DE656868C - Water-cooled blow mold for shaft ovens, e.g. B. blast furnaces - Google Patents

Water-cooled blow mold for shaft ovens, e.g. B. blast furnaces

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DE656868C
DE656868C DEG89221D DEG0089221D DE656868C DE 656868 C DE656868 C DE 656868C DE G89221 D DEG89221 D DE G89221D DE G0089221 D DEG0089221 D DE G0089221D DE 656868 C DE656868 C DE 656868C
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cooling water
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Dr-Ing Wilhelm Lennings
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Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/16Tuyéres

Description

Wassergekühlte Blasform für Schachtöfen, z. B. Hochöfen An Schachtöfen werden zur Einführung von Gasen oder Luft bekanntlich Blasformen benutzt, die mit Wasser gekühlt werden. Das Kühlwasser wird darin unten durch einen oder zwei Zuflüsse ein- und oben abgeführt. Infolge seines Bestrebens, den Weg des geringsten Widerstandes zu gehen, fließt es jedoch zum großen Teil auf dem kürzesten Weg dem Abfluß zu, und nur ein Teil des Kühlwassers wird an den durch die Ofentemperatur am höchsten beanspruchten Formrüssel geführt. Zu einem großen Teil verläßt somit das Kühlwasser die Form unausgenutzt am Kühlwasseraustritt, während an gewissen Stellen innerhalb der Form das Wasser nahezu stillsteht und deshalb oft bis zur Siedetemperatur erhitzt wird. Messungen ergaben bei einer Kühlwassereintrittstemperatur von ao bis 25° C Wassertemperaturen von 8o° C und mehr am Formrüssel, bei einer Kühlwasseraustrittstemperatur von etwa 45 bis 50° C. Der Formrüssel war somit schlecht gekühlt, und es besteht die Gefahr der Kesselsteinausscheidung im Forminnern; denn bereits von etwa q.5° C Wassertemperatur an setzten Karbonatausscheidungen und von etwa 8o° C aufwärts Sulfatausscheidungen ein. Örtliche, durch Stockung des Wasserstromes auftretende Erwärmung verursacht aber verstärkte Kesselsteinausscheidung, die bekanntlich stark hemmend auf die Wärmeabfuhr durch das Kühlwasser wirkt, so daß eine gesteigerte Stein-Bildung einsetzt, wodurch die Vorbedingungen für die Zerstörung der Blasform gegeben werden. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Eintrittsrohre für das Wasser bis nahe an den Formrüssel heranzuführen und so das Wasser zwangsläufig an der höchstbeanspruchten Stelle der Blasform einwirken zu lassen. Zur Erzielung der gleichen Wirkung sind auch Ringe bekanntgeworden, die mit Öffnungen für das Ausströmen von Kühlwasser versehen, in dem vorderen Teil des Kühlraumes des Formrüssels angeordnet wurden und in die die Zuführungsrohre für das Kühlwasser, die ebenfalls mit kleinen Löchern versehen sind, mündeten. Solche Vorschläge konnten jedoch die Kühlung des Formrüssels durchgreifend nicht bessern, da auch hierbei das Wasser zu rasch zum Abfluß gelangte. Es wurde auch vorgeschlagen, an gegossenen Windformen die glatten Wandungen der Form nach ihrem ringsgeschlossenen, den Kühlraum bildenden Innern mit Längs-und Querrippen zu versehen. Diese Rippen sind dabei auch dort vorgesehen, wo keine hohe Hitzebeanspruchung der Blasform vorliegt, und sie bieten dem aus dem einen Z,uflußrohr ausströmenden Kühlwasser, insbesondere in den Querrippen, mehr Widerstand, als für die Erhöhung der Kühlwirkung vorteilhaft ist. Gleichzeitig bilden die quer zur Stromrichtung liegenden Vorsprünge und Kanten Gas- und Luftnester, die wiederum einen Wärmeabzug verhindern. Um eine bessere Kühlung des Formrüssels auch mit außergewöhnlichen Mitteln herbeizuführen, wurde ferner vorgeschlagen, durch die Windform einen abgezweigten Luftstrom derart auf das geschmolzene Eisen zu blasen, NJ@ die Formnasen mit dem geschmolzenen Get@ nicht in ständige Berührung kommen. Abgesehen davon, daß einerseits ein nicht geringer Druck notwendig ist, das geschmolzene Gut von. der Schnauze fernzuhalten, der andererseits mancherlei Unruhe in das Schmelzbad bringen würde, so kann eine solche Vorrichtung auch kaum die erstrebte Wirkung hervorbringen, weil es beim Übergang von Wärme an die Windform gar nicht so sehr auf die Übertragung durch Berührung ankommen kann. Alle diese Vorschläge vermochten daher eine durchgreifende Besserung der Kühlung der Formen nicht herbeizuführen, so daß es bis heute notwendig war, diese aus besonders hochwärmeleitfähigen, kostspieligen Metallen herzustellen, ohne hierdurch ihre Lebensdauer wesentlich zu erhöhen.Water-cooled blow mold for shaft furnaces, e.g. B. Blast furnaces On shaft furnaces are known to be used for the introduction of gases or air blow molds with Water cooled. The cooling water is in it below through one or two inflows in and out at the top. As a result of his endeavor, the path of least resistance to go, however, it mostly flows to the drain by the shortest route, and only a part of the cooling water becomes highest at that due to the furnace temperature claimed form trunk out. A large part of the cooling water thus leaves the shape unused at the cooling water outlet, while at certain points within The shape of the water almost stands still and is therefore often heated to boiling temperature will. Measurements resulted in a cooling water inlet temperature of ao to 25 ° C Water temperatures of 80 ° C and more on the form trunk, with a cooling water outlet temperature from about 45 to 50 ° C. The form trunk was thus poorly cooled, and it exists the risk of scale deposit inside the mold; because already from about q.5 ° C water temperature at set carbonate precipitates and from about 8o ° C upwards Sulphate excretions. Local ones caused by blockages in the water flow However, warming causes increased scale excretion, which is known to be strong has an inhibiting effect on the dissipation of heat through the cooling water, so that an increased Stone formation sets in, creating the preconditions for the destruction of the blow mold are given. It has therefore already been proposed that the inlet pipes for the Bring water up close to the form trunk and thus inevitably add the water the most stressed part of the blow mold to take effect. To achieve the Rings with openings for the outflow have also become known to have the same effect provided of cooling water, arranged in the front part of the cooling chamber of the mold trunk were and in which the supply pipes for the cooling water, which are also with small Holes are provided, opened. However, such suggestions could improve the cooling of the Do not improve the shape of the trunk, as here too the water flows too quickly Drain came. It has also been suggested to use the smooth ones on cast wind forms Walls of the form according to their closed interior, which forms the cooling space to be provided with longitudinal and transverse ribs. These ribs are also provided there where there is no high heat stress on the blow mold, and they offer the one from the a cooling water flowing out of the Z, uflußrohr, especially in the transverse ribs, more Resistance than is beneficial for increasing the cooling effect. Form at the same time the protrusions and edges transverse to the direction of flow, gas and air pockets, which in turn prevent heat from being extracted. To a better cooling To bring about the shape of the trunk also with extraordinary means, was also proposed a branched off air flow in such a way on the melted by the wind shape To blow iron, NJ @ the mold lugs with the melted Get @ not in constant Come into contact. Apart from the fact that on the one hand not a small amount of pressure is necessary is, the melted good of. to keep away from the snout, which on the other hand a lot If this would cause unrest in the weld pool, then such a device can hardly produce the desired effect because it forms the transition from heat to the wind may not depend so much on the transference through touch. All these Proposals were therefore able to achieve a radical improvement in the cooling of the molds not to bring about, so that it was necessary to this day to make them from particularly highly thermally conductive, to produce expensive metals without thereby significantly reducing their lifespan to increase.

