DE4430265B4 - Verteilerschurre zum Einbau in einen Ofen - Google Patents

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Abstract

Verteilerschurre zum Einbau in einen Ofen, insbesondere für den Einsatz in einer glockenlosen Begichtungsanlage eines Hochofens, umfassend
einen Schurrenkörper (12) mit einer Oberseite (16) und einer Unterseite (18), wobei die Oberseite (16) einen Schurrenkanal (20) ausbildet und die Unterseite (18) zumindest teilweise der Strahlungshitze im Ofen ausgesetzt ist, und
einen durch ein Kühlmedium gekühlten Wärmeschutzmantel an der Unterseite (18) des Schurrenkörpers (12),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeschutzmantel an der Unterseite (18) hitzebeständige Keramikplatten (32) umfasst, welche zwischen am Schurrenkörper (12) befestigten und von einem Kühlmedium durchströmten Hohlprofilen (28, 44, 56) eingesetzt sind und von Letzteren festgehalten werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verteilerschurre zum Einbau in einen Ofen. Sie betrifft insbesondere eine Schurre welche bestens für den Einsatz in einer glockenlosen Begichtungsanlage eines Hochofens geeignet ist.
  • Eine glockenlose Begichtungsanlage für einen Hochofen ist zum Beispiel aus der Patentschrift US-A-3,880,302 bekannt. Sie weist eine Verteilerschurre auf, die im Hochofenkopf drehbar und schwenkbar angeordnet ist. Die Unterseite der Verteilerschurre ist voll der Hitzestrahlung der Begichtungsoberfläche im Hochofen ausgesetzt.
  • Konnte man bis vor kurzem auf einen Hitzeschutz an der Unterseite der Verteilerschurre unter Umständen verzichten, so ist dies bei der heutigen Betriebsweise der Hochöfen nicht mehr unbedingt zutreffend. Zum Beispiel durch Einblasen immer grösserer Mengen Kohlenstaubs in den Hochofen, können die Temperaturen an der Begichtungsoberfläche 1000°C überschreiten. Die Unterseite der Schurre wird somit einer immer höheren Hitzestrahlung ausgesetzt. Ab einer bestimmten Temperatur verlieren die für die Schurre verwendeten warmfesten Stähle jedoch ihre hitzebeständige Eigenschaft, und es treten Korrosionserscheinungen an der Schurre auf.
  • Verschiedene Hitzeschutzvorrichtungen für die Unterseite der Verteilerschurre sind inzwischen vorgeschlagen worden. Aus der GB-A-1.487.527 ist eine doppelwandige Verteilerschurre bekannt, welche mittels eines inerten Gases gekühlt wird. Die Wirksamkeit dieser Kühlung ist jedoch nur dann gewährleistet, wenn mit sehr hohen Gasdurchsätzen gearbeitet wird. Nun ist die Einspeisung grosser Gasdurchsätze in eine drehbare und schwenkbare Schurre jedoch problematisch.
  • Ein verbesserter Hitzeschutz für die Unterseite der Verteilerschurre ist aus der DE-A-4216166 bekannt. Der verbesserte Hitzeschutz wird hauptsächlich durch eine verbesserte Vorrichtung zum Einspeisen des Kühlmediums in die dreh- und schwenkbare Verteilerschurre erreicht. Die vorgeschlagene Einspeisevorrichtung erlaubt einerseits einen grösseren Gasdurchsatz durch die Schurre und andererseits ebenfalls eine Kühlung der Schurre mit Kühlwasser in einem geschlossenen Kühlkreislauf. Für das Kühlwasser sind ein oder zwei "U"-förmige Kühlkanäle in Längsrichtung an der Unterseite der Verteilerschurre angebracht und mit einer Kühlwasserverteilung durch die Aufhängewellen der Verteilerschurre verbunden. In der DE-A-4216166 wird weiterhin vorgeschlagen, die Kühlkanäle mit Kühlrippen zu versehen um eine gleichmässigere Kühlung der Unterseite zu erreichen und/oder die Kühlkanäle in eine feuerfeste Masse (wie z.B. ein Wärmeschutzbeton) einzubetten.
