but instead from the ground plate, cover plate and edge web to create a shape in which the bent cooling tube is inserted to it immediately to reshape and expand it. With such an example hen base plate, cover plate and edge web are initially only releasably connect with each other. The explosive ver welding then takes place without further shifting of the cooling pipe structure.
Der erfindungsgemäße Kühlkasten kann mit einer Montage platte versehen werden, um die Montage im Hochofen und die Verbindung zu einem Kühlmittelanschluß zu vereinfachen.The cooler according to the invention can be assembled be provided for the assembly in the blast furnace and the To simplify connection to a coolant connection.
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