DE6943933U - Vorgefertigter boden fuer den einbau in schachtoefen, insbesondere in hochoefen - Google Patents

Description

DEMAG Aktiengesellschaft l6. Jtinl 1970

41 Duisburg Gm 4/70 (55WHH)

Wolfgang-Reuter-Platz Fl/Sch

G 69 45 935 Λ

/ Vorgefertigter Boden für den Einbau in / Schachtöfen, insbesondere in Hochöfen

Die Neuerung bezieht sich auf einen vorgefertigten Boden für den Einbau in Schachtöfen, insbesondere in Hochöfen, bestehend aus übereinaiistergelegten Schichten von (Kohlenstoffsteinen), Küialmittelrohren und einem stählernen Absohlußblech.

Die Grundlage der Neuerung bildet die Erkenntnis, daß widerstandsfähige Böden von öfen und vergleichbaren metallurgischen Gefäßen hauptsächlich durch Kühlung vor Zerstörung bewahrt; werden können, weil sich der meehaniscse und chemische Verschleiß nur in Verbindung mit hohen Temperaturen auswirkt«

Es ist bekannt, daß unter bestimmten Voraussetzungen flüssiges Roheisen die Böden aus Kohlenstoffs teinen auflöst. Der Grund dafür ist im wechselnden Säutigungsgehalt des Roheisens an Kohlenstoff zui suchen. Trotsäea verhalten sich Böden aus Kohlenstoffsteinen gegenüber Schlacke tanct Roheisen entschieden günstig. Die Verwendung von Kohlenstöffsfceinen erscheint allen wegen der hohen Isanseleitfahigkeit zwecknäßig, weil durch eine schnelle Abfuhr der Wärme insgesamt das Temperaturniveau niedrig gehalter, werden kann, was wiederum auf die cheanischphysikaüsehen Reaktionen einer, heirmenden Einfluß ausübt. Böden aus Kohlenstoff steinen sind außerdem im Gestell eines Eoehofens insgesamt Schamottesteinen überlegen.

Gm 4/70 - Pl/Schi - 2 - 16.6.70

Das vor der Schicht der AusmauerungDsteine befindliche Roheisen löst nach und nach an der Berührungsstelle die Steine auf. Die Herabsetzung der Temperaturen in dicken Äusmauerungsschichten stellt sich als wirksamste Maßnahme zur Verfügung, eine weitergehende Auflösung der Steine zu verhindern und damit <3le Lebensdauer der öfen zu steigern. An Hochöfen entsteht die besondere Schwierigkeit, daß sich eine unregelmäßige Schicht eines Gemisches von Eisen, Erz und Koks bildet. Je mächtiger die Schicht wird, desto schwieriger gestalten sich die Arbeiten, bei der Heuzustellung des Ofens zunächst diese Schicht zu entfernen* Eine nicht ungefährliche Methode stellt das Lossprengen der Schicht dar, wobei das Personal und Teile des Ofens beträchtlichen Gefahren ausgesetzt werden können.

Die Neuerung geht daher von dem Grundsatz aus, solche Materialien für den Boden zu schaffen, durch die das Mauerwerk kühl gehalten v;erden kann und folgt nicht einer anderen technischen Richtung, die eine möglichst wirksame Isolation einzubauen sucht, um das Abführen von Wärme zu verhindern. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Meuerung, Bausteine vorzuschlagen, die einen Wärssstau vermeiden.

Zur Unterstützung einer größeren Wärmeabfuhr ist e-s bekannt, an eines Hochofen niit 9 Meter Gestelldurchmesser eine Kühlluftnenge von 35 000 Nm^/h durch ein Zentralrohr im Ofenfundament unter das stählerne AbscnluBbleeh zu führen und radial durch 60 Segaente naeh außen zu leiten. Der Wärmeübergang vom Mauerwerk auf das Abscfaloßblech und von diesem auf das Kühlmedium ist in seinem* Wesen von Faktoren abhängig, die einen hohen Wärmeentzug pro Zeiteinheit aussehließen. Wirkungsvoll wäre eine solehe Methode nur bei höheren Temperaturen, die jedoch nicht auftreten und im übrigen dann ein unlösbares Problem veruirsaenen würden siegen der Haltbarkeit der das Roheisen berüh-

ΐ renden Steine-Schicht.

