DE8707087U1

DE8707087U1 - Water-cooled tuyere for blast furnaces and hot-air cupola furnaces

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Publication number: DE8707087U1
Application number: DE8707087U
Authority: DE
Original assignee: Rea Rhein-Emscher Armaturen & Co Kg 4100 Duisburg De GmbH
Current assignee: Rea Rhein-Emscher Armaturen & Co Kg 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1987-05-16
Filing date: 1987-05-16
Publication date: 1987-07-23

Description

27.04,1987 (32.1097/Wi)27.04.1987 (32.1097/Wi)

REA Rhein-Emscher Armaturen GmbH & Co. KG 4100 Duisburg 74REA Rhein-Emscher Armaturen GmbH & Co. KG 4100 Duisburg 74

Wassergekühlte Blasform für Hochöfen und HeißwindkupolofenWater-cooled tuyere for blast furnaces and hot blast cupolas

Die Neuerung betrifft eine wass&i'gekÜhlte Blasform für Hochöfen und Heißwindkupolöfen, welche aus einem doppeln wandigen Hohlkörper mit einer zentrischeh Durchtritts-* öffnung für den Heißwind besteht, wobei der vom Kühlwasser durchströmte Hohlraum durch eine ringförmige, mit Einlaufund Auslaufbohrungen versehene Rückwand verschlossen ist und im Hohlraum auf den Umfang verteilte Zwischenwände radial und koaxial verlaufend angeordnet sind, welche unter Bildung paralleler Strömungskanäle abwechselnd an der Rückwand bzw. am Stirnende anschließen, während jeweils zwischen ihrem gegenüberliegenden Ende und dem Stirnende bzw. der Rückwand Uberströmöffnungen vorhanden sind, welche die Strömüngskanäle miteinander verbinden.The innovation concerns a water-cooled tuyere for blast furnaces and hot blast cupola furnaces, which consists of a double-walled hollow body with a central passage opening for the hot blast, whereby the cavity through which the cooling water flows is closed by an annular rear wall provided with inlet and outlet holes, and in the cavity, partition walls distributed around the circumference are arranged radially and coaxially, which alternately connect to the rear wall or the front end to form parallel flow channels, while between their opposite end and the front end or the rear wall there are overflow openings which connect the flow channels to one another.

In Hochöfen sowie in Heißwindkupolofen werden Blasformen verwendet, durch welche Heißwind in den Ofenraum eingeblasen wird. Diese Blasformen bilden wasserdurchflossene Hohlkörper zylindrischer oder meist konischer Bauart mit einer Durchströmöffnung für den Heißwind. Der Hohlkörper selbst, auch Rüssel genannt, hat an der Stelle mit dem größten Konus einen Deckel, der den Hohlkörper abschließt und Einrichtungen zum Einbau in Hochofen besitzt. Diese Blasformen ragen mit ihrem Rüssel in den Hochofen oderIn blast furnaces and hot blast cupolas, tuyeres are used through which hot blast is blown into the furnace chamber. These tuyeres form hollow bodies through which water flows, of cylindrical or mostly conical design with a flow opening for the hot blast. The hollow body itself, also called the nozzle, has a cover at the point with the largest cone, which closes off the hollow body and has facilities for installation in the blast furnace. These tuyeres protrude with their nozzles into the blast furnace or

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Kupolofen und sind somit der Ofeninhentemperatür ausgesetzt <j und daher thermisch sehr stark belastet« Für eine gute Ktihlwirküng durch das Kühlwasser werden die Blasformen in der Regel aus Kupfer oder Küpferlegierungen hergestellt. Nur durch eine starke Kühlwirkung wird die Blasform vor einem Aufschmelzen bewahrt. Es ist bekannt die Blasformen zu gießen und anschließend zu bearbeiten oder auch vorgefertigte Teile anschließend zusammenzuschweißen.Cupola furnace and are thus exposed to the temperature inside the furnace <j and are therefore subjected to very high thermal stress« To ensure good cooling effect by the cooling water, the blow molds are usually made of copper or copper alloys. Only by a strong cooling effect is the blow mold prevented from melting. It is known to cast the blow molds and then machine them or to weld prefabricated parts together.