  • In der Praxis hat es sich inzwischen erwiesen, dass ein Einbetten der Kühlkanäle in eine feuerfeste Masse unbedingt anzuraten ist, um die Kühlkanäle selbst, wie auch die Unterseite der Verteilerschurre wirksamer gegen die Hitzestrahlung (sowie gegen die allgemein aggressiven Bedingungen über der Begichtungsoberfläche) zu schützen. Ohne den zusätzlichen Hitzeschutz durch die feuerfeste Masse, müsste der Durchsatz des Kühlmediums, zwecks eines wirksamen Hitzeschutzes der Unterseite der Schurre, wesentlich erhöht werden und die Kühlkanäle in sehr engem Abstand zueinander am Schurrenkörper verlegt werden, was beides nicht ohne weiteres realisierbar ist.
  • Leider hat man jedoch auch inzwischen festgestellt, dass die feuerfeste Masse, in die Kühlkanäle eingebettet sind, relativ schnell im Ofen rissig wird und von der Unterseite der Schurre in relativ grossen, plattenförmigen Stücken abbröckelt, respektiv abfällt.
  • Eine Verteilerschurre der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist in DE 26 29 782 beschrieben. Die bekannte Verteilerschurre weist einen Schurrenkörper aus zahlreichen dachziegelartig angeordneten Schleißteilen auf, die an der Oberseite einen Schurrenkanal bilden. An der Unterseite befindet sich ein Wärmeschutzmantel, welcher einen Kühlkasten für eine Kühlflüssigkeit bildet. Der Wärmeschutzmantel ist einstückig, und er erstreckt sich über den ganzen Teil der Schurrenlänge.
  • DE 37 29 295 C1 beschreibt eine verschleißfeste Auskleidung einer hochbeheizten Kesselfläche. Dabei ist eine Wandung aus Kühlrohren gebildet. Die Innenseite dieser Wandung ist mit feuerfestem Mörtel ausgekleidet, in welchem Aufnahmetaschen für Keramikplatten gebildet sind. Die Keramikplatten haben einen Abstand von den Stahlstegen des Kühlrohrsystems.
  • FR 2 657 675 AI beschreibt die Befestigung von Feuerfestkacheln an Raumfahrzeugen oder schnellfliegenden Flugzeugen. Ein Kühlrohrsystem ist dabei nicht vorgesehen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verteilerschurre vorzuschlagen, welche einen dauerhafteren Schutz ihrer Unterseite gegen Hitzestrahlung im Ofen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass der Wärmeschutzmantel an der Unterseite hitzebeständige Keramikplatten umfasst, welche zwischen am Schurrenkörper befestigten und von einem Kühlmedium durchströmten Hohlprofilen eingesetzt sind und von Letzteren festgehalten werden.
  • Es ist dem Fachmann zwar bekannt, dass mittels feuerfesten Keramiksteinen in einem Ofen ein ausgezeichneter Schutz gegen Hitzestrahlung erzielt werden kann. Im Rahmen dieser Erfindung galt es jedoch unter anderm die Aufgabenstellung zu lösen, ob überhaupt Keramikplatten an der Unterseite einer dreh- und schwenkbaren Verteilerschurre angebracht werden können und wie gebenenfalls ihre Befestigung am Schurrenkörper vorzunehmen ist.
  • Normalerweise bilden Keramiksteine im Ofen eine selbsttragende, statische Ausmauerung. Es ist jedoch ebenfalls bekannt feuerfeste Keramikplatten an statischen Ofenwänden mit hitzebeständigen Schrauben und Klammern zu befestigen. Hierzu muss zwischen Keramikplatte und Befestigungselement ein ausreichendes axiales und radiales Spiel vorhanden sein, damit beim Erkalten, respektiv beim Erhitzen der Befestigungselemente die Keramikplatten nicht reissen.
  • Im Rahmen der Ausarbeitung der vorliegenden Erfindung hat man jedoch festgestellt, dass selbst bei ausreichender Dimensionierung des Spiels zur Aufnahme der thermischen Verformung der Befestigungselemente, Rissbildungen in den Keramikplatten, im Bereich dieser Befestigungselemente auftreten. Diese Rissbildungen konnte man dadurch erklären, dass die Verteilerschurre, zusätzlich zu der thermischen Belastung, auch noch einer dynamischen Belastung, das heisst Vibrationen, Erschütterungen und Stössen ausgesetzt ist. Ein zu grosses Spiel der Keramikplatten in ihren Befestigungen, besonders in senkrechter Richtung zur Unterseite der Schurre, beschleunigt daher wesentlich die Rissbildung in den Keramikplatten.
