EP0025132A1 - Kühlelement für einen metallurgischen Ofen - Google Patents

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EP0025132A1
EP0025132A1 EP80104768A EP80104768A EP0025132A1 EP 0025132 A1 EP0025132 A1 EP 0025132A1 EP 80104768 A EP80104768 A EP 80104768A EP 80104768 A EP80104768 A EP 80104768A EP 0025132 A1 EP0025132 A1 EP 0025132A1
Authority
EP
European Patent Office
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cooling element
cooling
cover plate
furnace shell
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP80104768A
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English (en)
French (fr)
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MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Publication date
Application filed by MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG filed Critical MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/10—Cooling; Devices therefor

Definitions

  • the invention relates to a cooling element for a metallurgical furnace, in particular a blast furnace, for essentially vertical attachment between the furnace lining and the furnace shell with a metallic receiving plate and at least one cooling tube which extends into recesses in the receiving plate with the interposition of a heat-conducting substance, the recesses of the receiving plate and the Cooling pipes together with the heat-conducting material are provided on the side of the mounting plate facing the furnace shell, and each cooling tube can be connected to the outside of a duct system for the cooling medium, in particular cooling water, which is laid on the outside of the furnace shell, in a gas-tight manner through which the inlet and outlet ends pass through the furnace shell.
  • Such a cooling element is known from DE-OS 27 12 563. It protects both the furnace lining and the furnace shell against excessive temperatures.
  • the mounting plate of the cooling element is formed from a plurality of cast iron rods extending parallel to one another.
  • the cast iron rods are attached to the cooling tubes, whereby the cooling tubes themselves form the load-bearing part of the cooling element.
  • the invention has for its object to provide a cooling element which has a greater mechanical strength than the known.
  • the cooling element comprises a one-piece cover plate, which on the likewise one-piece mounting plate of the cooling element while holding the Cooling tubes together with the heat-conducting substance are detachably fixed.
  • the cooling tubes are not the supporting part, but the receiving plate in connection with the cover plate which is releasably attached to it. This greatly increases the mechanical stability of the cooling element.
  • the line system for the cooling medium is designed as a closed circuit for evaporative cooling.
  • the evaporation preferably takes place outside the cooling element in the region of the risers of the circulation circuit; with the latter, the formation of vapor bubbles and pulsations within the cooling element is excluded, which could lead to the cooling tubes burning and thus to the failure of the cooling element.
  • the cover plate covers the mounting plate at least in its essential surface area.
  • the cover plate is designed with the same area as the receiving plate, with which the cover plate closes with the receiving plate on the circumference.
  • the receiving plate is designed as a cast iron plate.
  • the cover plate also preferably consists of a cast iron plate.
  • the thermal conductivity laid inside the recesses of the mounting plate ensures a large heat transfer from the inside of the furnace or the furnace lining to the cooling pipes. It is recommended that the heat-conducting material be provided only within the recesses of the mounting plate, since on the one hand the heat transfer to the cooling pipes is sufficiently large, and on the other hand the need for heat-conducting material is kept small.
  • the receiving plate on its side facing the furnace is outside of its depressions and the cover plate is flat on its side facing the furnace lining, the cooling tube outer walls being essentially flat with the areas of the receiving plate adjoining the recesses of the receiving plate.
  • the mounting plate and the cover plate are flat in the specified surface areas as described above xx, their manufacturing outlay is low. In addition, a compact, space-saving design of the cooling element is achieved. If the heat-conducting material is also only provided within the recesses of the mounting plate, the mounting plate and the cover plate can completely touch each other. come to the system, which further increases the stability of the cooling element.
  • the heat-conducting material has a high degree of plasticity and in particular consists of metallic aluminum, the cooling tubes being introduced into the recesses of the mounting plate by pressing against the heat-conducting material.
  • metallic aluminum as a thermal conductivity ensures good heat transfer and thus a great cooling effect of the cooling pipes.
  • the great plasticity of the Thermally conductive material as is readily available in the case of metallic aluminum, means that no gas cushions, in particular from furnace gases, which reduce the heat transfer to the cooling tubes can form in the areas of the cooling tube walls.
  • the cover plate on the receiving plate with the interposition of a, at least over the essential surface area of the cover plate, preferably gas-impermeable heat insulation layer, for. B. made of an asbestos material.
  • the heat insulation layer leads to low temperatures in the area of the furnace shell, which means that it is less exposed to thermal loads.
  • the gas impermeability of the thermal insulation layer ensures greater protection against aggressive gases and vapors that reach the area of the cooling element from the inside of the furnace via the brick lining.
  • a gas-impermeable heat insulation layer in particular a greater durability of the heat-conducting material laid in the recesses of the mounting plate, e.g. B. metallic aluminum.
  • the receiving plate On its side facing the furnace lining, the receiving plate preferably has ribs, in particular those in the form of transverse ribs.
  • the refractory bricks of the furnace lining are inserted into the recesses in these ribs.
