DE940835C - In den Kreislauf eines Kesselsystems eingeschalteter wassergekuehlter Tuerrahmen fuer Industrieoefen, wie Siemens-Martin-OEfen - Google Patents

Description

• In den Kreislauf eines Kesselsystems eingeschalteter wassergekühlter Türrahmen für Industrieöfen, wie Siemens-Martin-Öfen Die Erfindung betrifft einen wassergekühlten Türrahmen für Industrieöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, bei welchen die von dem Kühlmittel aufgenommene Wärme in Dampfform nutzbar gemacht wird, z. B. indem die Kühlmittelleitungen durch den Rahmen in das Zwangsumlaufsystein eines Dampfkessels eingeschaltet werden. Die bekannten Konstruktionen dieser Art eignen sich nicht für die Rückgewinnung der Wärme als sogenannte »hochwertige Wärme«, d. h. in Form von möglichst hochgespanntem Dampf, und weisen außerdem andere Nachteile auf, weil ihre Bauart nicht den insbesondere für diesen Fall zu stellenden Hauptanforderungen entspricht, daß überall eine gleichmäßige gute Kühlung unter Vermeidung von örtlichen Wärmestauungen in dem Material der Platte gesichert wird, was einmal eine ausreichende Kühlwassergeschwindigkeit und zum anderen möglichst kleine Wandstärken des Kühlrahmens, d. h. je nach der Stärke des Rahmens bestimmte Abmessungen der Kühlkanäle, voraussetzt.
• Die Erfindung schafft einen gekühlten Türrahmen für Industrieöfen, der nicht nur diesen Voraussetzungen, die sich an sich hinsichtlich ihrer Auswirkungen normalerweise widersprechen, in günstigster Weise Rechnung trägt, sondern auch ohne Schwierigkeiten Änderungen der betrieblichen Verhältnisse anpaßbar ist. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung der Türkühlrahmen so ausgebildet, daß in seinen senkrechten und waagerechten Schenkeln je mehrere aneinander angeschlossene Kanäle gleichen Querschnitts in Nebeneinanderanordnung vorgesehen werden, die durch Wandungen von gleicher Stärke umschlossen und voneinander getrennt sind. Um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums in den Kanälen möglichst gleich zu halten, wird unter Aufrechterhaltung der überall gleichmäßigen Wandstärken der freie Dürchfluß in den Abschnitten der Kanäle, die sich an die Eintrittsöffnung für das Kühlwasser anschließen, dadurch verringert, daß in ihnen in axialer Anordnung Einbauten dem Profil der Kanäle entsprechenden Querschnitts vorgesehen werden, so daß lediglich ein entsprechend eingeschnürter ringförmiger freier Durchflußquerschnitt verbleibt und demgemäß in den betreffenden Abschnitten die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums entsprechend vergrößert wird.
• Diese Einbauten sind vorzugsweise auswechselbar, so daß sie je nach den Erfordernissen durch solche größeren oder kleineren Querschnitts ersetzt werden könne. Vorzugsweise erfolgt ihre Gesamtanordnung so, daß eine allmähliche Vergrößerung des 'freien Durchflußquerschnittes für das Kühlmittel entsprechend der als Folge seiner Erwärmung und Verdampfung eintretenden Volumenvergrößerung von einem kleineren zu einem grö.Beren Querschnitt erfolgt.
• Ein gekühlter Türrahmen gemäß der Erfindung kann beispielsweise aus einer starken, brammenartigen Blechplatte von etwa 8o mm Stärke hergestellt werden, in welche die Kühlwasserkanäle gebohrt werden. Statt dessen kann er auch aus einzelnen Vierkantrohren von quadratischen oder rundem -Durchflußquerschnitt, die in Nebeneinanderanordnung durch Verschweißen miteinander verbunden werden, bestehen.
• Der Türrahmen kann, um zu lange Strömungswege zu vermeiden sowie um mit einer hinreichenden Menge an frischem Kühlmittel arbeiten zu können und derart eine entsprechende Kühlwirkung zu erzielen, beispielsweise in zwei symmetrische Hälften aufgeteilt sein, deren jede mit besonderen, unabhängig voneinander versorgten Kühlwassersystemen ausgerüstet ist, wobei es sich in weiterer Ausbildung dieses Gedankens als zweckmäßig erweist, in jeder Hälfte zwei voneinander getrennte Kühlwasserwege, den einen in dem Querteil des Rahmens und den anderen in dem Schenkel, vorzusehen.
• Jedes dieser Systeme ist an eine Kühlwasserzuführtingsleitung und an eine Abführungsleitung für den erzeugten, vorzugsweise hochgespannten Dampf nach einem Dampfkessel hin versehen.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel eines Türkühlrahmens nach der Erfindung für einen Siemens-Martin-Ofen teilweise im Schnitt dar.
• Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der beispielsweise aus einem mit entsprechenden Bohrungen versehenen, starkwandigen brammenartigen Blech bestehenden Rahmen in zwei symmetrische Hälften aufgeteilt, und jeder vertikale Schenkel sowie jede Hälfte des horizontalen Schenkels enthält je ein System von Kühlwasserkanälen.
• Im folgenden wird die Anordnung der Kühlwasserka@näle in der einen der beiden Hälften beschrieben.
• Das Kühlwasser wird über einen Verteilungskopf durch Leitungen 6 und 7 dem einen und dem anderen der beiden Systeme zugeführt, von denen durch die Leitung 6 das System in dem halben Querbalken der Tür, durch die Leitung 7 das in dem der betreffenden Hälfte zugehörenden Schenkel versorgt wird. Im Querbalken wie im Schenkel sind eine Anzahl von Kanälen gleichen Querschnitts, und zwar im Querbalken in horizontaler und im Schenkel in vertikaler Anordnung, vorgesehen, die durch Zwischenwände von gleichen Stärken voneinander getrennt sind.
