DE578725C

DE578725C - Device for cooling Siemens-Martin ovens and other flame ovens

Info

Publication number: DE578725C
Application number: DEO18407D
Authority: DE
Inventors: Ing Ernst Witting
Original assignee: Alpine Montan AG
Current assignee: Alpine Montan AG
Priority date: 1929-08-06
Filing date: 1929-08-06
Publication date: 1933-06-16

Description

Vorrichtung zur Kühlung von Siemens-Martin-ßfen und anderen Flammöfen Obwohl für Hochöfen bereits vor Jahren vorgeschlagen worden ist, den oberen Schachtteil als einen eine ringförmige einheitliche Wasserkammer bildenden doppelwandigen Eisenmantel auszubilden und diesen der an sich bekannten Verdampfungskühlung zu unterwerfen, verblieb man bis jetzt zwecks Kühlung von Brennern, Wider.agern, Schlakkensäcken und sonstigen durch hohe Temperaturen gefährdeten Teilen von Siemens-Martin-Ofen und ähnlichen wie ein Flammofen ausgebildeten Ofen trotz der auf die Erhöhung der Haltbarkeit des Brenner- und Ofenmauerwerkes bei verminderter Mauerstärke abzielenden Bestrebungen zumeist bei der alten Methode, die Kühlung durch Frischwasser oder rückgekühltes Wasser unter Benutzung von natürlichem oder durch Pumpen erzeugtem Gefälle durch Kühlrohre oder Kühlkästen zu bewerkstelligen. Bei dieser Kühlungsart, bei der sich das Wasser mehr oder weniger aufwärmt und in Ablaufrohre oder Kanäle abfließt, sind die Kühlrohre durch Anbacken von Schlamm und Zuwachsen dem raschen Zugrundegehen ausgesetzt, und es sind auch die Kosterz des Wasser- und Stromaufwandes und der dem Martin-Ofen entzogenen und nutzlos abgeführten Wärme sehr beträchtliche. Auch ist diese Kühlungsart keine befriedigende, weil der Temperaturunterschied zwischen dem zu schützenden hocherhitzten Teil und dem Frischwasser ein zu schroffer ist, daher Unterkühlung erzeugt und den raschen Verschleiß beider Teile fördert. Hierzu kommt noch die stete Gefahr, daß bei zeitweiligem Versagen der Wasserversorgung, bei - Stromstörungen, Rohrbrüchen usw., die Kühlrohre verbrennen und die Brenner in kurzer Zeit unbrauchbar werden.Device for cooling Siemens-Martin ovens and other flame ovens Although it was proposed years ago for blast furnaces, the upper part of the shaft as a double-walled iron jacket forming an annular unitary water chamber to train and to subject it to the known evaporation cooling, Until now one remained for the purpose of cooling burners, abutments, slag sacks and other parts of Siemens-Martin ovens that are at risk from high temperatures and similar furnace designed like a flame furnace in spite of the on the increase of the Aiming durability of the burner and furnace masonry with reduced wall thickness Efforts mostly with the old method, cooling by fresh water or Recooled water using natural or pumped water A gradient can be achieved using cooling pipes or cooling boxes. With this type of cooling, in which the water warms up to a greater or lesser extent and in drainage pipes or channels flows away, the cooling pipes are quickly due to the caking of sludge and overgrowth Expose to perish, and there are also the cost of water and electricity and the heat withdrawn from the Martin furnace and uselessly dissipated. This type of cooling is also not satisfactory because of the temperature difference between the heated part to be protected and the fresh water are too harsh, therefore creates hypothermia and promotes the rapid wear of both parts. For this there is also the constant danger that in the event of a temporary failure of the water supply, in the event of - power disruptions, broken pipes, etc., the cooling pipes burn and the burners become unusable in a short time.

Die Erfindung beruht auch auf der Erkenntnis, daß bei Siemens-Martin-Öfen zur Kühlung der Brenner, Widerlager und Schlackensäcke - die bekanntlich bei Hochöfen überhaupt nicht vorkommen - die Anwendung der für diese vorgeschlagenen wassergekühlten ringförmigen Kammer ungeeignet ist, weil bei Martin-Ofen, abgesehen von Bauschwierigkeiten, der heftige Temperaturwechsel und der dadurch bedingte.Materialverschleiß nicht einheitlich den oberen Ofenteil am stärksten erfaßt.The invention is also based on the knowledge that at Siemens-Martin ovens for cooling the burners, abutments and cinder bags - which is known in blast furnaces do not occur at all - the application of the water-cooled proposed for this ring-shaped chamber is unsuitable because with Martin furnace, apart from structural difficulties, the violent temperature change and the resulting material wear and tear not uniformly covers the upper part of the furnace most strongly.