  • Durch die Kühlung der Hohlprofile, welche bei der erfindungsgemässen Schurre als Befestigungselemente dienen, wird dagegen die eigene thermische Verformung der Befestigungselemente stark reduziert. Dadurch wird das Spiel der Keramikplatten in den gekühlten Hohlprofilen, besonders in senkrechter Richtung zur Unterseite der Schurre reduziert; wodurch wiederum die Keramikplatten verminderten dynamischen Belastungen durch Schwingungen, Erschütterungen und Stösse ausgesetzt sind. Als Nebeneffekt wird die Haltbarkeit der Befestigungselemente durch ihre Kühlung ebenfalls erhöht.
  • Es ist weiterhin festzustellen, dass die Keramikplatten einen weitaus besseren Schutz gegen Hitzestrahlung als ein Wärmeschutzbeton gewähren. Dadurch kann die zu erbringende Kühlleistung des Kühlmediums kleiner ausfallen. Eine kleinere Kühlleistung wirkt sich günstig auf die Dimensionierung der Anschlüsse für das Kühlmedium aus und erlaubt prinzipiell den Einsatz eines gasförmigen Kühlmediums.
  • Man kann ebenfalls davon ausgehen, dass die zur Anwendung gelangenden Keramikplatten auch generell bessere mechanische Eigenschaften als eine giessbare Wärmeschutzmasse aufweisen. Weiterhin ist zu beachten, dass durch die Grosse der Keramikplatten auch die maximale Grosse von Bruchstücken bei Rissbildung vorgegeben ist, wodurch die Grosse dieser Bruchstücke generell kleiner als beim Wärmeschutzbeton der bekannten Schurren ist. Durch die Unterteilung in einzelne Platten wird die maximale Rissausbreitung ebenfalls festgelegt. Die Rissausbreitung wird dabei spätestens an den Plattenkanten aufgehalten. Durchgehende Risse über die gesamte Schurrenlänge, respektiv Schurrenbreite, welche beim Wärmeschutzbeton zu beobachten waren, sind somit wirksam unterbunden.
  • Zum Festhalten der Keramikplatten in den gekühlten Hohlprofilen könnten letztere zum Beispiel eine Nut ausbilden, in die die Keramikplatten dann eingreifbar sind.
  • Es ist jedoch vorteilhafter wenn, zum Festhalten der Keramikplatten, die vom Kühlmedium durchströmten Hohlprofile in eine seitliche Nut der Keramikplatten derart eingreifbar sind, dass die Hohlprofile durch die Keramikplatten weitgehend überdeckt werden. In dieser Ausführung werden Hohlprofile dann durch die Keramikplatten vor direkter Hitzestrahlung geschützt, was sich vorteilhaft auf ihre Lebensdauer auswirkt.
  • Betreffend die Auswahl des Querschnitts der Hohlprofile gibt es natürlich unzählige Möglichkeiten. Bei einem kreisrunden Querschnitt des Hohlprofils, entspricht der Querschnitt der Nut in den Keramikplatten ungefähr einer Hälfte dieses kreisrunden Querschnitts. Hohlprofile mit kreisrundem Querschnitt werden als Standardprodukte in verschiedenen warmfesten Stählen hergestellt. Durch die zylindrische Kontaktfläche zwischen den Hohlprofilen und den Keramikplatten entstehen keine wesentlichen Spannungskonzentrationen in den Keramikplatten, sei es durch thermische Verformungen oder durch dynamische Kräfte. Weiterhin bedeutet ein kreisrunder Innenquerschnitt geringere Strömungsverluste für das Kühlmedium.
  • Ähnliche Vorteile werden auch durch Hohlprofile mit einem ovalen Querschnitt erzielt. Dabei ist beim ovalen Querschnitt die Auflagefläche zwischen Hohlprofil und Keramikplatte grösser als beim kreisrunden Querschnitt. Eine Ausbrechen der Nut in der Keramikplatte ist dadurch weniger wahrscheinlich. Eine einwandfreie Führung der Keramikplatten in den Hohlprofilen ist auch dann noch gewährleistet, wenn der Zwischenabstand zwischen zwei benachbarten Hohlprofilen zunimmt.
  • Für die Montage der Keramikplatten ist es von Vorteil, wenn die Hohlprofile zuerst am Schurrenkörper befestigt werden können und die Keramikplatten anschliessend zwischen je zwei, mit einem Zwischenabstand am Schurrenkörper befestigten, Hohlprofilen einschiebbar sind. In dieser Ausführung ist auch ein Austausch beschädigter Keramikplatten möglich, ohne die gesamte Hohlprofile abmontieren zu müssen.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass der Abstand zwischen zwei Hohlprofilen nicht grösser als 200 mm sein soll. Die Länge der Keramikplatten ist vorteilhaft kleiner als 300 mm. Durch Berücksichtigung dieser maximalen Plattenabmessungen kann die Anfälligkeit der Keramikplatten für Rissbildung reduziert werden.