  • the cover plate is also preferably provided with ribs on its side facing the furnace shell, preferably in the form of intersecting longitudinal and transverse ribs.
  • the cooling element then comes into contact with the furnace shell in the area of the ribs of the cover plate, with thermal insulation between the ribs of the cover plate Is introduced material for which a gas-impermeable thermal insulation material is primarily used according to the invention. Since the cover plate in this case only comes to rest on the furnace shell in the area of its ribs, the furnace shell is further protected against free heat transfer to it. The protection of the furnace against excessive temperatures is further increased by the thermal insulation that is inserted between the ribs of the cover plate. If the thermal insulation material also consists of gas-impermeable material, the possibility of harmful gases entering the area of the cooling element from the side facing the furnace shell is further reduced.
  • the cover plate of the cooling element according to the invention has at least one opening for the passage of the inlet and outlet ends of the cooling tubes in the direction of the furnace shell.
  • Each cooling tube preferably runs approximately U-shaped in the plane of the receiving plate, the inlet and outlet ends being guided through a common opening in the cover plate in the direction of the furnace shell. It is advantageous that the inlet and outlet ends of all cooling tubes are extended through a single common opening in the cover plate in the direction of the furnace shell.
  • the openings to be provided for the passage of the inlet and outlet ends of the cooling pipes in the furnace shell are small in number, which also reduces the risk of gases and vapors passing through the furnace shell to the outside from the inside of the furnace.
  • the cooling element can be fixed on the furnace shell by means of screwing means attached to the cover plate.
  • the screwing means for fixing the cooling element on the furnace shell preferably comprise a fastening piece attached to the cover plate, which can be passed through the furnace shell to the outside and is gas-tightly penetrated on the inside by one or more inlet and outlet ends of the cooling pipes, via which the cooling element on the furnace shell by means of one on the fastening piece of screwable xxx ring nut can be fixed on the outside with the interposition of a gas-tight sealing ring.
  • the cooling element according to the invention is characterized by the greatest possible compactness with great mechanical strength or stability. This cooling element can be extended directly along the furnace shell without the formation of a free space between the cooling element and the furnace shell, into which harmful gases and vapors could enter from the inside of the furnace.
  • the cover plate in the area of the passage of each inlet and outlet end of a cooling tube is assigned a control device which can be seen from the outside after the attachment of the cooling element, in order to determine water leaks.
  • This control device makes it possible to monitor the cooling element for water leaks with simple means.
  • the cooling element designated 1 for a metallurgical furnace, in particular a blast furnace, the attachment of which between the furnace lining (not shown) and the furnace shell 2 can be seen in the vertical position from FIG. 6, has a cast iron receiving plate 3 and a cast iron cover plate 4, each are in one piece and can be detachably fixed to one another by means of screw connection 5.
  • the receiving plate 3 and the cover plate 4 are rectangular and have the same base area, with which their peripheral areas coincide.
  • the receiving plate 3 has two recesses 6a and 6b which run in a substantially U-shaped plane, a cooling tube 8a or 8b running in each of the recesses 6a or 6b with the interposition of a heat-conducting substance 7.
  • the depressions 6a, 6b of the mounting plate 3 and the cooling pipes 8a, 8b are located together with the heat-conducting material 7 on the side of the mounting plate 3 facing the furnace shell 2.
  • the receiving plate 3 is flat on its side facing the furnace shell 2 outside of its depressions 6a, 6b and the cover plate 4 on its side facing the furnace lining, as can be seen in particular from FIGS. 4 and 5. These figures also illustrate that the outer walls of the cooling pipes 8a, 8b just end with the regions of the receiving plate 3 which extend to the side of the depressions 6a, 6b.
  • the heat-conducting material 7 extends only within the recesses 6a, 6b of the mounting plate 3.
  • the heat conductive 7 has great plasticity and consists of metallic aluminum, wherein the cooling tubes 8a, 8b are introduced into the depressions 6a, 6b by pressing against the heat-conducting material 7.
  • a gas-impermeable heat insulation layer 9 made of an asbestos material extends between the receiving plate 3 and the cover plate 4 over the entire surface of the cover plate 4.
  • the receiving plate 3 has on its side facing the furnace lining transverse ribs 3a, in the recesses. 3b after mounting the cooling element 1, the refractory bricks of the furnace lining protrude between the furnace lining and the furnace shell 2.
  • the cover plate 4 also has ribs in the form of longitudinal and transverse ribs 4a with cutouts 4b.
  • the longitudinal and transverse ribs 4a cross each other and are provided together with the recesses 4b on the side of the cover plate 4 facing the furnace shell 2.
  • the cooling element 1 comes to rest on the furnace shell 2 with the longitudinal and transverse ribs 4a of the cover plate 4, a gas-impermeable thermal insulation material 10 being introduced between the longitudinal and transverse ribs 4a.