Um den Kühleffekt des Wassers besser ausnutzen zu können, ist es aus der DE-OS 35 05 968 bekannt, durch das Blasrohr Wasser bis an die Rüsselspitze zu leiten, welche der höhen Temperatur aber auch Schlackenspritzern und festen Bestandteilen innerhalb der Ofenatmosphäre stark ausgesetzt ist.In order to make better use of the cooling effect of the water, it is known from DE-OS 35 05 968 to direct water through the blowpipe to the tip of the nozzle, which is highly exposed to the high temperature as well as slag splashes and solid components within the furnace atmosphere.

Weiterhin ist in der Praxis eine der gattungsgemäßen Ausgestaltung entsprechende Blasform bekannt geworden, bei der die Zwischenwände das Kühlwasser mäanderförmig von vorn nach hinten und dies über den gesamten Umfang der Blasform strömt. Aber auch diese Ausführung hat nur einen relativ geringen Wirkungsgrad, da der Wasserdurchfluß durch Strömungswiderstände, Wirbelungen, kantige Umlenkungen und ungleichmäßige Durchflußgeschwindigkeiten innerhalb des Hohlkörpers beeinflußt wird. Die Blasform wird dadurch schneller abgenutzt. Hinzu kommt, daß in dem Kühlwasser in der Regel Schwebstoffe vorhanden sind&ldquor; die sich in der Blasform an den Kanten und Ecken absetzen und dort zu Wärmestaus und zu Zerstörungen führen können.Furthermore, a blow mold corresponding to the generic design has become known in practice, in which the cooling water flows in a meandering fashion from front to back over the entire circumference of the blow mold. But this design also has only a relatively low level of efficiency, since the water flow is influenced by flow resistance, turbulence, angular deflections and uneven flow speeds within the hollow body. The blow mold is therefore worn out more quickly. In addition, the cooling water usually contains suspended matter, which settles on the edges and corners of the blow mold and can lead to heat build-up and damage.

Demgegenüber liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine wassergekühlte Blasform der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß der Wirkungsgrad wesentlich verbessert und die Lebensdauer der Blasform erheblich erhöht wird.In contrast, the innovation is based on the task of designing a water-cooled blow mold of the generic type in such a way that the efficiency is significantly improved and the service life of the blow mold is considerably increased.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß die Rückwand und das Stirnende im Bereich der Uberströmöffnungen mit der jeweils anschließenden Zwischenwand eine gekrümmte ümlenkflache für das Kühlwasser bilden.According to the innovation, this task is solved in that the rear wall and the front end in the area of the overflow openings with the respective adjoining intermediate wall form a curved deflection surface for the cooling water.

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Die Anordnung der Ümlenkflächen hat den wesentlichen Vorteil, daß eine gleichmäßige KÜhlwasserdürchströmüng erzielt wird, wobei Totecken u. dgl. vermieden werden, so daß eine bestmögliche und gleichförmige Kühlung der Blasform erreicht wird.The arrangement of the deflection surfaces has the significant advantage that a uniform cooling water flow is achieved, whereby dead corners etc. are avoided, so that the best possible and uniform cooling of the blow mold is achieved.

Vorzugsweise besteht die Blasform aus einem einzigen Gußwerkstück mit eingeformten Umlenkflachen. Die Herstellung als Gußwerkstück ermöglicht eine besonders günstige Ausbildung der Umlenkflächen, die durch Schweißarbeiten teilweise gar nicht möglich wäre. Weiterhin ist auch die Rückwand integrierter Bestandteil des Gußwerkstückes, so daß der bisher erforderliche Verteilerring nicht mehr benötigt wird. Außerdem kann die Anzahl der Strömungskanäle erhöht werden, wobei deren Strömungsquerschnitt relativ gering ist und hierdurch die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Erreicht wird dies dadurch, daß die Zwischenwände mit einem Winkel von etwa 20 Grad bis 30 Grad auf dem Umfang des Kohlraumes verteilt sind. Auch wird die gleichmäßige Kühlwirkung dadurch verbessert, daß die Strömungskanäle einen gleichen Strömungsquerschnitt haben.The blow mold preferably consists of a single cast workpiece with molded-in deflection surfaces. Manufacturing it as a cast workpiece enables a particularly favorable design of the deflection surfaces, which would not be possible in some cases with welding. The rear wall is also an integrated part of the cast workpiece, so that the previously required distributor ring is no longer needed. In addition, the number of flow channels can be increased, whereby their flow cross-section is relatively small and the flow speed is thereby increased. This is achieved by distributing the partition walls at an angle of around 20 degrees to 30 degrees around the circumference of the carbon chamber. The even cooling effect is also improved by the flow channels having the same flow cross-section.