Diese Mängel und Schwierigkeiten werden bei der Kühlung einer Hochofenblasform nach der Erfindung vermieden, indem eine Vielzahl von Kühlwassereintrittsrohren kranzförmig bis an den hochbeanspruchten Vorderteil der Form vorgezogen und gleichzeitig am Formrüssel im Kühlmantel eine Anzahl von Rippen angebracht werden, die mit der Kopfwand des Formrüssels, dem Außenmantel und gegebenenfalls auch mit dem Innenmantel der Form verbunden sind. Diese Rippen, deren Länge in Richtung der Formachse beliebig groß sein kann, teilen die Form in eine Anzahl von einzelnen Kühlkammern, die zweckmäßig jeweils einzeln durch ein Kühlwassereintrittsrohr ihr Kühlwasser erhalten. Hierdurch wird alles Kühlwasser zwangsläufig an den hochbeanspruchten Formrüssel herangeführt und zu gleichen oder gegebenenfalls veränderlichen Mengen auf den Querschnitt des Formrüssels verteilt. Wenn die Form auch ohne die Rippeneinsätze durch die Vielzahl der am Umfang des Kühlmantels verteilten Rohre eine höhere Kühlleistung bewirkt, so wird durch die Rippen eine Vergrößerung der Kühlfläche gerade an den hochbeanspruchten Stellen der Form erzielt, die die Wärmeabfuhr noch steigert. Ebenso fließt das Wasser durch die Längsanordnung der Rippen in gleichmäßiger Menge und Geschwindigkeit ab und wird so lange von einer Vermischung mit bereits erwärmtem Wasser getrennt gehalten, bis es selbst Kühlarbeit geleistet hat. Örtliche Temperaturerhöhungen durch Stokkung oder zu langsame Wasserströmung sind ausgeschlossen, und dabei .ist die Sicherheit für eine kleinste Kesselsteinausscheidung gegebenenfalls, bei guten Wasserverhältnissen sogar die vollkommene Beseitigung der Kesselsteinbildung erreichbar.These shortcomings and difficulties are encountered in cooling a blast furnace blow mold avoided according to the invention by a plurality of cooling water inlet pipes In a wreath shape, pulled forward to the highly stressed front part of the shape and at the same time a number of ribs are attached to the form trunk in the cooling jacket, which with the Head wall of the shaped trunk, the outer jacket and optionally also with the inner jacket connected to the shape. These ribs, any length in the direction of the mold axis can be large, divide the mold into a number of individual cooling chambers that are expedient each receive their cooling water individually through a cooling water inlet pipe. Through this all cooling water is inevitably brought to the highly stressed form trunk and to the same or possibly variable amounts on the cross-section of the Form trunk distributed. If the shape also without the rib inserts by the multitude the pipes distributed around the circumference of the cooling jacket have a higher cooling capacity, the ribs increase the cooling surface, especially on the highly stressed ones Made the form that increases the heat dissipation. The water flows in the same way due to the longitudinal arrangement of the ribs in an even quantity and speed and is kept separate from mixing with water that has already been heated, until it has done its own cooling work. Local temperature increases due to stoking or too slow water flow are excluded, and with that. is safety for the smallest scale precipitation, if necessary, with good water conditions even the complete elimination of scale formation can be achieved.