  • the cooling pipe 8a can be connected to the outside of a pipe system for the cooling medium, which is not shown in the drawing and which is routed to the outside of the furnace casing 2 and is passed through the furnace shell 2 in a gas-tight manner through its inlet and outlet ends 11a and 11b.
  • This line system is designed as a closed circulation circuit for evaporative cooling, the evaporation taking place outside the cooling element 1 in the region of the risers of the circulation circuit, not shown.
  • the inlet and outlet ends of the two cooling tubes 11a, 11b are common through the cover plate 4 in the area of one seed opening 12 in the direction of the furnace 2 and thus can be passed through to the outside, which can be seen in particular from FIG. 6.
  • the cooling element 1 can be fixed on the furnace shell 2 via a fastening piece 13. As shown in FIG. 6, this fastening piece, which is gas-tightly penetrated on the inside by all four inlet and outlet ends 11a, 11b of the two cooling pipes 8a, 8b, is attached to the cover plate 4 and can be passed through the furnace shell 2 to the outside.
  • the fastening socket 13 has a screw thread 14 and 15 on the outside and inside, respectively.
  • a xxx ring nut 14a is screwed onto the outside screw thread 14, while a counter nut 15a is screwed onto the inside screw thread 15.
  • a further steel washer 18 and an inside sealing ring 18a are clamped under the counter nut 15a screwed onto the inside screw thread 15, followed by a steel washer 19 on the inside.
  • the two steel washers 18 and 19 and the inner sealing ring 18a have openings for Passing the inlet and outlet ends 11a, 11b of the two cooling pipes 8a, 8b; these openings are shown in detail in FIG. 7.
  • the cover plate 4 is assigned a control device 20, which can be seen from the outside after the attachment of the cooling element 1, in the form of an inspection nozzle. With this control device, water leaks in the area of the cooling element can easily be determined from the outside.
  • the control device 20 thus serves to monitor the cooling pipes 8a, 8b. If one of the cooling pipes 8a or 8b should leak, the opening 12 of the cover plate 4 would be filled with cooling medium, which would be easily ascertainable using the control device 20.

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Abstract

Kühlelement (1) für einen metallurgischen Ofen, insbesondere Hochofen, das zwischen der Ofenausmauerung und dem Ofenpanzer (2) angeordnet ist. Das Kühlelement (1) besteht aus einer einteiligen metallischen Aufnahmeplatte (3), die an der dem Ofenpanzer (2) zugekehrten Seite Vertiefungen (6a bzw 6b) aufweist, in die unter Zwischenschaltung eines Wärmeleitstoffes (7) ein oder mehrere Kühlrohre (8a, 8b) eingebettet sind, deren Einund Auslaufenden (11a bzw 11b) unter gasdichter Hindurchführung durch den Ofenpanzer (2) an das Kühlsystem anschließbar sind, und einer einteiligen, mit der Aufnahmeplatte lösbar verbundenen Deckelplatte (4) zur Halterung der Kühlrohre (8a, 8b) mitsamt dem Wärmeleitstoff (7). Zwischen Aufnahmeplatte (3) und Deckelplatte (4) befindet sich eine vorzugsweise gasundurchlässige Wärmeisolationsschicht (9). Die Deckelplatte (4) ist mit am Ofenpanzer (2) anliegenden Rippen (4a, 4b) versehen. In die Felder zwischen den Rippen (4a, 4b) ist ein gasundurchlässiger Wärmedämmstoff (10) eingebracht. Die Befestigung des Kühlelements am Ofenpanzer erfolgt mittels in der Deckelplatte eingesetzter Schraubmittel (14, 15).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kühlelement für einen metallurgischen Ofen, insbesondere einen Hochofen, zur im wesentlichen lotrechten Anbringung zwischen der Ofenausmauerung und dem Ofenpanzer mit einer metallischen Aufnahmeplatte und mindestens einem in Vertiefungen der Aufnahmeplatte unter Zwischenschaltung eines Wärmeleitstoffs erstreckten Kühlrohr, wobei die Vertiefungen der Aufnahmeplatte und die Kühlrohre mitsamt des Wärmeleitstoffs an der dem Ofenpanzer zugekehrten Seite der Aufnahmeplatte vorgesehen sind und jedes Kühlrohr unter gasdichter Hindurchführung seiner Ein- und Auslaufenden durch den Ofenpanzer nach außen an ein an der Außenseite des Ofenpanzers verlegtes Leitungssystem für das Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, anschließbar ist.
  • Ein solches Kühlelement ist aus der DE-OS 27 12 563 bekannt. Es schützt sowohl die Ofenausmauerung als auch den Ofenpanzer gegen zu hohe Temperaturen.
  • Im Falle der DE-OS 27 12 563 ist die Aufnahmeplatte des Kühlelements aus mehreren parallel zueinander erstreckten gußeisernen Stäben gebildet. Hierbei sind die gußeisernen Stäbe an den Kühlrohren befestigt, womit die Kühlrohre selbst den tragenden Teil des Kühlelements bilden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlelement bereitzustellen, welches eine größere mechanische Festigkeit als das bekannte besitzt.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Kühlelement eine einteilige Deckelplatte umfaßt, welche an der ebenfalls einteilig ausgebildeten Aufnahmeplatte des Kühlelementes unter Halterung der Kühlrohre mitsamt des Wärmeleitstoffs lösbar festgelegt ist.
