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Rekuperativ betriebener Hochofenwinderhitzer Als Winderhitzer für
Hochäfen werden zur Zeit fast allgemein Wärmespeicher, sog. Co,.vper, benutzt, die
regenerativ arbeiten, d. h. abwechselnd auf Gas -und Wind umgeschaltet werden.
Sie haben die Nachteile, daß sie stoßweise und nicht mit konstanter Ternperatur
arbeiten, daß die Umschaltungen und die damit zusammenhängende überwachung Arbeitszeit
erfordert und die UmschaItvorrichtungen (Heißwindschieber usw.) empfindlich sind.
Neuerdings ist daher vereinzelt wieder versucht worden, den Hochofenwind in Rekuperatüren
zu:erhitzen, wie dies schon früher in. gußeisernen Appa-rateii erfolgt ist, nut
denen aber nux Temperaturen voll -etwa 300'
erreicht werden konnten. jetzt
werden zusammengeschweißte Stahlrohre verwendet, die für höhere Temperaturen au?s
hochwertigen Stahllegierungen gefertigt sein mÜssen. Di-, Stahlrohre bei diesen
Apparaten sind in einer Brenn,kammer angeordnet, in der die H:eizgase nach oben
abziehen, während der zu erhitzende Wind in den Rohreil von nach unten gedrückt
wird. Dadu.rchentstehen die tiefsten Temperaturen oben -und die höchsten an den
unteren Stellen der Rohre, wodurch letztere ungeeignet werden, eine auf ihnen ruhende
Last zu tragen. Die au-s mehveren Rohren zusammengesetzten Elemente in solchen Rekuperatoren
mÜssen daher hängend angeordnet und mit Gegengewichten versehen werden. D:era.rti#,-,e
Konstruktionen sind kompliziert und tetier, verursachen häi-ifig E',eparaturen und
haben nur eine verhältni.smäf.>ig kurze Lebensdauer. Auch können damit nach den
neuesten Erfahrungen Windtemperaturen Über 6oo' nicht erreicht werden, so daß derartig
ge Apparate für Z, große Beanspruchungen moderner Anlagen nicht zu verwenden sind.
Die Eifindung beseitigt diese Nachteile und besteht darin, daß in Hochofenwinderhitzern,
die rekuperativ betrieben sind, getrennte Kanäle für Heizgas und Wind vorgesehen
werdein und daß diesle Kanäle aus feuerfesten Lochsteinen mit einem oder mehreren
Durch-,#ängen bestehen, die derart aufgebaut sind,
daß --,ich senkrecht
stehende und parallel verlaufende Kanäle ergeben,. mit der Helzgasführung von oben
und der WindfilUrtnig vun unten. Es sind schon rekuperativ arbeitende_, Wind- oder
Gaserhitzer aus feuerfesten Locbsteinen beka.iintgeworden, bei denen jedoch die
Kanäle für Heizg-as Lind Wind entweder nicht parallel verliefen oder die Heizgas-
und Windführun- in anderer als der erfindungsgemäßen Weise erfolc gtc. Es sind auch
Rekuperatoren ii-lit p#p.rallülenK-#inälen undWindführung- von unten beschrieben
worden, doch handelte -es sich bei diesen irrn kleine, drehbare Apparate mit grundsätzlich
anderem Aufbau, nämlich Forinsteinen. aus feuerfestem 'X,lat,erial und dün:nen Rohren
aus Metall. Abgese , Iien van den Verschiedenheiten im Aufbau usw. ist attf3erdem
keiner der bisher bckan#ntgewordenen Apparate aus feuerfesten Lochsteinen für die
Verwendu,ii,- als Hochofenwinderhitzer mit den für einen sr)leliLii in Frage
kommetiden großen Gas- bzw. Windmen0,e-n und den notwendigen hohen Tem D p raturen
vorgeschlagen worden oder auch nur geeignet gewesen.
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in den Zeichnungen sind beisp#iels\v#ei'ZC, Z,
Ausführungen
des Erfindungsgedankens dargestellt worden.