Der Gegenstand der Neuerung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles naher dargestellt. Es zeigt: 25The subject of the innovation is shown in more detail in the drawing using an example of implementation. It shows: 25

Fig. 1 einen mittleren Längsschnitt durch eine wassergekühlte Blasform,Fig. 1 a central longitudinal section through a water-cooled blow mould,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer Ansicht von der Rückseite, teilweise aufgeschnitten undFig. 2 the object of Fig. 1 in a view from the back, partially cut open and

Fig. 3 einen Wickelschnitt durch den Gegenstand der Fig.Fig. 3 is a winding section through the object of Fig.

Die wassergekühlte Blasform 1 besteht aus einem doppelwandigen Hohlkörper, mit einem Außenmantel 3 und einem Innenmantel 4. Der Innenmantel 4 bildet eine Durchtrittöfffnung für den in den Ofen einzuleitenden Heißwind. Zwischen demThe water-cooled blow mold 1 consists of a double-walled hollow body with an outer shell 3 and an inner shell 4. The inner shell 4 forms a passage opening for the hot air to be introduced into the furnace. Between the

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AUßenmantel 3 Und dem Ihnenmantel 4 ist ein Höhlraum 5, der der Wasserkühlung dient. Dieser ist durch sine Rückwand 6 verschlossen, in der eine Einlaufbohrung 8 und eine Auslaufbohrung 9 Vorhanden sind. Am anderen Sade ist der Hohlraum 5 durch das Stirnende 7 verschlossen.Outer casing 3 and inner casing 4 have a cavity 5, which is used for water cooling. This is closed by a rear wall 6, in which there is an inlet hole 8 and an outlet hole 9. At the other end, the cavity 5 is closed by the front end 7.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, sind im Hohlraum 5 auf den Umfang verteilte Zwischenwände 10 angeordnet. Diese sind mit einem Winkel etwa 20 Grad bis 30 Grad auf dem Umfang des Hohlraumes 5 verteilt. Die Zwischenwände 10 bilden parallele Strömungskanäle, welche abwechselnd an der Rückwand 6 bzw. am Stirnende 7 anschließen, während jeweils zwischen ihrem gegenüberliegenden Ende dem Stirnende 7 bzw. der Rückwand 6 überströmöffnungen 12 vorhanden sind. Fig. 3 läßt erkennen, daß hierdurch ein mäan-As shown in particular in Fig. 3, partition walls 10 are arranged in the cavity 5, distributed over the circumference. These are distributed at an angle of approximately 20 degrees to 30 degrees over the circumference of the cavity 5. The partition walls 10 form parallel flow channels, which alternately connect to the rear wall 6 and the front end 7, while between their opposite end, the front end 7 and the rear wall 6, there are overflow openings 12. Fig. 3 shows that this creates a meandering

derförmige?; Strömungskanal 11 gebildet wird. Außerdem ist zwischen der Einlaufbohrung 8 und der Auslaufbohrung 9 eine Zwischenwand 14 vorgesehen, welche zwischen der Rückwand 6 und dem Stirnende 7 durchgehend verläuft und keine Überströmöffnung bildet.der-shaped?; flow channel 11 is formed. In addition, an intermediate wall 14 is provided between the inlet bore 8 and the outlet bore 9, which runs continuously between the rear wall 6 and the front end 7 and does not form an overflow opening.

