LU82669A1 - Kuehlelement fuer lichtbogenoefen,sowie aus diesen kuehlelementen gebildete lichtbogenofenwand - Google Patents

Description

80 , BL-2 8 7 8/El'/mg X__Q 0~Q GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG Brevet Nü .........................................Y * du 30.7.1980 Monsieur le Ministre de l’Économie et des Classes Moyennes

Titre délivré :...................................... 1¾¾¾ Service de la Propriété Intellectuelle

- \|§7 LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention

Addition à la demandeNo78.707 du 19.12.1977 I. Requête

La soc.dite: SIDEPAL S.A.. Société Industrielle...de....Particip.a.t.ici>s Lüxëml^ürgëdïsë, 14, rué Aldringeri, Luxembourg représentée par MM. E.PreylInger et E.Meyers, ing. cons .en.propr. 42)d. 4'6'';ï^e''''dü'''''CMëtïërë'V'LuxëmBo'urg en’ qualité de mandataires , _ dépose(nt) ce.......trente.....juillet ..mlX....neu£.....c.en.t.....quatr.erv.ing.ts......... (3) 15.06- à................................heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg : , 1. la présente requête pour l’ojjtention d’un brevet d’invention concernant :

Kuhlelement fur Lichtboqenofen,......gowle.,..iaus,.,.,clie5eu.-Kflhlelementeji (4) gebildete Lichtbogenofenwand

2. la délégation de pouvoir, datée de................. ................................................... le Y.9A?·.....kr®V®t Pr inC

3. la description en langue.....................eman e......................de l’invention en deux exemplaires; 4...............ir..............planches de dessin, en deux exemplaires; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le vingt-deux mai mil neuf.....cent quatre-vingts...................................................................................

déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont) : .................................................................................................................................................................................................................................................................................. (5) revendiquent) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)...................... / _________________________________déposée(s) en (7)______________________________/..............................................................................................

le ..........................L..........................__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (8) au nom de......L............................................................................................................................................................................................................................ (9) élit(élisent) pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg...................................

46, rue du cimetière (10j sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à_________________I.._________________________________________mois. (11)

Le' E. Meyers jj. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intellectuelle à Luxembourg, en date du : 30.7.1950 pr je jvünistre ·»*' " à 15.00 heures Λfi (ΓίΟ'ϊ* *3» \ de l’Économie et des Classes Moyennes, ^ /î i p·4 A 66o<n ' i . \ * l ] BL-2878

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PATENTANMELDUNG

Zusatzanmeldung zu Patentanmeldung 78.707 vom 19.12 SIDEPAL S.A.

Société Industrielle de Participations Luxembourgeoise 14, rue Aldringen

Luxembourg Kühlelement für Lichtbogenöfen, sowie aus diesen Kühlelementen gebildete Lichtbogenofenwand.

» i - 1 - IDie Erfindung betrifft ein Kühlelement für Lichtbogenöfen, welches im wesentlichen aus plattenförmigen, zylindrisch gekrümmten, aus einzelnen Rohren bestehenden Rohrserpentinensätzen gebildet wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine aus diesen Kühlelementen gebildete Lichtbogenofenwand .

Durch die deutsche Patentanmeldung Nr P 28 54 306.8 ist eine Kühlung von Lichtbogenöfenwänden mittels einer Kühlmittelzirkulation in Rohrserpentinen bekannt geworden, ; welche sich inzwischen in der Praxis so gut bewährt hat, dass der Hersteller für eine solcherart gekühlte Ofenwand eine Gewährleistung bis zu 2000 Chargen geben kann, was im Vergleich zum vorhergehenden Stand der Technik einen entscheidenden Fortschritt bedeutet.

Kennzeichnende Merkmale dieser neuen Ofenkühlung sind unter ! anderem die Unterteilung der Ofenwand in einzelne Segmente von Kühlelementen in Rohrserpentinenausführung und die Anordnung der einzelnen Rohre in einer sogenannten Rohr-an-Rohr-Konstruktion, d.h. einer Anordnung der Rohre dicht aneinanderliegend. Diese dicht aneinanderliegenden Rohre werde dann in Längsrichtung miteinander verschweisst um auf diese Weise ein formsteifes, stabiles Bauteil zu bilden. Die einzelnen Rohrsegmente mit je einem unabhängigen Einlauf und einem Auslauf für das Kühlmittel sind bei dieser Konstruktion in feuerfeste Isoliermasse eingebettet und bilden mit letzterer Baueinheiten, welche bei Bedarf einzeln ausgetauscht werden können.