In der Zeichnung ist an einigen Ausfüh-;Thiigsbeispielen der Gegenstand der Erfindung ,##axg estellt.In the drawing, the subject is shown in some examples of the invention, ## axg estellt.

'''Es veranschaulichen: Abb. i eine Blasform im Längsschnitt nach C-C in Abb. a, Abb. z eine Draufsicht auf die Blasform nach Abb. i in Strömungsrichtung des Windstromes gesehen, Abb. 3 eine Blasform im Längsschnitt näch D-D in Abb. q., Abb. q. einen Querschnitt nach B-B in Abb. 3, Abb. 5 einen Querschnitt nach _1-a in den Abb. i und 3.'' 'To illustrate: Fig.i shows a blow mold in longitudinal section C-C in Fig. A, Fig. Z a top view of the blow mold according to Fig. I in the direction of flow of the wind flow, Fig. 3 a blow mold in longitudinal section next D-D in Fig. q., Fig.q. a cross section according to B-B in Fig. 3, Fig. 5 a cross section according to _1-a in Figs. i and 3.

Das Kühlwasser wird kranzförmig in den Kühlmantel a der Blasform b durch eine Vielzahl von Eintrittsrohren c bis nahe an den Formrüssel b1 herangebracht. Diese Rohre c sind dabei einerseits durch einen ringförmigen Verteiler d zusammengeschlossen, dein das Kühlwasser aus den- Rohren c zufließt. Das Kühlwasser kann der Menge nach geregelt den Einzelrohren c, z. B. durch Anordnung verschiedener Durchmesser oder auch gleichmäßig verteilt, zuströmen und wird, nachdem es am Rüssel bi Wärme aufgenominen hat, zurück zur Austrittsöffnung g fließen. Durch die weitgehende Verteilung des Zuflusses wird ein Stocken des Kühlwassers an irgendeiner Stelle des Querschnittes im Kühlinantel und damit seine Temperaturerhöhung über die Ablauftemperatur des Kühlwassers vermieden.The cooling water is brought in the form of a ring into the cooling jacket a of the blow mold b through a large number of inlet pipes c up to near the mold trunk b1. These pipes c are connected on the one hand by an annular distributor d to which the cooling water flows from the pipes c. The cooling water can be regulated according to the amount of the individual tubes c, z. B. by arrangement of different diameters or evenly distributed, flow in and, after it has absorbed bi heat on the trunk, flow back to the outlet opening g. The extensive distribution of the inflow prevents the cooling water from stagnating at any point in the cross section in the cooling jacket and thus preventing its temperature from increasing above the cooling water's drain temperature.