Gm V70 - Fl/Schi - 3 - I6.6.7O

Die vorliegende Neuerung geht daher von der Aufgabe aus, den Wärmeübergang vom Mauerwerk auf das Kühlmittel durch geeignetere" "Bausteine" zu verbessern. Es wird angestrebt, eir/e Isotherme von ca. 1100°C bei einer möglichst dünnen Anfängsmauer^erksschicht, die sich im Verlauf des Betriebes nur noch geriii&fügig vermindert, örtlich konstant zu halten.

Eie vorliegende Neuerung schlägt mehrere in mindestens einer Ebene zusammengefügte, hochwärmeleitfähige Metallkörper vor mit im Innern befindlichen Kühlmittelkanälen, wobei die Metallkörper eine Schicht bilden, die anstelle der bisherigen von Luft durchströmten Kühlmittelrohre tritt. Der nach erfolgtem Einbau in den Ofen von der Ausmauerungsschicht her anfallende wärmestrom kann intensiv überkommen werden und gelangt durch metallische Wärmeleitung an die Kühlmittelkanäle. Es findet daher in erhöhtem Maß ein Wärmeübergang von der gut wärmeleitenden Schicht auf das Kühlmedium statt. Je intensiver das Kühlmedium die Wände der Kühlmittelkanäle berührt und je größer , dessen Dichte ist, wie dies bei Flüssigkeiten beispielsweise

der Fall ist, desto vorteilhafter gestaltet sich die pro Zeiteinheit abgeführte Wärmemenge. Die Metallkörper bilden einen nicht nur einfach herzustellenden "Baustein", sondern auch einen vorteilhaft zu handhabenden und zu einer beliebig großen

| Fläche zusammensetzbaren Bauteil.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsforin der Neuerung bestehen hoehwärmeleitfähige Metallkörper der Schicht aus Aluminium. Die Metallkörper sind dadurch sehr leicht und die Herstellungskosten niedrig.

In Weiterbildung des Grundgedankens der Neuerung bietet eine raumgestaltende Anordnung der Metallkörper Vorteile: Die hochwärmeleitfähigen Metallkörper bestehen aus hohlen Aluminium-Platten oder -Barren. Deren innere Kühlraittelkanäle sind in aneinandergereihter Anordnung der Metallkörper an Kühlmittel-Zuflüsse und -Abflüsse anschließbar. Bei verhältnismäßig großen I

4-70 - m./Sch± - 4 - 16.6.70

zu belegenden Flachen, tsx& diese an Hoeköfen von IO und mehr Meter Gestellöurehsessez* gegeben sind, ergibt sieh ein wesentlicher Vorteil für die Montage der zu erstellendes, hoehwärme- 1 leitfähigen Schicht. j

Haen eines anderen Merkmal sind die Metallkörper derart in fj

Reihen hintereinander angeordnet, daJ3 deren innere Kühlmittel— ί

kanüle parallele Sekanten zu dem Grundkreis eines runden Ofen- I

Querschnittes bilden. Die Strömung des KühlmeüiTums erfolgt f

entlang der Sekanten ohne Umlenkung. Es können so höhere Strö- 1 Enmgsgesehiilndlgkeiteii, geringere Widerstände und eine große

üärneabfuhr be'-sirkt "serden. |

Nach einer anderen, die Neuerung ergänzenden Maßnahme über- jj

ragen die Kühlalttelkanäle die Metallkörper und enden in %

eines Stutzen, der eine verschließbare Öffnung zwecks Ein- j

fuor eines Reinigungsmittels auf vielst. Ablagerungen und ahn- Ϊ

liehe Verunreinigungen können leicht voß Zeit zu Zeip&us den I

geraden Rohren entfernt «-erden. Ferner ist die Möglichkeit |

geschaffen, TecroeratunneSglieder leicht an verschiedenen |

Stellen des Ofendurchmessers anzubringen. g

Sine günstige Raumform des Gegenstandes der Neuerung ergibt f

sich ferner dadurch, daß die mit Kühlmittelkanälen versehenen

Metallkörper zu Gruppen von Rücklaufrohren und Vorlaufrohren *

zusammengefaßt sind, wobei der Ausgang der Rücklaufrohre höher |

gelegt ist als der Eingang zu den Vorlaufrohren. Sofern zeit- f v;eise der Kühlmedium-Strom ausfällt, können nicht alle Kühlmittel- I kanäle der Metallkörper leerlaufen, und es tritt nur eine zeitweise größere Erwärmung des Kühlmittels ein.