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Fig. i ist der Längsschnitt durch ein(-ii Winderhitzer gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt ein Stück des oberen von Fig. i in größerüm Maßstab,-.
Fig. 3 ist ein Querschnitt zu Fig;. 2.
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Fig. 4 und 5 zeigen andcre Arten des Be-Satzes.
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Wie iii Fig. i dargestellt, lehnt sich der Aufbau in der Form an den
der hekannten re,- n#erativ arbeitenden N#li#iid#erhitzer (Cowper) an. Neben dem
Brennscbacht befindet sich ein Windabzugsscbacht. Die aus dem Hochofen kommenden
Gichtgase treten bei t
in den Brennschacht ein, werden in üblicher Weise unter
Luftzutritt verbrannt, und die Hei7,-;-,i#se fallen von der Kuppel in die Zügc ein,
die durch Zusa:mmenbau von entsprcchend geforniten Lachsteinen gebildet sind. Ein
Teil der Zügü ist oben du;rch die Platte 8
verschlossen. Die Gase können daher
nur die oben offenen Durchgänge passieren und treteR bei 3 aus, um in den
Fuchs zu ge-
langen. Der Wind tritt bei 2 in die von den Gasen nicht beriuuten
Zü-e ein und Z
strömt nach oben. Diese Züge g endigen bei 6, und. der Wind.
muß infolge der Verschlußplatte8 in deii Abzulgsschacht einbiegen und bei
7 den Rekuperator verlasseii, t im K#ni Hocho.fen zugeleitet zu worden.
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In Fig. 2 und 3 ist gezeigt, wie der obere Teil des Wiiiderhit7ers
gestaltet werden kann. Es sind außen quadratische, mit runden Durch- gängen versehene
Stehie verwendet. Die Rolirc für den Wind endigen bci 6,
rend die Gasrohre
bis zur Platte 8 und durch diese hindurchgeführt sind. Die Platte
8 deckt den Rauqii oberhalb d-er Windrohre ab, sie kann auch als Ge-wölbe
ausgebildet werden. und es kaiin zweckmäßig zur besseren Abdichtuing noch ein weiterer
Verschluß oberhalb der Platte vorgesehen werden. Damit der Wind seitlich an den
nach oben weitergeführten Gasrohren vorbei in den Abzugsschacbt gelangeii kann,
sind die Steine oberhalb der Linie 6 nicht mehr außen quadratisch
ge-
formt, smidern als Rohre, #vodurcb genügend Zwischenraum für den seitlichen
Durchgang des Windes entsteht. Dies läßt sich natürlicli auch durch andere Konstruktionen
erzielen, wie z. B. in Fig. 4 -,ezei,-t- Hier sind Secl)skantsteine# mit runden
öfinun ' gen ewälik, und, von diesen endigen auf der Linie 6 einzelne
Reihen, #vähre#nd die dazwische,nliegenden Reihen weiter nach obe-ii gelührt sind.
##-oduircli also eine ivandförmige Führung von Gas und Wind entsteht. Es kann zweckmäßig
sein, die Rohre oberhalb 6 aus Metall, z. B. Spezialstahl, zu,erstell-en,
um eine Raum#ersparnis für den sich an dieser Stelle aus allen Windrohren ansammelnden
Wind und somit eine Verringerung der Raun-ihöhe zwischen 6 und
S
zu erreichen.
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Die Konstruktion des unteren Teiles de.s Besatzes kann in ähnlicher
Art erfolgen. Iii Fig. i ist 4 der übliche Rost, der den Besatz trägt, während die
nach unten verlängerten Rohre 9 voil der Platte 5 getragen werden.
Letztere dient gleichzeitig als i-i#nterei- Verschluß der Windzüge. Die Rohreg können
uinterhalli des Rostes 4 zur Ratunersparnis für den. vorbeistreichenden Wind aus
Metall sein. ebenso die Platte 5.