Die angeführten Mißstände dieser bisherigen Kühlmethode bei Siemens-Martin-Ofen und ähnlichen Flammöfen werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß man die Kühlung der Brenner, Widerlager, Schlackensäcke und anderer durch hohe Temperaturen gefährdeten Teile mittels Kühlrohre; welche zwecks rationeller Kühlung in mehrere Gruppen unterteilt sein können, nach dem Grundsatze der UmlaufverdampfungskÜhlung unter Bildung von Niederdruckdampf durchführt.The cited shortcomings of this previous cooling method in Siemens-Martin ovens and similar flame furnaces are eliminated according to the invention by the fact that Cooling of the burners, abutments, cinder bags and others through high temperatures parts at risk by means of cooling pipes; which for the purpose of efficient cooling in several Groups can be divided according to the principle of circulation evaporative cooling carries out with the formation of low-pressure steam.

In der Zeichnung ist eine Gesamtanordnung der Vorrichtung für die Umlaufverdampfungskühlung beispielsweise gezeigt, und zwar in den Abb. i und 2 im Längs- und Querschnitt; in den Abb. 3 und 4 ist ein Verdampfungsgefäß mit Gruppenteilung im Längs= und Querschnitt dargestellt.In the drawing is an overall arrangement of the device for For example, circulation evaporative cooling is shown in Figs. I and 2 im Longitudinal and cross-section; in Figs. 3 and 4 is an evaporation vessel with Group division shown in longitudinal and cross-section.

Die Rohre der Rohrbündel sind so aneinandergeschlossen, daß das Kühlwasser in das tiefste Rohr R, eintritt, von dort weiter in ein höher gelegenes Rohr R$ fließt, von dort in ein Rohr R, usf.; auf diese Weise können mehrere Kühlrohre hintereinandergeschaltet werden. Schließlich gelangt das erwärmte Wasser durch die Steigleitung S in das außerhalb des Ofens höher gelegene Verdampfungsgefäß V Das verdampfende Kühlwasser wird durch Wasser aus der Frischwasserzuleitung mittels eines Schwimmerventils im Verdampfungsgefäß V selbsttätig ersetzt. Da der Inhalt der Steigleitung S spezifisch leichter ist als der des Fallrohres F, das das Wasser aus dem Verdampfungsgefäß zur Kühlrohrgruppe zurückführt, so entsteht ein ständiger Wasserumlauf und eine entsprechende Kühlwirkung.The tubes of the tube bundle are connected to one another so that the cooling water enters the deepest pipe R, and from there further into a higher pipe R $ flows from there into a pipe R, etc .; In this way, several cooling tubes can be connected in series will. Finally, the heated water reaches the through the riser S Evaporation vessel located higher outside the furnace V The evaporating cooling water is supplied by water from the fresh water supply line by means of a float valve in the Evaporation vessel V replaced automatically. Since the content of the riser S is specific is lighter than that of the downpipe F, which takes the water out of the evaporation vessel leads back to the cooling pipe group, a constant water circulation and a corresponding cooling effect.

Die von den einzelnen Kühlrohrgruppen maximal abzuführende Wärmemenge, die Höhendifferenz zwischen Verdampfungsgefäß und- Kühlrohren, die gewünschte Dampfspannung und die Dimensionierung der Rohre müssen miteinander in rinklang gebracht werden. Bei Verwendung vieler Kühlrohrgruppen können gegebenenfalls auch mehrere Verdampfer zur Anwendung kommen.The maximum amount of heat to be dissipated from the individual cooling tube groups, the difference in height between the evaporation vessel and cooling tubes, the desired vapor tension and the dimensions of the pipes must be brought into line with one another. If many cooling tube groups are used, several evaporators can also be used come into use.

Das Verdampfungsgefäß kann für mehrere Rohrgruppen . gemeinsam sein und erfährt dann der Erfindung gemäß beispielsweise die in den Abb. 3 und 4 dargestellte Ausbildung. a zeigt den normalen, b,den niedrigsten Was- serstand, welcher im selben Niveau liegt wie die Oberkante der Teilwände nach Abb.4; c und d veranschaulichen das Steigrohr und das Fallrohr, die beide mit Absperrventilen versehen sind; e stellt das Schwimmerventil und f die Verteilungsleitung für Zusatzwasser dar, ferner g die Dampfentnahme, h den Wasserstandsmesser und i ein Sicherheitsventil.The evaporation vessel can be used for several groups of pipes. be common and then experience the invention according to, for example, the training shown in Figs. a shows the normal, b, the lowest water level, which is at the same level as the upper edge of the partial walls according to Fig. 4; c and d illustrate the riser and the downcomer, both of which are provided with shut-off valves; e represents the float valve and f the distribution line for make-up water, further g the steam extraction, h the water level meter and i a safety valve.