Bestimmte Metallkörper können nach der weiterer. Neuerung eine Verbesserung dahingehend erfahren, daß außen, zumindest an den am Rand des Bodens liegenden Metallkörpern ein dieLängenausdehnung

der Kühlmittelkanäle auffangendes Glied angeordnet ist. Ein |

solcher Kompensator gleicht im eingebauten Zustand des Metall- \

körpers Wärmeatisäehiiungen zwischen den den Ofgomastel über- 1

Gm V70 - Fl/Sehl - 5 - 16.6« TO

ragenden Stutzen mnfi dem Ofemoantel axis, 12nd eibenfslls Twangs— bewegungen, die durch Seiiieberi mehrerer iiintereinanderüegen—

Tie Herstellung ist bei entsprechender Gestaltung des IJeuei gegenstandes besonders vorteilhaft* ZvisckniäSig bestehen die Metallkörper aus einzeln gegossenen Stücken und die Kühlniittelkanäle aus vor Gießbeginr. ir. eine Gießform eingelegten Kühlrohren. Die Metallkörper erhalten dadurch eine spaltlose Verbindung mit den so gebildeten Krhlkanälen. 3in etwa sonst entstehender Luftspalt würde den Wärmefluß wegen des erhöhten VTärTneübergangs>:iderstandes hemmen.

Die Neuerung ist auch in einer anderen Form leicht herzusteilen Danach bestehen die Metallkörper aus -Teilabschnitten eines Strangkörpers, der mittels eines langen Rohi*es hergestellt ist,

der Metallkörper verursacht «erden, s

Slxi weiteres, die Neuerung verbesserndes Merknsal vergrößert öle K~'T!F;sf.-7inög;iirihir^-i j-, des iieueruiigsgeisäSen Metal3ii:öi*pe2*s; Hlei*zu sind die In groSez* L-änge in einer¹ Beiiie angeordnetien. MevsUJkorpex* iali; κΐϊπ!πΉ f-.f'.pnΊτ?*·ηΐ5~· op von Querselmlut; als die in. lclelner iMuge vei*Xegt;en Me' verseilen. Die später iia eingebauten Zustand Is Zsntrma oder In einzelnen Zonen ernclit anfallenden wsriE-einengtaii können Berücksientigung finden» An einer solchen Zone baut ^^ Metallkörper -nit größeres jgniilτη^ vtsl^anal — CnaT»ftf*r«yi "τ.τ. ein» laetzterergewährleistet einen spesiflseli nöheren KunlsltteldtirenflaS. unter gewissen umständen ist es auch vorteilhaft., eise etwas verminderte Wanädieke der Metallkörper in Kauf zu nahmen₃ v/eil dadurch die Wegstrecke des Wärmefliisses verkürzt wird.

Im allgemeiner, kann die Kühlung aufgrund der Heuerung aittels Gasen erfolgen. Wasserkühlung vergrößert jedoch bereits die pro Zeiteinheit abzuführende wänneinenge- Nach der Heuerung ist ferner vorgesehen, daß die Metallkörper mit Glyzerin oder eines Gemisch Wasser-Glyzerin gefüllte Kühlalttelkanäle aufweisen.

Gs 4/70 - Fl/Sehi - 6 - 16.6.70

das innerhalb einer· Barrenquersehnittsform umgössen ist. Vom Strang lassen sieh für die kreisförmigen Eoehofengrundfläehe beliebige Längen abteilen. Für sämtliche Teillängen wird dann nur eine einzige Gießform notwendig.