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Bei den in Fig. 3 und -1 gezeigten Besätzun sind für
die Herstellu#iig der Gas- und Wind-Izaii'ile jewfils besondere Steine in Aussicht
geii')nim,uii. deren Stoßstellen. zweckmäßig gegeneinander versetzt sind. Bei diesen
Be-C 0
sätzen muß der Wärmedurch-an# durch zwei aneinanderstoßende Steinwände
Uni dies züi vermeiden-. kaiin man auch Steine derjenig('n Art wählen, die durch
Aussparungen, an ibren Kanten oder Seiten beim Zusammeiibau neue Durchgänge ergeben,
wie z. B. in Fig. 5 gezeigt. Es ist in edem Falle zweckmäßig, nicht nur für
gutes Aufeinanderpassen durch Nut und Feder zu sorgen, sondern auch eine gute Verbindung
durch feuerfeste Mörtel oder Kitte herzustellen, um eine Vermischun- von Gas und
Wind durch dit Steinfugen hindurch zu verhindern. Es kann auch vorteilhaft sein.,
zur besseren Abdichtung in die Gas- oder Windkanäle, besonders in den. heißen Zonen-,
passende Metallrohre ein-
Es kÖnnen auch die für Wärmespeicher bekannten
Viellochsteine, mit denen relativ große Heizflächen erzielbar sind, verwendet werden
und solche, die beim Zusammenbau Durchgänge zwischen den Steinen von gr#öL3-zrem
oder geringgerem Querschnitt ergeben, als die Durchgänge im Stein selbst aufweisen.
Es können dann z. B. einem oder mehreren Durchgängen für Gas eine Anzahl von Durchgängen
für den. Wind mit gleichen oder anderen# Quierschnitten oder Durchmessern entsprechen.
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Eine Verkürzung der Züge -unter sonst gleichen Verhältnissen wird
sich erzielen lassen, wenn Steine benutzt werden, die gerade, gegen die Kopfseiten
geneigte Durchgänge haben, welche beim Zusammenbau schraubenförmige Züge ergeben,
weil, dadurch der Wärmeübür,-gang beschleunigt wird. Derartige Steine sind vom Erfinder
bereits in seinem Patent 682 543 für regenerativ arbeitende Win.derhitzer
vorgeschlagen woTden.
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Als Material für den Besiatz können die üblichen Schamottesteine benutzt
werden, der-en Wärmelcitfähigkeit bei zunehmender Temperatur steigt. Sie sind im
allgemeinen um so bessere Wärmeleiter, je höher ihr spezifisches Gewicht
ist. Für die obere hoch beanspruchte Zone müssen natürlich Steine von entsprechender
Qualität verwendet -werden. Hier kommen auch Siliciumcarbidsteine in Frage, die
neben großer Widerstandsfähigkeit eine wesentlich höhere Wärmcleitzahl aufweisen.
Siliciumcarbidmasse kannauch zur Bestreichung der Durchgänge in den Schamottesteinen
Veiwend-ung finden, wodurch die Wärmeübertragung beschleunigt wird.
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Brenn- und Windschacht könnnenanders, als in Fig. i gezeigt, angeordnet
werden, der letztere kann z. B. den Brennschächt umfassen. Die Führung von Wind
und Gas ist auch in der Weise möglich, daß der Wind bei 3 ein- und bei i
austritt, während daq Heizgas entsprechend voln 7 nach '2 geführt wird.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, ein-en den hohen Anforderungen
des Hocho,fenbetriebes genügenden, r#ekupierativ arbeitenden Wi.nderhitzer zu erstellen.
Die Lechsteine können dabei einen für alte Beanspruchungenausreichenden Wanddurchmesser
haben, weil die mit verhältnismäßig großen Wandstärken verbundene Verringerung des
Wärmeübergangges insofern keine Rolle spielt, als die Kanäle infolge des kompakten
Zusammenbaus und der &.e"--eiis#eiti,13,len Abstützung der Lochsteine so lang
ausgeführt werden können, daß die erforderlichen Windtelfnp,er,atu,r,en immer erreicht
werden. Die Temperaturfestigkeit und nahezu unbegrenzte Haltbarkeit,der feuerfesten
Steine macht einen derartig konstruierten Rel,-up,eratoT den metallenen Apparaten
sowohl hinsichtlicli der ,erreichbaren Temperaturen als auch der Lebensdauer weit
überlegen.