Das Verdampfungsgefäß besitzt einen für alle Gruppen gemeinsamen Dampfraum und eine gemeinsame Frischwasserzuleitung mit Schwimmerventil. Der Wasserraum dagegen ist big nahe dem Wasserspiegel durch Zwischenwände in Gruppen geteilt. Das Verdampfungsgefäß ist mit gemeinsamer Dampfableitung sowie mit gemeinsamem Sicherheitsventil und Wasserstandsglas ausgerüstet.The evaporation vessel has a common vapor space for all groups and a common fresh water supply line with a float valve. The water room on the other hand is big near the water level divided into groups by partitions. The evaporation vessel is with common steam discharge as well as with common safety valve and water level glass equipped.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung weisen gegenüber der bei Siemens-Martin-Öfen bisher gebräuchlichen Kühlung mit Frischwasser folgende Vorteile auf: i. Ersparnis von 9o bis 98 °1o der bisher benötigten Wassermenge.The method and device according to the invention have compared to the The following cooling with fresh water, which has hitherto been used in Siemens-Martin ovens Advantages on: i. Saving of 9o to 98 ° 1o of the amount of water previously required.

a. Ersparnis an Strom und Befriebskosten für Pumpen.a. Savings in electricity and operating costs for pumps.

3. Bessere Haltbarkeit der. Rohre infolge geringerer Verschlammung.3. Better durability of the. Pipes due to less silting.

4. Sicherung vor Zugrundegehen der Kühlrohre bei zeitweiligem Versagen der Wasserversorgung, da der Wasserinhalt des Verdampfungsgefäßes auch ohne Nachspeiser durch längere Zeit ausreicht, um den Wasserumlauf aufrechtzuerhalten.4. Securing that the cooling pipes cannot be closed in the event of temporary failure the water supply, as the water content of the evaporation vessel can also be used without a make-up device sufficient for a long time to maintain the water circulation.

5. Nutzbringende Verwertung der dem Ofen entzogenen Wärme, da der entstehende Dampf zur Krafterzeugung oder zu Heizzwecken dienen kann.5. Beneficial utilization of the heat extracted from the furnace, since the resulting steam can be used to generate power or for heating purposes.

6. Selbstregulierung; denn während bei der gebräuchlichen Kühlungsart die Durchlaufgeschwindigkeit des Wassers von Hand aus geregelt werden muß, paßt sich bei der Kühlungsart gemäß der Erfindung die Dampferzeugung und damit die Umlaufgeschwindigkeit selbsttätig der größeren oder geringeren Wärmeabfuhr an.6. self-regulation; because while with the usual type of cooling the flow speed of the water must be regulated by hand, fits In the case of the type of cooling according to the invention, the steam generation and thus the rotational speed automatically the greater or lesser heat dissipation.

Erhöhte Sicherheit durch die auch -im Verdampfungsgefäß durchgeführte Gruppenteilung, da bei undichten Wänden einer Rohrgruppe der Wasserinhalt der übrigen Gruppen nur bis zur Oberkante der Zwischenwände ausfließen kann, so daß die Umlaufkühlung der übrigen Rohrgruppen ungestört bleibt. Nach Abschalfen der defekten Rohrgruppen stellt sich von selbst wieder der normale Wasserstand ein.Increased safety through the also carried out in the evaporation vessel Group division, because in the case of leaky walls in one pipe group, the water content of the rest Groups can only flow out to the top of the partition walls, so that the circulation cooling the remaining pipe groups remains undisturbed. After removing the defective pipe groups the normal water level returns by itself.

Claims

PATEN TANSL'RÜCII L: i. Device for cooling burners, abutments; Slag bags and other parts at risk from high temperatures on Siemens-Martin furnaces and other furnace furnaces, characterized in that pipe groups connected to one or more low-pressure evaporators are used to achieve circulation evaporation cooling and lead to the points of the furnace to be cooled. a. Apparatus according to claim i, characterized in that a common evaporator is used for individual or for all tube groups, which has a common steam space and a common fresh water supply line, the water space of which, on the other hand, is divided into groups up to near the water level by partition walls.