Vorzugsweise sind an dem hochbeanspruchten Teil der Blasform beine Anzahl Kühlrippen f vorgesehen, die mit der Kopfwand des Formrüssels sowie mit der Innen- oder Außenwand der Form oder mit beiden verbunden sind. Die Länge der Rippen in Richtung der Formachse kann beliebig groß sein. Zweckmäßig wird die Zulauföffnung jedes Eintrittsrohres c zwischen zwei Rippen f verlegt; sofern letztere jedoch nicht ,an allen Wandungen anschließen, ist dies nicht notwendig. Durch diese Rippen wird zudem eine radiatorenförmige Ausbildung des Formrüssels bi erzielt, die eine mehrfache Kühlfläche im Vergleich zu der gebräuchlichen Blasform ergeben. Hierdurch nimmt das Kühlwasser mehr Wärme am Vorderteil der Form auf, so daß die Gefahr des Verbrennens der Form durch Eisen- oder Schlackenangriff wesentlich vermindert bzw. gegebenenfalls ganz beseitigt wird.Preferably legs are on the highly stressed part of the blow mold Number of cooling fins f provided with the head wall of the form trunk as well as with the Inner or outer wall of the mold or connected to both. The length of the ribs in the direction of the mold axis can be of any size. The inlet opening is useful each inlet pipe c is laid between two ribs f; provided the latter is not , connect to all walls, this is not necessary. Through these ribs will in addition, a radiator-shaped design of the shaped trunk bi achieved a multiple Resulting cooling surface compared to the conventional blow mold. This takes the cooling water puts more heat on the front part of the mold, so there is a risk of burns the shape by iron or slag attack significantly reduced or possibly is completely eliminated.

Ein besonderer Vorteil dieser Blasform ist es auch, daß diese nunmehr aus :Metallen geringere Wärmeleitfähigkeit als Kupfer hergestellt werden kann, wie z. B. aus Aluminium, Bronze oder selbst Eisen, was bisher durch die mangelhafte Kühlwasserführung nicht möglich war. .A particular advantage of this blow mold is that it is now made of: metals with lower thermal conductivity than copper will can, such as B. made of aluminum, bronze or even iron, which was previously due to the inadequate Cooling water flow was not possible. .

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Wassergekühlte Blasform für Schachtöfen, z. B. Hochöfen, bei der das Kühlwasser aus dem Kühlwasserzuleitungsrohr in der Nähe des Formrüssels in den sie umgebenden, geschlossenen, mit Rippen versehenen Kühlmantel austritt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kühlwasserzuleitungsrohre (c) über den Umfang des Formrüssels verteilt angeordnet sind, von denen jedes in einen durch axiale Kühlrippen (f) gebildeten Kanal mündet. z. Wassergekühlte Blasform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (f) mit der Kopfwand des Formrüssels sowie mit der Innen- oder Außenwand der Form oder mit beiden verbunden sind.PATENT CLAIMS: i. Water-cooled blow mold for shaft furnaces, e.g. B. Blast furnaces in which the cooling water comes from the cooling water supply pipe near the Form trunk into the surrounding, closed, ribbed cooling jacket exits, characterized in that several cooling water supply pipes (c) over the circumference of the form trunk are arranged distributed, each of which in a through axial cooling ribs (f) formed channel opens. z. Water-cooled blow mold according to claim i, characterized in that the cooling ribs (f) with the head wall of the shaped trunk as well as being connected to the inner or outer wall of the mold or to both.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1242326B (en) * 1962-12-05 1967-06-15 Iron Internat Establishment Device for closing and opening the gout opening on foundry shaft ovens
DE1583452B1 (en) * 1967-12-06 1975-05-07 Huettenwerksanlagen Mbh Ges Water-cooled cupola blow mold
FR2284678A1 (en) * 1974-09-11 1976-04-09 Siderurgie Fse Inst Rech Blast furnace tuyeres made of mild steel - have cooled portion thickness related to thermal conductivity and interface thermal exchange coefficient
FR2505873A1 (en) * 1981-05-15 1982-11-19 Touze Francois IMPROVEMENTS ON HOT WIND NOZZLES FOR HIGH STOVE
WO1992013974A1 (en) * 1991-02-01 1992-08-20 Eric Peel Tuyere

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