Die vorgenannten Bauteile sind aus einem Gußwerkstück aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet, wobei die Rückwand 6 und die Umlenkflächen 13 unmittelbarer B6itandteil des Gußwerkstückes sind. Die Strömungskanäle 11 haben alle einen gleichen Strömungsquerschnitt, abgesehen von denen die unmittelbar an die Einlaufbohrung 8 bzw. die Auslaufbohrung 9 anschließen. Bedarfsweise können aber auchThe above-mentioned components are made from a cast workpiece made of copper or a copper alloy, with the rear wall 6 and the deflection surfaces 13 being an immediate part of the cast workpiece. The flow channels 11 all have the same flow cross-section, apart from those that directly connect to the inlet bore 8 or the outlet bore 9. However, if required,

&Ggr; diese dem Strömungsquerschnitt der anderen Strömungskanäle&Ggr; this corresponds to the flow cross-section of the other flow channels

j§ 30 11 angepaßt sein.j§ 30 11 be adapted.

&Idigr; Das Kühlwasser tritt durch die Einlaufbohrung 8 in den er-&Idigr; The cooling water enters through the inlet hole 8 into the

sten Strömungskanal 11 ein, wird am Ende der Zwischenwandst flow channel 11, is at the end of the partition wall

10 an der Umlenkfläche 13 umgelenkt und strömt nun wieder 35 zurück zur Rückwand, wo ebenfalls eine Umlenkung in den10 is deflected at the deflection surface 13 and now flows back 35 to the rear wall, where a deflection into the

* dann folgenden dritten Strömungskanal stattfindet.* then the following third flow channel takes place.

J Dieser Vorgang wiederholt sich über den gesamten UmfangJ This process is repeated over the entire circumference

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der Blasform 1, so daß das Kühlwasser ständig vom rückwärtigen Ende zum vorderen Ende und vom vorderen Ende zum rückwärtigen Ende usw. strömt. Die Kühlwirkung wird hierdurch ganz erheblich verbessert.the blow mold 1 so that the cooling water flows continuously from the rear end to the front end and from the front end to the rear end, etc. The cooling effect is thereby significantly improved.

Während bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 die Zulaufbohrung 8 und Auslaufbohrung 9 unmittelbar nebeneinander liegen, besteht auch die Möglichkeit sie diametral gegenüberliegend an der Blasform 1 anzubringen. In diesem Falle ist an Stelle der Zwischenwand 14 im Einlaufkanal mittig ein Trennblech anzubringen, welches den Wasserstrom gleichmäßig auf die linke und die rechte Hälfte verteilt, so daß ein Teilstrom um 180 Grad auf der einen Seite und der andere Teilstrom um 180 Grad auf der anderen Seite zur Auslauföffnung hin fließt.While in the design according to Fig. 1 to 3 the inlet bore 8 and outlet bore 9 are located directly next to each other, it is also possible to install them diametrically opposite each other on the blow mold 1. In this case, instead of the intermediate wall 14, a separating plate is to be installed in the middle of the inlet channel, which distributes the water flow evenly between the left and right halves, so that one partial flow flows 180 degrees on one side and the other partial flow flows 180 degrees on the other side towards the outlet opening.

Claims

■·« ·· Ii ,,j 27.04.1987 (32.1097/Wi) Protection claims

1. Water-cooled tuyere for blast furnaces and hot blast cupola furnaces, consisting of a double-walled hollow body with a central passage opening for the hot blast, wherein the cavity through which the cooling water flows is closed by an annular rear wall provided with inlet and outlet holes, and in the cavity, partition walls distributed around the circumference are arranged radially and coaxially, which alternately connect to the rear wall or the front end to form parallel flow channels, while between their opposite end and the front end or the rear wall there are overflow openings which connect the flow channels to one another, characterized in that the rear wall (6) and the front end (7) in the area of the overflow openings (12) with the respective adjoining partition wall (10) form a curved deflection surface (13) for the cooling water.

2. Water-cooled blow mold according to claim 1, characterized in that the blow mold (1) consists of a cast workpiece with molded-in deflection surfaces (13).

3. Water-cooled blow mold according to claim 2, characterized in that the rear wall (6) is an integral part of the cast workpiece.

4. Water-cooled blow mold according to claim 3, characterized in that the intermediate walls (10) are arranged at an angle of approximately 20 degrees to 30 degrees on the circumference of the cavity

(5) are distributed.

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5. Water-cooled blow mold according to claim 4, characterized in that the flow channels (11) have an equal flow cross-section.

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