  • Um ein Einschieben der Keramikplatten zu ermöglichen, sind parallel zueinander angeordnete Hohlprofile serpentinenförmig durch Querverbindungen an ihren Enden miteinander verbunden. Die Keramikplatten sind dann jeweils in Richtung der Querverbindung zwischen je zwei benachbarten Hohlprofilen einschiebbar. Anschlüsse für das Kühlmedium befinden sich vorteilhaft im Bereich der Querverbindungen, um das Einschieben der Keramikplatten nicht zu behindern.
  • Die Hohlprofile können als gerade Rohrlängen parallel zur Längsachse der Schurre verlaufen, was das Einschieben der Keramikplatten erleichtert und grössere Plattenlängen erlaubt. Die Hohlprofile können jedoch auch quer zur Längsachse der Schurre verlaufen und dabei als bogenförmige Rohrsegmente ausgebildet sein. Letztere Anordnung weist Vorteile in Bezug auf die Verteilung des Kühlmediums und die Auswirkung von thermischen Querschnittsverformung der Schurre auf.
  • Die Hohlprofile werden vorzugsweise nicht an den Schurrenkörper angeschweisst, sondern liegen vorteilhaft mittels einer Auflagefläche auf der Unterseite der Verteilerschurre auf. Ein Anschweissen der Hohlprofile würde letztere thermischen Spannungen beim Erhitzten, respektiv Abkühlen des Schurrenkörpers aussetzten. Der relativ schlechte Wärmeübergang zwischen den frei aufliegenden Hohlprofilen und dem Schurrenkörper kann durch eine möglichst grosse Wärmeübergangsfläche (das heisst eine möglichst breite Auflagefläche) zu mindest teilweise kompensiert werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein T-Profil mit seinem Steg an einer geraden Rohrlänge der Hohlprofile axial angeschweisst ist, und am Schurrenkörper 12 so befestigt ist, dass die axiale Bewegungsfreiheit zwischen Schurrenkörper und T-Profilen bestehen bleibt, so dass der Schurrenkörper und die geraden Rohrlängen der Hohlprofile sich unabhängig voneinander axial thermisch ausdehnen können.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Rohrsegmente der Hohlprofile quer auf die Tragprofile aufgeschweisst sind, und dass Tragprofile auf der Unterseite der Schurre so parallel zur Schurrenachse befestigt sind, dass axiale Bewegungsfreiheit zwischen Schurrenkörper und Tragprofilen verbleibt, so dass der Schurrenkörper und die Tragprofile sich unabhängig voneinander axial thermisch ausdehnen können.
  • Zwischen der Unterseite des Schurrenkörpers und den Keramikplatten ist vorteilhaft ein Hohlraum ausgebildet. Dieser Hohlraum kann entweder mit einem Isoliermaterial (wie z.B. Keramikwolle) aufgefüllt sein, oder von einem Kühlgas durchströmt sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt, eine Draufsicht und einen Querschnitt durch eine erste Ausführung einer erfindungsgemässen Verteilerschurre;
  • 2 einen Längsschnitt, eine Draufsicht und einen Querschnitt durch eine zweite Ausführung einer erfindungsgemässen Verteilerschurre;
  • 3 einen Längsschnitt, eine Draufsicht und einen Querschnitt durch eine dritte Ausführung einer erfindungsgemässen Verteilerschurre;
  • 4 ein Detail einer vorteilhaften Befestigung der Hohlprofile;
  • 5 ein Detail einer weiteren vorteilhaften Befestigung der Hohlprofile;
  • 6, 7, 8 alternative Hohlprofilquerschnitte.
  • Die Verteilerschurre 10, welche in den 1 bis 3 gezeigt ist, weist einen Schurrenkörper 12 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt auf. Selbstverständlich könnte der Schurrenquerschnitt zum Beispiel auch oval, trapezförmig oder dreieckig sein. Die Schurre könnte ebenfalls nur an einer, respektiv an keiner Seite durch eine Seitenfläche gegrenzt sein.
  • An einem ersten Ende, seinem Kopfende, weist der gezeigte Schurrenkörper 12 eine Aufhängevorrichtung 14, zum Aufhängen der Verteilerschurre 10 in eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung auf. Diese Antriebsvorrichtung ist über der Beschickungsoberfläche eines Ofens (zum Beispiel im Kopf eines Hochofens) untergebracht. Sie bewirkt einerseits eine Schwenkung der Schurre 10 um eine horizontale Achse, um den Neigungswinkel der Schurre einzustellen, und anderseits eine Drehbewegung um eine vertikale Achse, um das Schüttgut kreisförmig auf die Beschickungsfläche zu verteilen.
