WO2007019917A1 - Abstichkanal für einen metallurgischen ofen - Google Patents

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Horst-Dieter Borgwardt
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1518—Tapholes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/19—Arrangements of devices for discharging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein

Definitions

  • the invention relates to a tapping channel for a metallurgical furnace, in particular for an electric reduction furnace, comprising at least one tapping stone and a cooling device in the region of the tapping channel.
  • a tapping channel is known in which the cylindrical tapping channel is made by a made of copper, provided with cooling channels, jacket tube.
  • This jacket tube is inserted into a bore in the side wall of the furnace with a filling material for positioning such that the end wall of the jacket tube is flush with the inner wall of the furnace.
  • the tap holes can be offered in conventional design. For use under higher loads, water - cooled elements are available for metal, CU - stone and slag tapping.
  • tapping channels the tapping channels are cooled directly, wherein the cooling medium, preferably water, is guided in the tapping channels into the interior of the oven and forwarded to the area of the Ofenausmautation.
  • the cooling medium preferably water
  • the invention has for its object to improve the known tapping channels, in particular their stability and durability, and to avoid the above-mentioned disadvantages. With an improved design of the tapping channel also the necessary maintenance is to be simplified and the safety can be improved.
  • the cooling device is designed as a sleeve enclosing the tapping stones in the region of the furnace wall.
  • tapping channel result from the relevant subclaims.
  • the decisive advantage of the tapping channel according to the invention is that the tapping stones are not surrounded by the sleeve over the entire length.
  • the tapping stone facing the interior of the oven (in the case of multipart design) or tapping stone section (with one - part tapping stone) is not surrounded by the sleeve.
  • This tapping stone is flush with the lining of the furnace.
  • the cooling medium is passed only from the outside in or on the sleeve made of copper.
  • the tapping channel is cooled indirectly, due to the high thermal conductivity of the copper sleeve. No cooling medium is conducted into the interior of the oven, since the cooling channels in the sleeve are located only outside the furnace shell.
  • the natural leaching by hot slag / metal, etc. are minimized and the tapping channel is retained in the preconfigured form.
  • the position / position of the tap hole is defined.
  • the lining around the tap hole remains intact.
  • the used / worn tapping stones can be easily removed.
  • the cooling device according to the invention enables easy / easy installation of the new tapping stones, whereby inexpensive standard stone formats can be used.
  • Fig. 1 in a sectional side view of a tapping channel in a known
  • FIG. 2 is a sectional plan view of the tapping channel of Figure 1, Fig. 3 in a sectional side view of a tapping channel according to the invention and
  • FIG. 4 is a sectional plan view of the tapping channel of FIG. 3rd
  • a tapping channel 1 is shown in a known embodiment, which is arranged in a taphole 2 of a furnace consisting of furnace wall 3 and lining 4.
  • FIG. 2 shows the tapping channel 1 from FIG. 1 in a sectional top view.
  • the tapping channel 1 consists of several tapping stones 5, 6, 7, 8.
  • the tapping stone 1 points towards the interior of the furnace and the tapping stones 7, 8 are located outside the furnace wall 3 and are of a sheet metal construction 9 Surrounded by stabilization.
  • FIG. 3 shows the tapping channel 1 according to the invention in a sectional side view.
  • Three tapping stones 10, 11, 12 are arranged in a tapping hole 2, wherein the tapping stone 10 pointing into the interior of the furnace terminates flush with the lining 4 of the furnace.
  • the outer tapping stone 12 facing away from the furnace projects beyond the furnace wall 3 of the furnace.
  • a projection 13 is attached to the furnace wall to support the tapping stone 12.
  • the tapping stones 11, 12 are surrounded by a cooling device in the form of a sleeve 14.
  • the sleeve 14 is flush with the end face of the tapping stone 12 on the outside of the furnace.
  • the sleeve 14 protrudes partially into the lining 4 of the furnace.
  • the direct area on the furnace inner wall is not included by the sleeve 14.
  • the last tapping stone 10 pointing into the interior of the oven is not enclosed by the sleeve.
  • the tapping channel 1 is shown in a sectional plan view.
  • the sleeve 14, which consists for example of solid copper, is in their from the Furnace wall 3 outwardly projecting region with a cooling channel 15 which is annular in the embodiment shown.
  • ports 16, 17 are provided for the cooling water supply and the cooling water discharge.

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Abstract

Bei einem Abstichkanal (1) für einen metallurgischen Ofen, insbesondere für einen Elektro-Reduktionsofen, bestehend aus mindestens einem Abstich-Stein (10, 11, 12) und einer Kühlvorrichtung im Bereich des Abstichkanals (1) ist die Kühlvorrichtung als eine, zumindest einen Abstich-Stein (2) indirekt kühlende und im Bereich der Ofenwand (3) diese mindestens teilweise umschließende, Hülse (14) ausgebildet.