In der Zeichnung 1st ein Ausführungsbeispiel der !Teuerung sehesatlseh. dargestellt und im folgenden naher erläutert.

Flg. 1 stellt einen senkrechten Querschnitt durch die FuSzone eines Hochofens dar.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Kuhlmittelkanale, öle sich Innerhalb der ho chvTänne le Itfan 1 gen Schicht befinden.

Gemäß Fig. 1 ist der Ofenmantel 1 'lurch eine Stampfschicht j? von der Ausmauerung 2 getrennt» Von letzterer stützt sich jeweils der unterste Bodenstein 4 über eine Graphitbodenlage auf HetaJ !körper 6a, die eine metallische Schicht 6 bilden. Jn dieser sind ohne jeden Spalt die Kühlaittelkanäle 7 mittels Rohren eingegossen. Es ist besonders hervorzuheben, daß ein solcher Spalt eine Isolation zwischen einem Metallkörper 6a und dem in den Kühlraittelkanälen J rtröaentccn Kühlmittel 8 bewirken könnte. Die Herstellungsart, die Kühlmittelkanäle 7 einzugießen oder beim Gießen mittels Kernen zu erzeugen, garantiert daher eine schnelle Wärmeabfuhr in genügender Stärke.

Ira Gegensatz z\m Stand der Technik befindet sich die Isolierung 9 nunmehr über dem Abschlußblech 10 und anliegend an der Unterseite 12 der Metallkörper 6a. Die Kühlmittelkanäle 7 stehen über Kompensatoren 12 mit den Stutzen 13 in Verbindung. Ein Teil der Kühlmittelkanäle 7 dient als Vorlaufrohre und besitzt einen Eingang 14. Ein anderer Teil der Kühlmittelkanäle 7 bildet Rücklaufrohre, vrafoei deren Ausgang mit 15 bezeichnet ist. Öie Stutzen Vy besitzen verschließbare öffnungen 16.

Si

4/70 - Fl/Schi - T - 16.6.70

Das AbsehluSbleeh 10 bildet eins Rinne 17, aus der Kondenswasser aus der Ausisauerungsseisicht 3 bzw. der Stampfmasse 2 durch die Leitung l8 abgeführt wird.

In den Figuren 1 und 2 ist der Heuerungsgegenstand in eingebautem Zustand dargestellt. Aus Figur 2 sind jedoch die Metallkörper 6a insoweit erkennbar als jeweils zwischen zwei Metallkörpern 6a fflihiτπ-ϊ j-.f-.p>iiran?n & j verlaufen. Ein nach dem Einlegen der Metallkörper 6a verbleibender Spalt zwischen je zwei Metallkörpern 6a wird zweekiBäSigerweise mit knet- oder gieSbaren Stoffen oder dergleichen ausgefüllt. Falls erforderlich_> kann auch die gesamte in Figur 2 gezeigte Fliehe "bearbeitet werden, so das (wie gezeichnet) die Spalte nicht mehr sichtbar sind.

In Figur 2 bilden die Kühlmittelkanäle 7 Sekanten 19 zu eines Grundkreis 20, wobei diese Sekanten äen Ofensantei 1 um den Betrag der Stutzen überragen. Es ist vrLchtig , daß durch die Parallelführung der Kanäle 7 σ&ϊγ gerade Rohre erforderlich werden« Ss ergeben sich daraus mittlere, längere Kanäle 7* die als Mittenkanäle 21 bezeichnet sind, und kürzere Kanäle 22, die am Rand des Grundkreises 20 verlaufen. Sämtliche Kühlmittelkanäle 7 sind an die Verteilerleitung 23 und an die Szxzmsl.-leitung 24 angeschlossen.'Der Eingang 14 und die Verteilerleitung 2J bzw. der Ausgang 15 und die Sammelleitung 2h sind gekoppelt. Es ist zweckmäßig, die Kühlung mit Wasser zu betreiben. Damit kann eine intensive Wärmeabfuhr erfolgen.

Ss vorsteht sich, daß die Heuerung sowohl bei SM-Öfen als auch Slekti-o-öfen und Konverter-Böden angewendet werden kann, Die völlig sicher eingebetteten Kühlmittelkanäle unterbinden die Gefahr eines Durchbruches des Kühlniittelrohres.