  • Die Schurre 10 weist eine Oberseite 16 und eine Unterseite 18 auf. Ein Schurrenkanal 20 ist an der Oberseite 16 der Verteilerschurre ausgebildet. Diese Oberseite 16 unterliegt im Schurrenkanal 20 zwar einer starken Verschleissbeanspruchung durch das Schüttgut, sie ist jedoch nicht direkt der sehr intensiven Hitzestrahlung von der Beschickungsfläche im Ofen ausgesetzt. Die Unterseite 18 ist dagegen, besonders bei quasi horizontaler Stellung der Schurre 10, voll der Hitzestrahlung im Ofen ausgesetzt.
  • In den Ausführungen nach 1 und 2 ist die Unterseite 18 der Verteilerschurre 10 mit einer Rohrschlange 22, 22' versehen, welche durch die Anschlüsse 24, 26, respektiv 24', 26' mit dem Vorlauf, respektiv dem Rücklauf eines nichtgezeigten Kühlkreislaufs verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt zum Beispiel, wie in der DE-A-4216166 beschrieben, durch Kanäle, die in axialer Richtung durch die Aufhängewellen der Schurre verlaufen und über Drehanschlüsse mit einem, sich mit der Schurre 10 drehenden, ringförmigen Zwischenbehälter für eine Kühlflüssigkeit (zum Beispiel Kühlwasser) verbunden sind.
  • In der 1 umfasst die Rohrschlange 22 mehrere parallele, gerade Rohrlängen des Hohlprofils 28, welche parallel zur Längsachse der Schurre 10 verlaufen und serpentinenförmig durch Rohrbögen 30 an ihren Enden miteinander verbunden sind. Der axiale Abstand zwischen den geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28 beträgt zum Beispiel zirka 20 cm. Zwischen jeweils zwei benachbarten, geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28 sind feuerfeste Keramikplatten 32 angeordnet. In 4 sieht man, dass die Keramikplatten 32 an zwei sich gegenüberliegenden Längskanten jeweils eine Nut 34 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. In diese Nut 34 greift eine gerade Rohrlänge 28, welche einen kreisrunden Querschnitt aufweist, formschlüssig ein, so dass die Nut 34 der ersten Keramikplatte 32 die erste Hälfte des Rohrquerschnitts aufnimmt und die Nut 34' der benachbarten zweiten Keramikplatte 32' die zweite Hälfte des Rohrquerschnitts aufnimmt. Die geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28 sind damit nach aussen vollständig durch die Keramikplatten 32 bedeckt. Es ist hervorzuheben, dass durch die Kühlung der geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28, der Querschnitt derselben keinen wesentlichen thermischen Verformungen ausgesetzt ist. Dadurch kann die Passung zwischen Nut 34 und Aussenquerschnitt der Rohrlängen des Hohlprofils 28 mit relativ kleinem Spiel ausgelegt werden, was eine wesentlich geringere mechanische Belastung der Keramikkörper 32 durch Vibrationen, Erschütterungen, Stösse usw. bedingt.
  • Bei der Montage des Hitzeschutzes an der Schurre 10, wird vorzugsweise zuerst die Rohrschlange 22 an der Schurrenunterseite 18 befestigt. Eine vorteilhafte Befestigungsart der Rohrschlange 22 am Schurrenkörper 12 wird in 4 gezeigt. An die geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28 sind T-Profile 36 mit ihrem Steg parallel zur Rohrachse angeschweisst. Der Flansch des T-Profils 36 bildet eine Auflagefläche 38 der entsprechenden Rohrlänge des Hohlprofils 28 auf der Unterseite 18 der Schurre 10 aus. Je grösser diese Auflagefläche 38 ist, desto besser ist der Wärmeübergang zwischen Schurrenkörper 12 und Rohrschlange 22, und damit die Kühlung des Schurrenkörpers 12. Diese T-Profile 36 sind am Schurrenkörper 12 derart befestigt, dass eine axiale Bewegungsfreiheit zwischen Schurrenkörper 12 und T-Profilen 36 bestehen bleibt. Schurrenkörper 12 und die geraden Rohrlängen 22 können sich dadurch unabhängig von einander thermisch ausdehnen. Um dies zu erreichen wird zum Beispiel, wie in 4 angedeutet, der Flansch des T-Profils 36 mit Klammern 40 an der Schurrenunterseite 18 befestigt. Der Flansch des T-Profils 36 könnte jedoch auch Langlöcher für Schrauben aufweisen. Durch die vorbeschriebene Befestigungsart wird die Rohrschlange 22 unabhängig von thermischen Längsverformungen des Schurrenkörpers 12. Die Rohrschlange 22 unterliegt somit nur noch kleineren Verformungen, die hauptsächlich durch eine thermische Querschnittsverformung des Schurrenkörpers 12 hervorgerufen werden. Die Rohrschlange 22 könnte natürlich auch als selbsttragende Struktur ausgeführt sein, welche derart am Schurrenkörper 12 aufgehängt ist, dass sie weitgehend unabhängig von thermisch bedingten Längs- und Querschnittsverformungen des Schurrenkörpers 12 ist.