  • Bei dieser Ausbildung des Kühlelementes sind nicht die Kühlrohre der tragende Teil, sondern die Aufnahmeplatte in Verbindung mit der an ihr lösbar festgelegten Deckelplatte. Hiermit ist die mechanische Stabilität des Kühlelementes stark vergrößert.
  • Es empfiehlt sich, daß das Leitungssystem für das Kühlmedium als ein geschlossener Umlaufkreis für Verdampfungskühlung ausgebildet ist. Hierbei erfolgt die Verdampfung vorzugsweise außerhalb des Kühlelementes im Bereich der Steigleitungen des Umlaufkreises; mit letzterem ist die Bildung von Dampfblasen und Pulsationen innerhalb des Kühlelementes ausgeschlossen, die zu einem Durchbrennen der Kühlrohre und damit zum Ausfall des Kühlelementes führen könnte.
  • Es empfiehlt sich, daß die Aufnahmeplatte und die Dekkelplatte des Kühlelementes miteinander verschraubt sind. Hierdurch ist der Zeitaufwand für den Zusammenbau des Kühlelementes bzw. für den Austausch von Kühlelementteilen gering gehalten.
  • Die mechanische Stabilität des Kühlelementes ist vergrößert, wenn die Deckelplatte die Aufnahmeplatte zumindest in deren wesentlichem Flächenbereich abdeckt. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Deckelplatte mit der Aufnahmeplatte flächengleich ausgebildet, womit die Deckelplatte mit der Aufnahmeplatte umfangsseitig abschließt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Aufnahmeplatte als eine gußeiserne.Platte ausgebildet. Auch die Deckelplatte besteht vorzugsweise aus einer gußeisernen Platte.
  • Der innerhalb der Vertiefungen der Aufnahmeplatte verlegte Wärmeleitstoff sichert einen großen Wärmeübergang von seiten des Ofeninneren bzw. der Ofenausmauerung auf die Kühlrohre. Es empfiehlt sich, daß der Wärmeleitstoff allein innerhalb der Vertiefungen der Aufnahmeplatte vorgesehen ist, da so einerseits der Wärmeübergang auf die Kühlrohre ausreichend groß ist, andererseits der Bedarf an Wärmeleitstoff klein gehalten ist.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Aufnahmeplatte an ihrer dem Ofenpanzer zugekehrten Seite außerhalb ihrer Vertiefungen und die Deckelplatte an ihrer der Ofenausmauerung zugekehrten Seite eben ausgebildet, wobei die Kühlrohraußenwandungen mit den seitlich der Vertiefungen der Aufnahmeplatte anschließenden Bereichen der Aufnahmeplatte im wesentlichen eben abschließen.
  • Indem die Aufnahmeplatte und die Deckelplatte in den angegebenen Flächenbereichen wie zuvor beschrieben xx eben ausgebildet sind, ist ihr Herstellungsaufwand gering. Außerdem ist dadurch eine kompakte, platzsparende Bauweise des Kühlelementes erreicht. Wenn der Wärmeleitstoff insoweit außerdem nur innerhalb der Vertiefungen der Aufnahmeplatte vorgesehen ist, können Aufnahmeplatte und Deckelplatte vollständig aneinander . zur Anlage kommen, was die Stabilität des Kühlelementes weiter vergrößert.
  • Es wird vorgezogen, daß der Wärmeleitstoff große Plastizität besitzt und insbesondere aus metallischem Aluminium besteht, wobei die Kühlrohre unter Anpressung gegen den Wärmeleitstoff in die Vertiefungen der Aufnahmeplatte eingebracht sind. Durch die Verwendung von metallischem Aluminium als Wärmeleitstoff ist ein guter Wärmeübergang und damit eine große Kühlwirkung der Kühlrohre sichergestellt. Die große Plastizität des Wärmeleitstoffs, wie sie bei metallischem Aluminium ohne weiteres gegeben ist, bedeutet, daß sich in den Bereichen der Kühlrohrwandungen keine den Wärmeübergang auf die Kühlrohre vermindernden Gaspolster, insbesondere aus Ofengasen, bilden können.
  • Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Deckelplatte an der Aufnahmeplatte unter Zwischenschaltung einer zumindest über den wesentlichen Flächenbereich der Deckelplatte erstreckten, vorzugsweise gasundurchlässige Wärmeisolationsschicht, z. B. aus einem Asbestmaterial, festgelegt. Die Wärmeisolationsschicht führt zu geringen Temperaturen im Bereich des Ofenpanzers, womit dieser in geringerem Umfang Wärmebelastungen ausgesetzt ist. Dabei stellt die Gasundurchlässigkeit der Wärmeisolationsschicht einen größeren Schutz gegenüber aggressiven Gasen und Dämpfen sicher, die über die Ofenausmauerung aus dem Ofeninneren her in den Bereich des Kühlelementes gelangen. Durch die Verwendung einer gasundurchlässigen Wärmeisolationsschicht ist insbesondere eine größere Haltbarkeit des in die Vertiefungen der Aufnahmeplatte verlegten Wärmeleitstoffs, z. B. metallisches Aluminium, erreicht.