Dieses Kühlkonzept für Lichtbogenofenwände hat sich, w gesagt, im grossen und ganzen hervorragend bewährt. Es haben sich jedoch inzwischen verschiedene Verbesserungsmöglichkeiten herauskristallisiert, welche Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind.

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Es konnte z.B. festgestellt werden, dass in vereinzelten Fällen und bei extremer thermischer Beanspruchung die Schweiss-nahte zwischen den einzelnen, aneinanderliegenden Rohren zum Teil nicht standhielten, wodurch jedoch die Stabilität der Ofenwand keinerlei Einbusse erlitt aber sich mit der Zeit Kerbwirkungseffekte aufbauten, die schliesslich zu Rissen (Leckagen) führen konnten. Darüberhinaus war die Verschweissung der beiden aneinanderliegenden Rohre zur Badseite hin deshalb unvorteilhaft, « da einerseits ungünstige Wärmebrücken durch erhöhte Materialansammlungen entstanden und andererseits die Verschweissung eine Gefügeänderung im Rohmaterial mitsichbrachte. Die Ueberlagerung der thermischen Wechselwirkungen auf das so veränderte Rohrmateri und sein Gefüge neigte bei extrem hoher thermischer Belastung zui Rissbildung.

Es hat sich desweiteren herausgestellt, dass das dichte Aneinanderliegen der Rohre eine weitere Unzulänglichkeit beinhaH in dem Sinne, dass hierdurch eine zwar wellenförmige, jedoch imm« hin relativ glattflächige Kühloberfläche entsteht, was den Aufbai eines wärmedämmenden Schlackenbelags zur Ofeninnenseite nicht sehr begünstigt. Die anfänglich vorhandene Vergussmasse, mit welcher die Rohre belegt werden, erfährt nämlich im Laufe der Betriebszeit eine Erosion, die bis zur Freilegung der Rohre gehei kann. Es ist dann wünschenswert, wenn sich anstelle dieser freigelegten Rohroberflâche auf den Rohren bereits ein Schutzbelag aus Ofenschlacke bildet, der die Funktion der Auskleidung zum Teil übernimmt. Es ist nun klar, dass die gewünschte Schlackenschicht umso weniger fest in sich auf gebaut ist und haftet, je glatter die Oberfläche der Kühlsegmente ist und je weniger Haft-. _ flächen sich anbieten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, vorstehende Unzulänglichkeite] des Standes der Technik zu vermeiden und Kühlelemente der eingan« erwähnten Art vorzuschlagen, bei welchen die Rissneigungen bei zwei nebeneinanderliegenden Rohren vermindert werden und gleichzeitig eine optimale Haftoberfläche für einen wärmedämmenden Schutzbelag aus Ofenschlacke gebildet wird.

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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Kühlelement der eingangs erwähnten Gattung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst und durch die weiteren Merkmale der Unteransprüche ausgestaltet.

Ein wesentlicher Vorteil der nunmehr aufgelockerten gegenseitigen Anordnung der Rohre besteht in einer dadurch geschaffenen grösseren "Griffigkeit" der Kühlelementinnenseite, wodurch die Bildung einer warmedämmenden Schlackenschicht im Laufe der Betriebszeit des Ofens stark begünstigt wird. Die Haftung dieser Ofenschlacke am Kühlelement kann zusät lieh von Hafteisen unterstützt werden. Diese Wärmedämmung den Vorteil, dass weniger Wärme durch das Kühlmittel abgeführt wird und dementsprechend weniger dem Schmelzprozess entzogen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1, die Vorderansicht eines Kühlelementes;

Figur 2, die Draufsicht auf einen Querschnitt durch t das Element der Figur 1.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Kühlelement 4, dessen μ

Funktion in obenerwähnter Patentanmeldung näher beschrieben wird, mit Anschlüssen 6 und 8 für die Zu- und Abfuhr eines ! Kühlmittels.