Description

Abstichkanal für einen metallurgischen Ofen
Die Erfindung betrifft einen Abstichkanal für einen metallurgischen Ofen, insbesondere für einen Elektro - Reduktionsofen, bestehend aus mindestens einem Abstich - Stein und einer Kühlvorrichtung im Bereich des Abstichkanals.
Aus Patent Abstracts of Japan 05 - 33 15 21 ist ein Abstichkanal bekannt, bei dem der zylindrische Abstichkanal durch ein aus Kupfer hergestelltes, mit Kühlkanälen versehenes, Mantelrohr besteht. Dieses Mantelrohr wird in eine Bohrung in der Seitenwand des Ofens mit einer Füllmasse zur Positionierung derart eingesteckt, dass die Stirnwand des Mantelrohres bündig mit der Innenwand des Ofens abschließt.
In der SMS - Demag Firmenschrift " Mit SAF - Technologie zum Erfolg " wird auf Seite 12, linke Spalt ausgeführt: Konstruktionsweise der Abstichlöcher
Die Abstichlöcher können in herkömmlicher Bauart angeboten werden. Für den Einsatz unter höheren Belastungen stehen wassergekühlte Elemente für den Abstich von Metall, CU - Stein und Schlacke zur Verfügung.
Weiterhin ist bekannt, dass die Abstich - Steine des Abstichkanals in der Ausmauerung ausgewaschen werden, der Wand - Aufbau wird zerstört. Hierdurch ist die Wärmeleitfähigkeit und die Dichtigkeit im Bereich des Abstichkanals nicht mehr gewährleistet. Die beschädigten bzw. verschlissenen Abstich - Steine müssen regelmäßig repariert / ausgetauscht werden, da die Öfen kontinuierlich in Betrieb sind. Für die Reparatur / den Austausch muss der Ofen abgeschaltet werden. Dieses führt zu Produktionsunterbrechungen. Um diese Produktionsun- terbrechungen so gering wie möglich zu halten, erfolgt die Reparatur / der Austausch des Abstichkanals bzw. der Abstich - Steine möglichst dann, wenn im Inneren des Ofens noch hohe Temperaturen vorhanden sind. Bei dieser Ausführung wird der Bereich um den Abstichkanal nicht gekühlt. Eine derartige Ausführung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
Bei anderen, bekannten, Abstichkanälen werden die Abstichkanäle direkt ge- kühlt, wobei das Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, in den Abstichkanälen bis in das Ofeninnere geführt und weitergeleitet wird, bis in den Bereich der Ofenausmauerung. Im Falle eines Schadens am Abstichkanal kann daher das Kühlmedium in den Ofen eintreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Abstichkanäle zu verbessern, insbesondere deren Standfestigkeit und Standzeit, und die oben genannten Nachteile zu vermeiden. Mit einer verbesserten Ausbildung des Abstichkanals sollen außerdem die notwendigen Wartungsarbeiten vereinfacht werden und die Sicherheit verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Abstichkanal gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , die Kühlvorrichtung als eine, die Abstich - Steine im Bereich der Ofenwand umschließende, Hülse ausgebildet ist.
Weitere Ausgestaltungen des Abstichkanals ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Abstichkanals liegt darin, dass die Abstich - Steine nicht über die gesamte Länge von der Hülse umgeben sind. Der zum Ofeninneren zeigende Abstich - Stein ( bei mehrteiliger Ausführung ) bzw. Abstich - Stein - Abschnitt ( bei einteiligem Abstich - Stein ) ist nicht von der Hülse umgeben. Dieser Abstich - Stein schließt bündig mit der Ausmauerung des Ofens ab. Bei dem erfindungsgemäßen Abstichkanal wird das Kühlmedium nur von außen in oder auf die Hülse aus Kupfer geleitet. Der Abstichkanal wird indirekt gekühlt, bedingt durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der Kupfer - Hülse. Es wird kein Kühlmedium in das Ofeninnere geleitet, da die Kühlkanäle in der Hülse sich nur außerhalb des Ofenmantels befinden.
Durch die Hülse werden die natürlichen Auswaschungen durch heiße Schlacke / Metall etc. minimiert und der Abstichkanal bleibt in der vorkonfigurierten Form erhalten.
Weiterhin wird die Position / Lage des Abstichloches definiert. Die Ausmauerung um das Abstichloch bleibt intakt. Die verbrauchten / verschlissenen Abstich - Steine können leicht entfernt werden.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, die Hülse, ermöglicht einen einfachen / leichten Einbau der neuen Abstich - Steine, wobei preiswerte Standard - Steinformate verwendet werden können.
Durch die Hülse erfolgt eine intensive Kühlung bis in das Ofeninnere, die die Schmelze schneller erstarren lässt und einen schnelleren und sicheren Zugang zum Abstichloch ermöglicht. Die aufgezeigten Verbesserungen vermeiden bzw. reduzieren die Ofenstillstandszeiten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Stand der Technik werden anhand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht einen Abstichkanal in bekannter
Ausführung,
Fig. 2 in geschnittener Draufsicht den Abstichkanal aus Fig.1 , Fig. 3 in geschnittener Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Abstichkanal und
Fig. 4 in geschnittener Draufsicht den Abstichkanal aus Fig. 3.
In Figur 1 ist ein Abstichkanal 1 in einer bekannten Ausführung dargestellt, der in einem Abstichloch 2 eines Ofens, bestehend aus Ofenwand 3 und Ausmauerung 4, angeordnet ist.
In Figur 2 ist der Abstichkanal 1 aus Figur 1 in geschnittener Draufsicht zu sehen. In der gezeigten Ausführung besteht der Abstichkanal 1 aus mehreren Abstich - Steinen 5, 6, 7, 8. Der Abstich - Stein 1 zeigt zum Ofeninneren und die Abstich - Steine 7, 8 befinden sich außerhalb der Ofenwand 3 und sind von einer Blechkonstruktion 9 zur Stabilisierung umgeben.
Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Abstichkanal 1 in geschnittener Seitenansicht. In einem Abstichloch 2 sind drei Abstich - Steine 10, 11 , 12 angeordnet, wobei der in das Ofeninnere zeigende Abstich - Stein 10 bündig mit der Ausmauerung 4 des Ofens abschließt. Der äußere, vom Ofen wegzeigende Abstich - Stein 12 ragt über die Ofenwand 3 des Ofens hinaus. Hierzu ist ein Ansatz 13 an der Ofenwand befestigt, um den Abstich - Stein 12 zu stützen. Im Bereich der Ofenwand 3 werden die Abstich - Steine 11 , 12 von einer Kühlvorrichtung in Form einer Hülse 14 umschlossen. Die Hülse 14 schließt an der Außenseite des Ofens mit der Stirnfläche des Abstich - Steins 12 bündig ab. Die Hülse 14 ragt teilweise in die Ausmauerung 4 des Ofens hinein. Wie gezeigt, wird der direkte Bereich an der Ofeninnenwand nicht von der Hülse 14 einbezogen. Beispielsweise wird der letzte in das Ofeninnere zeigende Abstich - Stein 10 nicht von der Hülse umschlossen.
In Figur 4 ist der Abstichkanal 1 in geschnittener Draufsicht dargestellt. Die Hülse 14, die beispielsweise aus massivem Kupfer besteht, ist in ihrem von der Ofenwand 3 nach außen abstehenden Bereich mit einem Kühlkanal 15 versehen, der in der gezeigten Ausbildung ringförmig ausgebildet ist. An den Seitenwänden der Hülse 14 sind Anschlüsse 16, 17 für die Kühlwasserzufuhr und die Kühlwasserabfuhr vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1. Abstichkanal
2. Abstichloch
3. Ofenwand
4. Ausmauerung
5. Abstich - Stein
6. Abstich -Stein
7. Abstich - Stein
8. Abstich - Stein
9. Blechkonstruktion
10. Abstich - Stein
11. Abstich - Stein
12. Abstich - Stein
13. Ansatz
14. Hülse
15. Kühlkanal
16. Anschluss
17. Anschluss