• Die Zuführungsleitung 6 des Querbalkensystems mündet in den horizontalen Kanal 8, in dem die Kühlflüssigkeit gemäß der Abbildung zunächst von rechts nach links, dann in dem Kanal 8' von links nach rechts und so entsprechend durch die folgenden Kanäle 8", 8"' usw. strömt, um in Form von Dampf oder eines Dampf-Wasser-Gemisches durch den Stutzen 5 auszutreten und nach dem Dampfkessel hingeleitet .zu werden.
• In den ersten der Kanäle 8 und 8' sind axial angeordnete Einbauten :2 dem Profil des Kanals entsprechenden Querschnitts vorgesehen, die von außen, wie bei 9 angedeutet, durch Bohrungen in die Kanäle eingeführt werden und in den durch Stopfen 3 verschlossenen Bohrungen auswechselbar befestigt sind.
• Dem Kühlflüssigkeitsstrom- steht also in den zunächst vbn ihr durchflossenen Kanälen 8 und 8' lediglich der Ringquerschnitt zur Verfügung, der um die Einbauten herum verbleibt, so daß-seine Geschwindigkeit entsprechend gesteigert wird, bis sich durch Erwärmung und Verdampfung sein Volumen so weit vergrößert hat, daß in den folgenden, von Einbauten freien Kanälen 8" und 8"' diese Geschwindigkeit auch bei dem demgemäß größeren Querschnitt der Kanäle beibehalten wird. Die Einbauten in den einzelnen Kanälen sind nach dem Ausführungsbeispiel als solche gleichen Querschnitts dargestellt. 'Sie können aber auch in der Strömungsrichtung der Kanäle bzw. in den aufeinanderfolgenden Kanälen abnehmenden Querschnitt besitzen, so daß dem Kühlmittel ohne schroffen Übergang von einem kleineren zu einem größeren Querschnitt jeweils der seiner Volumensvergrößerung entsprechende freie Durchflußquerschnitt dargeboten wird.
• Das 'zweite System hat nach dem Ausführungsbeispiel einen ersten Abschnitt in -dem Kanal 1o, der mit dem unterhalb des dem ersten System zugehörenden Kanals 8 parallel zu diesem verläuft. Das Kühlmittel durchströmt, aus dem Kanal to kommend, aufeinanderfolgend die vertikalen Kanäle ro', zö', zo"', die nach dem Ausführungsbeispiel sämtlich mit Einbauten versehen sind und von denen die Kanäle io" und zo"' parallel geschaltet sind, um bei i i in Form eines Dampf-Wasser-Gemisches nach dem Kessel hin auszutreten. Die Vergrößerung des freien Durchflußquerschnitts entsprechend der Volumensvergrößerung des Kühlmittels wird in diesem Falle durch Parallelschaltung der Kanäle iö' und io"' anschließend an den Kanal io' erzielt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. In den Kreislauf eines Kesselsystems eingeschalteter, wassergekühlter Türrahmen für Industrieöfen, wie Siemens-Martin-Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß in den senkrechten und ,waagerechten Schenkeln des Rahmens eine Mehrzahl von parallel geschalteten Systemen von aneinander angeschlossenen, von einem Kühlmittel durchflossenen Kanälen von gleichen Querschnitten vorgesehen sind, deren seitliche Abstände voneinander gleich und gleich ihren Abständen von den Außenflächen des Rahmens sind, wobei der Durchflußquerschnitt der aufeinanderfolgend von dem Kühlmittel durchströmten Kanäle jedes Systems der Volumenvergrößerung des sicherwärmenden und schließlich verdampfenden Kühlmittels angepaßt vom Kühlmitteleintritt nach dem Kühlmittelaustritt zunimmt. a. Türkühlrahmen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Abschnitten der Kanäle, in denen eine Verringerung des freien Durchflußquerschnitts erfolgen soll, axial angeordnete Einbauten dem Profil der Kanäle entsprechenden Querschnitts vorgesehen sind, durch welche der freie OOuerschnitt der Kanäle auf einen entsprechenden Ringquerschnitt eingeschnürt wird. 3. Türkühlrahmen nach einem der Ansprüche i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten in den aufeinanderfolgenden Kanälen abnehmende Querschnitte besitzen. ,4. Türkühlrahmen nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem gegebenenfalls mit Einbauten versehenen vorhergehenden Kanal zwei oder mehr gegebenenfalls ebenfalls Einbauten aufweisende Kanäle in Parallelschaltung angeschlossen sind. 5. Türkühlrahmen nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten auswechselbar ausgebildet und derart solche von größerem Querschrnitt durch solche von kleinerem Querschnitt, und umgekehrt, ersetzbar sind. 6. Türküh,lrahmen nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem brammenartigen Walzkörper besteht, in dem die Kanäle durch entsprechende Bohrungen gebildet sind. 7. Türkühlrahmen nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus seitlich miteinander verschweißten, nebeneinandergelagerten Vierkantrohren besteht. B. Türkühlrahmen nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er in zwei symmetrisch gleiche Hälften aufgeteilt ist und jede der Hälften durch besondere Kühlströme betrieben wird. g. Türkühlrahmen nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Hälften eine Mehrzahl, beispielsweise zwei voneinander getrennte Kühlsysteme, und zwar eins für den Querteil des Rahmens und eins für den vertikalen Schenkel, vorgesehen sind.