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Im Gegensatz zum Kühlelement gemäss erwähnter Patentanmeldung liegen zwei benachbarte Rohre, wie z.B. die Rohre 10 und 12, nicht mehr in verschweisstem Berührungskontakt nebeneinander, sondern sind durch einen Spalt 14 von bestimmte! I Weite voneinander getrennt. In der Praxis hat sich eine t Spaltweite von ca. 3 bis 8 mm bei einem Rohraussendurchmesser von ca. 90 mm als OÜnstia erwiesen. TTm das Ifiihlplpmpnf naeh - 4 - der Ofenaussenseite 16 hin abzuschliessen und zur Schaffung ei) zusätzlichen mechanischen Steifheit, sind je zwei benachbarte Rohrstücke mittels längsangeordneter Blechstreifen 18 miteinander verschweisst-

Im Gegensatz zu den bekannten Kühlelementen deren Rohre über die ganze Länge miteinander verschweisst sind, sind die Blechstreifen 18 nur an einzelnen Stellen (19) mit den Rohren 10 verschweisst. Dabei wird, zwecks Vermeidung von Materialgefügeänderungen bewusst jede überflüssige Schweissnaht und eine Anhäufung von Nähten, insbesondere zur Badseite hin vermieden.

Durch diese Anordnung der Blechstreifen entstehen Hohlräume 20 zwischen den Rohren und den Blechstreifen, welche in günstiger Weise mit einer Torkretierungsmasse aufgefüllt werden können. Die Haftung dieser Masse am Kühlelement kann durch eine geeignete Anzahl von Hafteisen 22 zwischen den zwei Rohren gefördert werden,wobei diese Hafteisen gleichzeiti als Distanzstücke fungieren. Mit 24 ist eine wärmedämmende Schlackenschicht bezeichnet.

Ein zusätzlicher Isoliereffekt ergibt sich aus der dünnen Luftschicht, welche sich mit der Zeit aufgrund der thermischen Wechselbeanspruchung zwischen der aufgebauten Schlackenschicht und der Rohroberfläche bildet.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass die Summe der aufgeführten Massnahmen zur Verbesserung der Standzeit der Ofe Kühlelemente führt und eine günstigere Wärmedämmung erreicht wird, wodurch dem Ofen nicht mehr als bedingt Schmelzwärme ent zogen wird. So wurde z.B. bei einer Kühlwasser-Vorlauftemperat von 10-20°C und einem T von 10°C ein Kühlwasserbedarf von nu 2 max. 80 L/Min. m festgestellt.

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I Durch Aneinanderreihen einer entsprechenden Anzahl der beschriebenen Kühlelemente kann, analog zu den Kühlelementen gemäss der eingangs erwähnten Patentanmeldung, die ganze Seitenwand des Lichtbogenofens gebildet werden. Hierbei werden an den dafür vorgesehenen Stellen der Seitenwand bestimmte Kühlelemente in passender Gestaltung ausgeführt (nicht gezeigt) um Platz zu lassen für Durchlässe.

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Claims (6)

1. Kühlelement für Lichtbogenöfen/ welches im wesentlichen aus plattenförmigen, zylindrisch gekrümmten, aus einzelnen Rohren bestehenden Rohrserpentinensätzen gebilde' wird, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei benachbarte, parallel nebeneinanderverlaufende Rohrstücke der Rohrserpentinen durch einen Spalt (14) getrennt sind und an der durch die Krümmung gebildeten konvexen Aussenseite mittels Blechstreifen (18) miteinander verschweisst sind.

12. Kühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne dass die Rohre einen Aussendurchmesser von ca. 90 mm haben und der Spalt (14) 3 bis 8 mm weit ist.

3. Kühlelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, I dadurch gekennzeichnet, dass die längsverlaufenden Blech streifen (18) nur an einzelnen Stellen (19) mit je zwei benachbarten Rohren (10, 12) verschweisst sind.

4. Kühlelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch' Hafteisen (22) zwischen zwei benachbarten Rohren.

5. Kühleleraent nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (20) zwischen den einzelnen v - Rohren und den Blechstreifen (12) mit einer Torkretiermasse (20) gefüllt werden.

6. Lichtbogenofenwand bestehend aus Kühlelementen gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.