  • In die am Schurrenkörper 12 befestigte Rohrschlange 22 sind die Keramikplatten 32 einschiebbar. Dieses Einschieben der zirka 30 cm langen Keramikplatten 32 erfolgt zwischen zwei benachbarten Rohrbögen 30, in Richtung desjenigen Rohrbogens 30, der die zwei als Führung für die eingeschobene Keramikplatte 32 dienenden geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28 verbindet (siehe Pfeil 42 in 1). Die schlussendlich noch freiliegenden Rohrbögen 30 können anschliessend in eine Isoliermasse (zum Beispiel einen Wärmeschutzbeton) eingegossen werden.
  • Die Verbindung zwischen den Anschlüssen 24, 26, für das flüssige Kühlmedium, und der Rohrschlange 22 erfolgt vorteilhaft am Kopfende der Schurre 10 und zwar im Bereich der Rohrbögen 30. Dadurch wird das vorbeschriebene Einschieben der Keramikplatten 32 weiter nicht behindert. In 1 werden die Rohrbogen 30 zum Beispiel abwechselnd mit dem Anschluss 24 und dem Anschluss 26 verbunden. Die hydraulische Länge der Rohrschlange 22 ist dadurch gleich der Länge zweier Rohrlängen des Hohlprofils 28. Um die Anschlüsse 24, 26 am Kopfende der Schurre gegen Hitzestrahlung zu schützen, können diese in eine Isoliermasse (zum Beispiel einen Wärmeschutzbeton) eingebettet werden.
  • Die in 2 gezeigte Verteilerschurre 10' weist, anstelle der Rohrschlange 22 mit den geraden Rohrlängen des Hohlprofils 28 der 1, eine Rohrschlange 22' mit bogenförmigen Rohrsegmenten des Hohlprofils 44 auf. Letztere sind parallel zueinander und quer zur Schurrenachse angeordnet und weisen einen axialen Abstand von zirka 20 cm zueinander auf. Diese bogenförmigen Rohrsegmente des Hohlprofils 44 sind serpentinenförmig durch Rohrbogen 30' an ihren Enden miteinander verbunden. Die Anschlüsse 24', 26' sind über zwei seitliche am Schurrenkörper 12 angeordnete Kollektoren 46, 48 mit den Rohrbogen 30' verbunden. Die hydraulische Länge der Rohrschlange 22' ist daher wesentlich kürzer als die hydraulische Länge der Rohrschlange 22, wodurch ein wesentlich geringerer Druckverlust in der Rohrschlange 22' anfällt. Dies kann von Bedeutung sein, da die vorhandene Druckhöhe der Kühlflüssigkeit oft sehr klein ist.
  • In 5 wird eine bevorzugte Befestigungsart der bogenförmigen Rohrsegmente des Hohlprofils 44 gezeigt. Flach- oder Profileisen als Tragprofile 50 werden parallel zur Längsachse der Schurre 10', an der Unterseite 18 derselben derart befestigt, dass eine axiale Bewegungsfreiheit zwischen Schurrenkörper 12 und Flach- oder Profileisen 50 bestehen bleibt. Schurrenkörper 12 und die Flach- oder Profileisen 50 können sich dadurch unabhängig voneinander thermisch ausdehnen. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass die Flach- oder Profileisen 50 mit Langlöchern 52 versehen sind und mit Schrauben oder Nieten 54 an den Schurrenkörper im Kaltzustand festgezogen werden. Die Befestigung der Flach- oder Profileisen 50 könnte jedoch auch mittels Klammern erfolgen. Auf diese Flach- oder Profileisen 50 werden die bogenförmigen Rohrsegmente des Hohlprofils 44 vorzugsweise aufgeschweisst und zwar derart, dass möglichst ein guter Wärmeübergang zwischen den Rohrsegmenten des Hohlprofils 44 und den Flach- oder Profileisen 50 gewährleistet ist. Dadurch wird eine gute Kühlung der Flach- oder Profileisen 50 erreicht, so dass letztere relativ kleinen, thermisch bedingten Längenänderungen unterliegen. Durch die vorbeschriebene Befestigungsart der Rohrschlange 22' wird dieselbe kaum durch thermisch bedingte Längsverformungen des Schurrenkörpers 12 verformt. Thermisch bedingte Querschnittsverformungen des Schurrenkörpers 12 haben, bei der Ausführung der Rohrschlange 22', keinen Einfluss auf das seitliche Spiel der Keramikplatten 32 in ihren bogenförmigen Rohrführungen.