In Betracht gezogene Druckschriften:
"Stahl und Eisen", 20. Okt. 1966,
Seiten 1345 bis 135¹^, insbesondere Seite

Claims (11)

»Β *. · » UM I. ι χ a m λ * μ > a sas· se μ · * ■ » » a ■' k» ■ ■ * » a > a a a · * V70 - Pl/8ehi - S - I6.6.TO Seiratzansprüciie

1. vorgefertigter Boden für den Einbau in Schachtöfen, insbesondere in Hoeiiöfen, bestehend aus iibereinandergelegten Seniciiten von Ausinaueriingssteinen (Koiilenstoffstsiiien), Künlinittelronren und einem stählernen Absenlußbleeli,

dadureli gekennzeichnet,

da£ mehrere in mindestens einer Ebene zusammengefügte^, hoehwärmeleitfäbige Metallkörper (6a) mit im Innern befindlichen Kühlmittel kanälen (7) eine Schient (6) bilden.

2. Vorgefertigter Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß hoehvFärmeleitfahige Metallkörper (6a) der Schicht aus Aluminium (6) bestehen*

3. Vorge^'ertigter Boden nach Anspruch 1_Λ c&iSsX^c'. gekennzeichnet,

daß die hochyärmeleitfänigen Metallkörper (6a) aus hohlen Aluainitcn-Platten oder -Barren bestehen, deren innere Kühliaittelkanäle (7) in aneinandergereihter Anordnung der Metallkörper (6a) an Kühlmittel-Zuflüsse (]A) und -Abflüsse (15) anschließbar sind.

4» Vorgefertigter Boden nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Metallkörper (6a) derart in Reihen hintereinander angeordnet sind, daß deren innere Kühlmittelkanäle i"⁷) parallele Sekanten (19) zu dem Grunäkreis (20) eines runden Ofen-Querschr.itts bilden.

■**

Gm V70 - Fl/Seiii - 9 - 16.6.70

5. Vorgefertigter Boden nach Ansprueh 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eühlniittelkanäle (7) die Metallkörper (6a) überragen und in einem Stutzen (13) enden, der eine verschließbare öffnung (l6) zwecks Einfuhr eines Beinigungsiaittels aufweist.

6. Vorgefertigter Boden nach den Ansprüchen 1 bis p» dadurch gekennzeichnet, daß die mit ^üv>imi r.r.p>iira^äifyr» (τ) versehenen Metallkörper (6a) zu Gruppen von Eüeklaufrohren und Vorlattfrohren zusammengefaßt sind., wobei der Ausgang (15) der Sücklaiifronre höiier gelegt ist als dsi· iünzang (14) zu den Vorlaufrohren.

7. Vorgefertigter Boden nach der» Ansprüchen 1 bis 6_Λ dadurch gekennzeichnet, daß außen, zumindest an den am Hand des Bodens liegenden Metallkörpern (6a)jein die längenausdehnung der Kühlmittelkanäle (7) auffangendes Glied (12) angeordnet ist*

8. Vorgefertigter Boden nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in großer Länge in einer Reihe hintereinander angeordneten Metallkörper (6a) mit Kühlralttelkanaien (7) von größerem Querschnitt als die in kleiner· Lange verlegten Metallkörper (6a) versehen sind.

9. Vorgefertigter Boden nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (6a) mit Glyzerin oder einem Gemisch Wasser-Glyzerin gefüllte KubJjnittelkanäle (7) aufweisen*

10. Vorgefertigter Boden nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (6a) aus einzeln gegessenen Stücken und die Kühlraittelkanäle (7) aus vor Gießbeginn in eine Gießform eingelegten Kühlrohren bestehen.

Gm V70 - Pl/Schi - 10 - 16.6.70

11. Vorgefertigter Boden nach den Ansprüchen 1 Ms 10,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Metallkörper (6a) aus Teilabschnitten eines Strangkörpers bestehen, der mittels eines langen
Rohres hergestellt ist, das innerhalb einer Barren-Querschnittsform umgössen ist.