  • Die Aufnahmeplatte weist an ihrer der-Ofenausmauerung zugekehrten Seite vorzugsweise Rippen, insbesondere solche in Form von Querrippen-auf. In die Aussparungen dieser Rippen werden die feuerfesten Steine der Ofenausmauerung eingebracht.
  • Auch die Deckelplatte ist an ihrer dem Ofenpanzer zugekehrten Seite bevorzugt mit Rippen, vorzugsweise in Form von sich kreuzenden Längs- und Querrippen versehen. Das Kühlelement kommt sodann im Bereich der Rippen der Deckelplatte am Ofenpanzer zur Anlage, wobei zwischen den Rippen der Deckelplatte ein Wärmedämmstoff eingebracht ist, für den nach der Erfindung in erster Linie ein gasundurchlässiger Wärmedämmstoff eingesetzt wird. Indem die Deckelplatte in diesem Fall lediglich im Bereich ihrer Rippen am Ofenpanzer zur Anlage kommt, ist der Ofenpanzer gegenüber einem freien Wärmeübergang auf ihn weiter geschützt. Der Schutz des Ofenpanzers gegen zu hohe Temperaturen ist weiterhin durch den Wärmedämmstoff vergrößert, der zwischen den Rippen der Deckelplatte eingebracht ist. Besteht der Wärmedämmstoff außerdem aus gasundurchlässigem Material, ist die Möglichkeit des Eintritts von schädlichen Gasen in den Bereich des Kühlelements von seiten seiner dem Ofenpanzer zugekehrten Seite her weiter verringert.
  • Die mechanische Festigkeit des Kühlelementes wird weiter vergrößert, wenn die Ein- und Auslaufenden der Kühlrohre durch die Deckelplatte hindurchgeführt sind. Demgemäß weist die Deckelplatte des Kühlelementes nach der Erfindung mindestens eine öffnung zur Hindurchführung der Ein- und Auslaufenden der Kühlrohre in Richtung zum Ofenpanzer hin auf.
  • Jedes Kühlrohr verläuft vorzugsweise in der Ebene der Aufnahmeplatte etwa U-förmig, wobei die Ein- und Auslaufenden durch eine gemeinsame öffnung in der Deckelplatte in Richtung zum Ofenpanzer geführt sind. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Ein- und Auslaufenden aller Kühlrohre durch eine einzige gemeinsame Öffnung in der Deckelplatte in Richtung zum Ofenpanzer erstreckt sind.
  • Auf diese Weise sind die für die Hindurchführung der Ein- und Auslaufenden der Kühlrohre vorzusehenden öffnungen im Ofenpanzer zahlenmäßig gering, womit auch die Gefahr des Übertritts von Gasen und Dämpfen über den Ofenpanzer nach außen in die Umgebung vom Ofeninneren her vermindert ist.
  • Es wird vorgezogen, das Kühlelement am Ofenpanzer nicht durch Schweißung, sondern durch Keile oder Schrauben zu befestigen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Kühlelement am Ofenpanzer mittels an der Deckelplatte angesetzter Schraubmittel festlegbar.
  • Die Schraubmittel zur Festlegung des Kühlelementes am Ofenpanzer umfassen vorzugsweise einen an der Deckelplatte angesetzten, durch den Ofenpanzer nach außen hindurchführbaren und innenseitig von einem oder mehreren Ein- und Auslaufenden der Kühlrohre gasdicht durchsetzten Befestigungsstutzen, über den das Kühlelement am Ofenpanzer mittels einer auf den Befestigüngsstutzen von außen unter Zwischenschaltung eines gasdichten Dichtungsringes aufschraubbaren xxx Ringmutter festlegbar ist.
  • Das Kühlelement gemäß der Erfindung ist bei großer mechanischer Festigkeit bzw. Stabilität durch größtmögliche Kompaktheit ausgezeichnet. Dieses Kühlelement kann unmittelbar entlang dem Ofenpanzer erstreckt werden, ohne Bildung eines freien Raumes zwischen Kühlelement und Ofenpanzer, in den schädliche Gase und Dämpfe von seiten des Ofeninneren her eintreten könnten.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Deckelplatte im Bereich der-Hindurchführung jedes Einund Auslaufendes eines Kühlrohres eine nach der Anbringung des Kühlelementes von außen her einsehbare Kontrolleinrichtung zur Feststellung von Wasseründichtigkeiten zugeordnet. Diese Kontrolleinrichtung ermöglicht es, das Kühlelement mit einfachen Mitteln auf Wasserundichtigkeit hin zu überwachen.
  • Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß gestalteten Kühlelementes erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 das Kühlelement in perspektivischer Ansicht ohne Verschraubung von Aufnahme-und Deckelplatte, vom Ofenpanzer her gesehen und teilweise geschnitten;
    • Fig. 2 das Kühlelement der Fig. 1 in der Draufsicht bei Verschraubung von Aufnahme-und Deckelplatte, vom Ofenpanzer her gesehen;
    • Fig. 3 die Deckelplatte des Kühlelementes der Fig. 1 und 2 mit eingelegtem Wärmeleitstoff, in Richtung zur Ofenausmauerung gesehen;
    • Fig. 4 das.Kühlelement der Fig. 1 bis 3 im zusammengebauten Zustand im Vertikalschnitt, im wesentlichen gemäß der Linie IV-IV der Fig. 3;
    • Fig. 5 einen Teil des Kühlelementes der Fig. 1 bis 4 im Horizontalschnitt gemäß Linie V-V der Fig. 4;
    • Fig. 6 einen Teil des Kühlelementes der Fig. 1 bis 5 im zusammengebauten Zustand im Vertikalschnitt nach seiner Anbringung zwischen Ofenausmauerung und Ofenpanzer;
    • Fig. 7 einen Teil des Kühlelementes der Fig. 1 bis 6 im zusammengebauten Zustand nach seiner Anbringung zwischen Ofenausmauerung und Ofenpanzer in Frontansicht gemäß Linie VII-VII der Fig. 6, teilweise im Schnitt.
  • Das mit 1 bezeichnete Kühlelement für einen metallurgischen Ofen, insbesondere einen Hochofen, dessen Anbringung zwischen der nicht dargestellten-Ofenausmauerung und dem Ofenpanzer 2 in lotrechter Lage aus Fig. 6 ersichtlich ist, weist eine gußeiserne Aufnahmeplatte 3 und eine gußeiserne Deckelplatte 4 auf, die jeweils einteilig sind und aneinander mittels Verschraubung 5 lösbar festgelegt werden können. Die Aufnahmeplatte 3 und die Deckelplatte 4 sind rechteckförmig und besitzen die gleiche Grundfläche, womit ihre Umfangsbereiche zusammenfallen.
  • Die Aufnahmeplatte 3 weist zwei in ihrer Ebene im wesentlichen U-förmig verlaufende Vertiefungen 6a und 6b auf, wobei in jeder der Vertiefungen 6a bzw. 6b unter Zwischenschaltung eines Wärmeleitstoffs 7 je ein Kühlrohr 8a bzw. 8b verläuft. Die Vertiefungen 6a, 6b der Aufnahmeplatte 3 und die Kühlrohre 8a, 8b befinden sich mitsamt des Wärmeleitstoffs 7 an der dem Ofenpanzer 2- zugekehrten Seite der Aufnahmeplatte 3.
  • Es ist die Aufnahmeplatte 3 an ihrer dem Ofenpanzer 2 zugekehrten Seite außerhalb ihrer Vertiefungen 6a, 6b und die Deckelplatte 4 an ihrer der Ofenausmauerung zugekehrten Seite eben ausgebildet, wie insbesondere aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Diese Figuren veranschaulichen auch, daß die Außenwandungen der Kühlrohre 8a, 8b mit den seitlich der Vertiefungen 6a, 6b erstreckten Bereichen der Aufnahmeplatte 3 eben abschlie-Ben.
  • Wie Fig. 3 zeigt, ist der Wärmeleitstoff 7 allein innerhalb der Vertiefungen 6a, 6b der Aufnahmeplatte 3 erstreckt. Der Wärmeleitstoff 7 besitzt große Plastizität und besteht aus metallischem Aluminium, wobei die Kühlrohre 8a, 8b in die Vertiefungen 6a, 6b unter Anpressung gegen den Wärmeleitstoff 7 eingebracht sind. Andererseits ist zwischen Aufnahmeplatte 3 und Deckelplatte 4 über die gesamte Fläche der Deckelplatte 4 eine gasundurchlässige Wärmeisolationsschicht 9 aus einem Asbestmaterial erstreckt.
  • Die Aufnahmeplatte 3 besitzt an ihrer der Ofenausmauerung zugekehrten Seite Querrippen 3a, in deren Aussparungen. 3b nach Anbringung des Kühlelementes 1 zwischen der Ofenausmauerung und dem Ofenpanzer 2 die feuerfesten Steine der Ofenausmauerung hineinragen.
  • Auch die Deckelplatte 4 besitzt Rippen in Form von Längs- und Querrippen 4a mit Aussparungen 4b. Die Längs- und Querrippen 4a kreuzen einander und sind mitsamt der Aussparungen 4b an der dem Ofenpanzer 2 zugekehrten Seite der Deckelplatte 4 vorgesehen. Wie Fig. 6 zeigt, kommt das Kühlelement 1 am Ofenpanzer 2 mit den Längs- und Querrippen 4a der Deckelplatte 4 zur Anlage, wobei zwischen den Längs- und Querrippen 4a ein gasundurchlässiger Wärmedämmstoff 10 eingebracht ist.