Claims

Patentansprüche
1. Abstichkanal (1 ) für einen metallurgischen Ofen, insbesondere für einen Elektro - Reduktionsofen, bestehend aus mindestens einem Abstich - Stein (10, 11 , 12) und einer Kühlvorrichtung im Bereich des Abstichkanals (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung als eine, zumindest einen Abstich - Stein (10,
11 , 12) indirekt kühlende und im Bereich der Ofenwand (3) diese mindestens teilweise umschließende, Hülse (14) ausgebildet ist.
2. Abstichkanal (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) aus einem hoch - wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
3. Abstichkanal (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) aus Kupfer gebildet ist.
4. Abstichkanal nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) einteilig ausgebildet ist.
5. Abstichkanal nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mehrteilig ausgebildet ist.
6. Abstichkanal (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) zumindest bereichsweise mit einem umlaufenden Kühlkanal (15) ausgebildet ist.
7. Abstichkanal (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mit mehreren umlaufenden Kühlkanälen (15) ausgebildet ist.
8. Abstichkanal (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mit Anschlüssen (16, 17) für die Zuführung und Ableitung eines Kühlmediums ausgebildet ist.
9. Abstichkanal (1 ) nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) als teilweise in die Ausmauerung (4) des Ofens hineinragend ausgebildet ist.
10. Abstichkanal (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) an der Außenseite des Ofens mit der Stirnfläche des Abstich - Steins (12) bündig ausgebildet ist.
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