  • In 3 wird eine Ausführungsvariante für ein gasförmiges Kühlmedium gezeigt. Anstelle einer Rohrschlange 22, 22' weist die Schurre 10'' mehrere parallele gerade Rohrlängen des Hohlprofils 56 auf, welche an dem Kopfende der Verteilerschurre 10'', über einen bogenförmigen Kühlgaskollektor 58, mit entsprechenden Kühlgasanschlüssen 24'', 26'' verbunden sind. An ihrem entgegengesetzten Ende sind die parallelen Rohre 56 dagegen offen, so dass das Kühlgas frei in den Ofen einströmen kann.
  • Die 6 bis 8 zeigen jeweils Ausführungsvarianten der Erfindung mit verschiedenen Hohlprofilen. In 6 sind Hohlprofile 60 mit einem ovalen Querschnitt gezeigt. Diese haben grundsätzlich ähnliche Vorteile wie Hohlprofile mit einem kreisrunden Querschnitt, weisen jedoch senkrecht zur Unterseite der Schurre zwei parallele Führungsflächen für die Keramikkörper 32 auf. Selbst wenn der axiale Abstand zwischen zwei ovalen Hohlprofilen 60 durch thermische Verformung der Schurre stark zunimmt, ist gewährleistet, dass die Keramikplatten 32 noch einwandfrei festgehalten und geführt werden. Da die Hohlprofile 60 sich nicht wesentlich verformen, kann das Spiel zwischen Nut und Hohlprofil 60 senkrecht zur Unterseite der Schurre relativ klein bemessen werden.
  • In 7 sind Hohlprofile 62 mit einem quadratischen Querschnitt gezeigt. Diese Ausführungsart ist wesentlich anfälliger für Rissbildungen in den Keramikplatten 32, als die Ausführungen mit kreisrundem, respektiv ovalem Querschnitt der Hohlprofile.
  • In 8 wird eine Ausführungsvariante gezeigt in dem das Tragprofil 64 zwei nicht gekühlte Flansche 66 und 68 und einen gekühlten Steg 70 aufweist. Der gekühlte Steg unterliegt kleineren thermischen Verformungen als ein nicht gekühlter Steg, so dass eine gute Führung der Keramikplatten zwischen den beiden Flanschen 66 und 68 auch noch dann gewährleistet ist, wenn die Schurre 10 stark erhitzt wird. Flansch 68 ist nicht durch die Keramikplatten 32 bedeckt und damit direkt der Hitzestrahlung ausgesetzt. Er kann jedoch mit einer aufgetragenen Isoliermasse 72 (z.B ein Wärmeschutzbeton), wie in 8 angedeutet, zusätzlich gegen Hitzestrahlung im Ofen geschützt werden.
  • Es bleibt noch anzumerken, dass, wie in 4 gezeigt, zwischen Keramikplatten 32 und Schurrenunterseite 18 vorteilhaft ein Hohlraum 74 ausgebildet ist, so dass die Keramikplatten nicht direkt auf der Schurrenunterseite 18 aufliegen. Dieser Hohlraum 74 ist vorteilhaft mit einem weichen Isoliermaterial (z.B. Keramikwolle) aufgefüllt, wobei dieses Isoliermaterial sowohl die thermische Isolierung der Schurrenunterseite 18 verbessert, als auch Vibrationen der Keramikplatten 32 in den Hohlprofilen, senkrecht zur Schurrenunterseite 18 dämpft. Bei einer gasgekühlten Verteilerschurre 10'' kann dieser Hohlraum 74 auch von dem gasförmigen Kühlmedium durchströmt werden.
