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Wasserkühlung an Martinofenköpfen. Die vielen Versuche, die -.bisher
an Martinöfen gemacht worden sind, um die Köpfe zu kühlen und ihr Zurückbrennen
zu verlangsamen oder zu verhindern, haben bislang zu keinem befriedigenden Ergebnis
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Preßwind als Kühlung versagt, weil er nur von außen die Mauerwerksteile
der, Martinofenköpfe bestreichen kann und wegen deren schlechter Wärmeleitung an
den gefährdeten Stellen kaum wirkt.
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Wasserkühlungen sind so ausgeführt worden, daß die ganze Zunge zwischen
dem Gaszug und der Luftzug statt aus Mauerwerk aus einern wassergekühlten Metallkörper
hergestellt wurde, oder daß das Mündungsstück des Gaszuges aus einem die Mündung
von allen Seiten umgebenden Kühlkasten gebildet wurde, um so das Mauerwerk selbst
kühl zu halten. Die beiden ersten Formen der Wasserkühlung haben den Nachteil einer
erlieblichen Wärmeabfuhr aus dem Ofen. Es ist durch Messungen im Betrieb festgestellt
worden, daß durch blanke Eisenflächen im Ofen je Quadratmeter und Stunde dem Ofen
durch eingestrahlte Wärme etwa zooooo ZV.E. abgeführt werden, während durch Berührung
zwischen Mauerwerk und Kühlelement ebenfalls je Quadratmeter und Stunde nur etwa
32ooo W.E. (also etwa der siebente Teil der abgeführten Wärme von blanken Flächen)
dem Ofen entführt werden. Diese Ziffern beweisen, daß der Wärmeentzug vor allem
durch Abstrahlung vor sich geht. Daraus folgt, daß einerseits eingemauerte Kühlungen
zwecklos sind, anderseits durch freiliegende Kühlungen in der bisherigen Ausführung
der Ofen ungebührlich stark abgekühlt wird. Das letztere System wirkt zu wenig .auf
die untere Seite des Gaszuges und dessen Wandungen und trägt der schlechten Wärmeleitungsfähigkeit
des Mauerwerkes zu wenig Rechnung, wenn es die Zunge selbst erhalten will.
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Jene Wärmeabführung aber bedeutet mehr als einen bloßen Kalorienverlust,
da es die Spitzenwärme des Herdes ist. Demgegenüber liegt der Erfindung eine neue
Fassung des Problems zugrunde.
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Das Augenmerk ist einmal darauf gerichtet, nur die am meisten gefährdete
Stelle in einer Weise zu kühlen, daß ein Mindestmaß von Wärmeabstrahlung aus dem
Ofen stattfindet und demgemäß ein Mindestmaß von Kühlfläche nach dem Ofen selbst
zu gerichtet ist. Dann aber soll das Abschmelzen der Zunge nicht im ganzen verhindert,
sondern nur verlangsamt und so geleitet werden, daß Ausbesserungen
einfach
werden. Weiter wird davon ausgegangen, daß, solange durch Abschmelzen die Führung
der Gase in der Mündung des Gaskanals für die austretenden Gase nicht berührt wird,
das Abschmelzen der Zunge von geringer Bedeutung für den Ofen ist und dieser in
seiner Schmelzarbeit nur dann geschädigt wird, wenn d_2 Spitze der Zunge zwischen
Gasführung und Luftführung weggeschmolzen ist und die immer freier werdende, gegen
das Gewölbe gerichtete Fläche des Kühlelementes anfängt, dem Ofen ungebührlich Wärme
zu entziehen.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein flaches Kühle-emeiit,
mit der schmalen Seite gegen den Ofen gestellt, die obere Begrenzung des Gasaustrittzuges
bildet. Dadurch wird bewirkt, daß die obere Kante der Austrittsöffnung unveränderlich
erhalten wird und daß ferner durch Wärmeabstrahlung die Sohle und Seitenwände der
Austrittsöffnung in dem erforderlichen Maße gekühlt werden, während nur eine ganz
geringe Strahlfläche dem Ofen zugekehrt ist. -Das Abbrennen des oberen Teiles der
Zungenspitze wird hierdurch zwar nur in geringem Maße verzögert. Die hierdurch eintretende
Änderung der :Mündungsgestalt des Luftzuges ist aber von keiner Bedeutung für den
Ofengang, und wenn sie sich so weit fortsetzt, daß das Kühlelement nach oben freigelegt
wird und damit eine zu große Wärmeabfuhr bewirkt, kann durch leichte Mauerarbeit
die Zungenspitze wieder instand gesetzt werden, ohne daß der Ofen abgestellt werden
muß.
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Erfindungsgemäß werden also die Wasserkühlungen so angeordnet, daß
blanke Flächen dem gefährdeten Teil des Kopfes so gegenübergestellt werden, daß
nur diese Teile des Kopfes durch Wärmeeinstrahlung nach den kalten Flächen und somit
auf diese Art vor allem durch Wärmeabstrahlung gekühlt werden.
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Im Verlaufe der Zeit wird der Wärmedurchgang durch die Wand des Kühlelementes
infolge Schlammablagerungen ein derart schlechter, daß infolge dieses verminderten
Wärmedurchganges einerseits und infolge des oxydierenden Einflusses der Flamme anderseits
die Wände des Kühlelementes immer dünner werden, bis sie zum Schluß durchbrennen.
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Deshalb wird das Kühlelement zweckmäßig auswechselbar angeordnet.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch den,Ofenkopf, Abb. z ein Schnitt
nach der Linie A-B der Abh. i und Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie F-F der Abb.
a.
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I( ist das Kühlelement, das über den Gaszügen G, G liegt. Der über
dem Kühlelement liegende Teil der Sohle des Luftzuges L ist nicht gekühlt und brennt
zurück. Das Kühlelement I( wird nun durch zwei wassergekühltc Fenster N, die in
den Seitenwänden der Köpfe liegen, derart eingeführt, daß oberhalb und unterhalb
des Kühlelementes im Fenster noch genügend Platz bleibt, um die Reparaturen, vor
allem an der Sohle des Luftzuges, während des Betriebes von außen durchführen zu
können. Gewöhnlich sind diese beiden Öffnungen a, b in den Fenstern oberhalb
und unterhalb des Kühlelementes mit feuerfesten Steinen geschlossen, die nur beim
Auswechseln des Kühlelementes oder beim Flicken des Kopfes entfernt werden und nach
beendeter Arbeit wieder eingesetzt werden. Durch das innere Ende dieser Fenster
wird auch noch ein kleiner Beitrag zur, Kühlung der Seitenwandflächen geliefert.
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Eine Ofenreise bei gleichbleibendem Brennstoffverbrauch kann so doppelt
solange als bisher dauern, und der Ofen braucht erst abgestellt zu werden, wenn
z. B. die Regeneratorenkammerausmauerung infolge Verschlakkens ihren Dienst versagt.
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Die Anordnung einer ,ähnlichen Kühlung an der Sohle des Gaszuges ist
normalerweise nicht nötig, kann aber unter Umständen zur Ergänzung der geschilderten
Anordnung zweckmäßig sein. Denkbar wäre auch, die Kühlelemente an den Seitenwänden
des Gaszuges anzubringen, um die Kühlwirkung herbeizuführen.