  • Das Kühlrohr 8a ist ebenso wie das Kühlrohr 8b unter gasdichter Hindurchführung seiner Ein- und Auslaufenden 11a bzw. 11b durch den Ofenpanzer 2 nach außen an ein an der Außenseite des Ofenpanzers 2 verlegtes, in der Zeichnung nicht dargestelltes Leitungssystem für das Kühlmedium anschließbar. Dieses Leitungssystem ist als ein geschlossener Umlaufkreis für Verdampfungskühlung ausgebildet, wobei die Verdampfung außerhalb des Kühlelementes 1 im Bereich der nicht dargestellten Steigleitungen des Umlaufkreises erfolgt.
  • Die Ein- und Auslaufenden der beiden Kühlrohre 11a, 11b sind durch die Deckelplatte 4 im Bereich einer gemeinsamen öffnung 12 in Richtung zum Ofenpanzer 2 und damit nach außen hindurchführbar, was insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist.
  • Das Kühlelement 1 ist am Ofenpanzer 2 über einen Befestigungsstutzen 13 festlegbar. Wie Fig. 6 zeigt, ist dieser Befestigungsstutzen, der innenseitig von allen vier Ein- und Auslaufenden 11a, 11b der beiden Kühlrohre 8a, 8b gasdicht durchsetzt ist, an der Deckelplatte 4 angesetzt und durch den Ofenpanzer 2 nach außen hindurchführbar.
  • Der Befestigungsstutzen 13 besitzt außenseitig und innenseitig je ein Schraubgewinde 14 bzw. 15. Auf das außenseitige Schraubgewinde 14 ist eine xxx Ringmutter 14a geschraubt, während am innenseitigen Schraubgewinde 15 eine Gegenmutter 15a angeschraubt ist.
  • Zwischen der xxx Ringmutter 14a und dem Ofenpanzer 2 befindet sich ein außenseitiger gasdichter Dichtungsring 16 aus einem elastischen Werkstoff sowie eine Stahlunterlegscheibe 16a, während zwischen dem Ofenpanzer 2 und der Deckelplatte 4 eine Isoliermanschette . 17 geklemmt ist. Seitlich der Isoliermanschette 17 schließt sich zwischen Kühlelement 1 und dem Ofenpan- zer 2 eine dünne Isolierschicht 17a an.
  • Unter die an das innenseitige Schraubgewinde 15 angeschraubte Gegenmutter 15a ist eine weitere Stahlunterlegscheibe 18 sowie ein innenseitiger Dichtungsring 18a untergeklemmt, auf den innenseitig eine Stahlunterlegscheibe 19 nachfolgt.
  • Die beiden Stahlunterlegscheiben 18 und 19 sowie der innenseitige Dichtungsring 18a besitzen öffnungen zur Hindurchführung der Ein- und Auslaufenden 11a, 11b der beiden Kühlrohre 8a, 8b; diese öffnungen sind im einzelnen aus Fig. 7 ersichtlich.
  • Der Deckelplatte 4 ist im Bereich ihrer öffnung 12 zur Hindurchführung der Ein- und Auslaufenden 11a, 11b der beiden Kühlrohre 8a, 8b eine nach der Anbringung des Kühlelementes 1 von außen her einsehbare Kontrolleinrichtung 20 in Form eines Inspektionsstutzens zugeordnet. Mittels dieser Kontrolleinrichtung können von außen her leicht Wasserundichtigkeiten im Bereich des Kühlelementes festgestellt werden. Die Kontrolleinrichtung 20 dient somit zur Überwachung der Kühlrohre 8a, 8b. Sollte eines der Kühlrohre 8a bzw. 8b undicht werden, so würde die öffnung 12 der Deckelplatte 4 mit Kühlmedium gefüllt, was unter Verwendung der Kontrolleinrichtung 20 leicht feststellbar sein würde.

Claims (17)

1. Kühlelement für einen metallurgischen Ofen, insbesondere einen Hochofen, zur im wesentlichen lotrechten Anbringung zwischen der Ofenausmauerung und dem Ofenpanzer mit einer metallischen Aufnahmeplatte und mindestens einem in Vertiefungen der Aufnahmeplatte unter Zwischenschaltung eines Wärmeleitstoffs erstreckten Kühlrohr, wobei die Vertiefungen der Aufnahmeplatte und die Kühlrohre mitsamt des Wärmeleitstoffs an der dem Ofenpanzer zugekehrten Seite der Aufnahmeplatte vorgesehen sind und jedes Kühlrohr unter gasdichter Hindurchführung seiner Ein- und Auslaufenden durch den Ofenpanzer nach außen an ein an der Außenseite des Ofenpanzers verlegtes Leitungssystem für das Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, anschließbar ist, gekennzeichnet durch eine einteilige, an der ebenfalls einteilig ausgebildeten Aufnahmeplatte (3) unter Halterung der Kühlrohre (8a, 8b) mitsamt des Wärmeleitstoffs (7) lösbar festgelegte Deckelplatte (4).
2. Kühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem für das Kühlmedium als ein geschlossener Umlaufkreis für Verdampfungskühlung ausgebildet ist, wobei die Verdampfung vorzugsweise außerhalb des Kühlelements (1) im Bereich der Steigleitungen des Umlaufkreises erfolgt.
3. Kühlelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (3) und die Deckelplatte (4) miteinander verschraubt sind..
4. Kühlelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte (4) die Aufnahmeplatte (3) zumindest in deren wesentlichem Flächenbereich abdeckt, wobei diese Platten (3, 4) vorzugsweise rechteckförmig ausgebildet sind.
5. Kühlelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (3) und gegebenenfalls die Deckelplatte (4) je als gußeiserne Platte ausgebildet sind.
6. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitstoff (7) allein innerhalb der Vertiefungen (6a, 6b) der Aufnahmeplatte (3) vorgesehen ist.
7. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (3) an ihrer dem Ofenpanzer (2) zugekehrten Seite außerhalb ihrer Vertiefungen (6a, 6b) und die Deckelplatte (4) an ihrer der Ofenausmauerung zugekehrten Seite eben ausgebildet sind, wobei die Kühlrohraußenwandungen mit den seitlich der Vertiefungen (6a, 6b) der Aufnahmeplatte (3) erstreckten Bereichen der Aufnahmeplatte (3) im wesentlichen eben abschließen.
8. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitstoff (7) große Plastizität besitzt und insbesondere aus metallischem Aluminium besteht und daß die Kühlrohre (8a, 8b) unter Anpressung gegen den Wärmeleitstoff (7) in die Vertiefungen (6a, 6b) der Aufnahmeplatte (3) eingebracht sind.
9. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte (4) an der Aufnahmeplatte (3) unter Zwischenschaltung einer zumindest über den wesentlichen Flächenbereich der Deckelplatte (4) erstreckte, vorzugsweise gasundurchlässige Wärmeisolationsschicht (9), z. B. aus einem Asbestmaterial, festgelegt ist.
10. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (3) an ihrer der Ofenausmauerung zugekehrten Seite Rippen, vorzugsweise in Form von Querrippen (3a) aufweist, in deren Aussparungen (3b) die feuerfesten Steine der Ofenausmauerung einbringbar sind.
11. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß-die Deckelplatte (4) an ihrer dem Ofenpanzer (2) zugekehrten Seite mit Rippen, vorzugsweise in Form von sich kreuzenden Längs- und Querrippen (4a), versehen ist, mit denen das Kühlelement (1) am Ofenpanzer (2) zur Anlage kommt, wobei zwischen den Rippen (4a) der Deckelplatte (4) ein vorzugsweise gasundurchlässiger Wärmedämmstoff (10) eingebracht ist.
12. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte (4) mindestens eine öffnung (12) zur Hindurchführung der Ein- und Auslaufenden (11a, 11b) der Kühlrohre (8a, 8b) in Richtung zum Ofenpanzer (2) aufweist.
13. Kühlelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohr (8a, 8b) in der Ebene der Aufnahmeplatte (3) etwa U-förmig verläuft, wobei die Ein- und Auslaufenden (11a, 11b) durch eine gemeinsame öffnung (12) in der Deckelplatte (4) in Richtung zum Ofenpanzer (2) geführt sind.
14. Kühlelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaufenden (11a, 11b) aller Kühlrohre (8a, 8b) durch eine einzige gemeinsame öffnung (12) in der Deckelplatte (4) in Richtung zum Ofenpanzer (2) geführt sind.
15. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (1) am Ofenpanzer (2) mittels an der Deckelplatte (4) angesetzter Schraubmittel (13 ff) festlegbar ist.
16. Kühlelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubmittel (13 ff) einen an der Deckelplatte (4) angesetzten, durch den Ofenpanzer (2) nach außen hindurchführbaren und innenseitig von einem oder mehreren Ein- und Auslaufenden (11a, 11b) der Kühlrohre (8a, 8b) gasdicht durchsetzten Befestigungsstutzen (13) umfassen, über den das Kühlelement (1) am Ofenpanzer (2) mittels einer auf dem Befestigungsstutzen (13) von außen unter Zwischenschaltung eines gasdichten Dichtungsringes 317) aufschraubbaren Ringmutter (14a) festlegbar ist.
17. Kühlelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelplatte (4) im Bereich der Hindurchführung jedes Ein- und Auslaufendes (11a, 11b) eines Kühlrohres (8a, 8b) eine nach der Anbringung des Kühlelementes (1) von außen her einsehbare Kontrolleinrichtung (20) zur Feststellung von Wasserundichtigkeiten zugeordnet ist.
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