  • Die Einspeisung des gasförmigen Kühlmediums in den Hohlraum 74 erfolgt in 3 z.B. durch radiale Bohrungen in den geraden Rohrlängen 56.

Claims (15)

  1. Verteilerschurre zum Einbau in einen Ofen, insbesondere für den Einsatz in einer glockenlosen Begichtungsanlage eines Hochofens, umfassend einen Schurrenkörper (12) mit einer Oberseite (16) und einer Unterseite (18), wobei die Oberseite (16) einen Schurrenkanal (20) ausbildet und die Unterseite (18) zumindest teilweise der Strahlungshitze im Ofen ausgesetzt ist, und einen durch ein Kühlmedium gekühlten Wärmeschutzmantel an der Unterseite (18) des Schurrenkörpers (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeschutzmantel an der Unterseite (18) hitzebeständige Keramikplatten (32) umfasst, welche zwischen am Schurrenkörper (12) befestigten und von einem Kühlmedium durchströmten Hohlprofilen (28, 44, 56) eingesetzt sind und von Letzteren festgehalten werden.
  2. Verteilerschurre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, zum Festhalten der Keramikplatten (32), die vom Kühlmedium durchströmten Hohlprofile (28, 44, 56) in seitliche Nuten (34) der Keramikplatten (32) eingreifbar sind.
  3. Verteilerschurre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (28, 44, 56) durch die Keramikplatten (32) weitgehend überdeckt werden.
  4. Verteilerschurre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (28) einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und der Querschnitt der Nut (34, 34') in den Keramikplatten (32) ungefähr einer Hälfte dieses kreisrunden Querschnitts weitgehend formschlüssig entspricht.
  5. Verteilerschurre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (60) einen ovalen Querschnitt aufweisen und der Querschnitt der Nut (34, 34') in den Keramikplatten (32) ungefähr einer Hälfte dieses ovalen Querschnitts weitgehend formschlüssig entspricht.
  6. Verteilerschurre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikplatten (32) zwischen je zwei parallele, mit einem Zwischenabstand am Schurrenkörper (12) befestigten Hohlprofilen (28, 44, 56, 60) einschiebbar sind.
  7. Verteilerschurre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabstand zwischen zwei Hohlprofilen (28, 44, 56, 60) nicht größer als 200 mm ist und die Länge der Keramikplatten (32) nicht größer als 300 mm ist.
  8. Verteilerschurre nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch parallel zueinander angeordnete Hohlprofile (28, 44), welche serpentinenförmig durch Rohrbögen (30) an ihren Enden miteinander verbunden sind.
  9. Verteilerschurre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren Rohrbögen (30) der Serpentine Anschlüsse für das Kühlmedium angeordnet sind.
  10. Verteilerschurre nach einem der Ansprüche 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (28, 56) gerade Rohrlängen aufweisen, welche parallel zur Längsachse der Schurre verlaufen.
  11. Verteilerschurre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (44) bogenförmige Rohrsegmente aufweisen, welche quer zur Längsachse der Schurre verlaufen.
  12. Verteilerschurre nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (28, 44, 56) Auflageflächen aufweisen an denen sie befestigt sind, und dass die Auflageflächen wiederum auf der Unterseite (18) der Verteilerschurre so frei aufliegen, dass die Hohlprofile (28, 44, 56) sich unabhängig von dem Schurrenkörper (12) axial thermisch ausdehnen können.
  13. Verteilerschurre nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass T-Profile (36) mit ihrem Steg an den geraden Rohrlängen der Hohlprofile (28, 56) axial angeschweißt sind und am Schurrenkörper 12 so befestigt sind, dass die axiale Bewegungsfreiheit zwischen Schurrenkörper (12) und T-Profilen (36) bestehen bleibt, so dass der Schurrenkörper (12) und die geraden Rohrlängen der Hohlprofile (28, 56) sich unabhängig voneinander axial thermisch ausdehnen können.
  14. Verteilerschurre nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Rohrsegmente der Hohlprofile (44) quer auf die Tragprofile (50) geschweißt sind, und dass die Tragprofile (50) auf der Unterseite (18) der Schurre so parallel zur Schurre befestigt sind, dass axiale Bewegungsfreiheit zwischen Schurrenkörper (12) und Tragprofilen (50) verbleibt, so dass der Schurrenkörper (12) und die Tragprofile (50) sich unabhängig voneinander axial thermisch ausdehnen können.
  15. Verteilerschurre nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterseite des Schurrenkörpers (12) und den Keramikplatten (32) ein Hohlraum (74) ausgebildet ist.
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