DE10026505A1

DE10026505A1 - Blasform für Hoch- und Schachtöfen

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Publication number: DE10026505A1
Application number: DE2000126505
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-27
Filing date: 2000-05-27
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2020-05-28
Also published as: DE10026505C2

Abstract

Blasformen zum Einblasen von Heißwind, insbesondere in einen Hoch- oder Schachtofen, die in der Ofenwand befestigt und teilweise in den Ofen hineinragend, weisen eine in den Ofen gerichtet verjüngte Kegelstumpfform auf, die mit einer Heißwindanschlussöffnung und in der Stirnseite mindestens mit einer Austrittsöffnung sowie einer im Blasformmantel verlaufenden Kühlung versehen sind. Zur Vermeidung der Anzahl der Blasformen sowie zur Herabsetzung des Wasserverbrauchs und zur besseren Bündelung des Heißwindes sind in der Stirnwand (3) zwei Austrittsöffnungen (5) vorgesehen, die in Richtung der Blasformmittelachse nach unten geneigt und zwischen sich in der Austrittsebene einen Winkel (alpha) bildend angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blasform zum Einblasen von Heißwind, insbesondere in einen Hoch- und Schachtofen, die in der Ofenwand befestigt und eilweise in den Ofen hineinra gend, eine in den Ofen gerichtete verjüngte Kegelstumpfform aufweist, die mit einer Heißwindanschlussöffnung und in der Stirnseite mindestens mit einer Austrittsöffnung sowie einer im Blasformmantel verlaufenden Kühlung versehen ist.

Es ist ein wesentlicher Verfahrensschritt bei der Verhüttung von Eisen, dem Hochofen vom unteren Ofenteil her Heißwind zuzuführen. Der Heißwind, der mit einer bestimmten Ge schwindigkeit, Temperatur und Druck zugeführt wird, verbrennt einen Teil des Kokses zu Kohlenmonoxid. Die dabei entstehende Verbrennungswärme bringt den Koks zum Glühen, treibt aus den Zuschlägen (meist Kalkstein) das Kohlendioxid aus und trocknet in der obe ren Hochofenzone das Erz. Knapp oberhalb des Windeintritts herrscht eine Temperatur von rd. 1600°C in der Hochofenfüllung. Insgesamt fördert der Heißwind die Reduktion des Eisenerzes zu Eisen und allgemein den Schmelzprozess.

Der Heißwind wird über Blasformen, die in Abstand voneinander in der Ofenwandung, d. h. im Mauerwerk kreisförmig angeordnet sind, der Ofenmitte über düsenartige Öffnun gen der Blasformen zugeführt. Üblicherweise sind die Blasformen zur Ofenmitte gerichtet, geneigt angeordnet.

Die Anzahl der Blasformen richtet sich neben den Gestellmaßen eines Hochofens nach verschiedenen Parametern. Ist die Anzahl der Blasformen zu gering, d. h. der Abstand zwi schen zwei Blasformen ist zu groß, so ergeben sich sehr schnell nachteilige Anbackungen am Mauerwerk oder das Mauerwerk verschleißt, wodurch die Blasformen noch weiter in den Ofen hineinragen und größerem thermischen und mechanischem Verschleiß ausgesetzt werden. Die Blasformen werden durch Spritzer von Roheisen oder durch verwirbelte Kokspartikel abgerieben und zerstört.

Ein zu kleiner Abstand der Blasformen voneinander ist ebenfalls von Bedeutung. Es kommt dann zu Überschneidungen der Verbrennungsräume, wodurch das Abströmen der Schmelzprodukte behindert wird.

Die im Mantel der Blasformen angeordnete Kühlung in Form eines einfachen oder dop pelten Kreislaufs wird zwangsläufig durch einen derartigen Verschleiß zerstört und Kühl wasser tritt ohne die eigentliche Aufgabe zu lösen, in den Ofen aus. Aus diesem Grund ist die Lebensdauer von Blasformen relativ kurz und liegt zwischen drei und neun Monaten.

Um die Lebensdauer von Blasformen zu verlängern und die mit hohen Kosten- und Zeit aufwand durchzuführenden Reparaturen herabzusetzen, hat man versucht, die Blasformen einschließlich der die Blasöffnung aufnehmenden Stirnwand mit Schutzschichten, z. B. aus Schamotte oder Keramik zu beschichten. Abgesehen von kurzen Verlängerungszeiten der Lebensdauer oder der Standzeiten ergeben sich dadurch Probleme, dass es zwischen den üblicherweise aus Elektrolytkupfer hergestellten Blasformen und einer Keramikschicht keine ausreichende Haftung vorhanden ist, wogegen die Schamotteschicht sehr schnell verbrannte.

Ein besonderes Problem liegt einerseits, bedingt durch die teilweise Zerstörung der Blas formen und andererseits durch die hohe Anzahl der Blasformen in dem hohen Wasser verbrauch für die Kühlung. Das für den geschlossenen Kreislauf verwendete Wasser bedarf einer ständigen Aufbereitung, um zu verhindern, dass die Kühlkanäle durch Ablagerungen zerstört bzw. verstopft werden.

Im offenen Kühlwasserkreislauf ist dagegen nicht zu verhindern, dass über Verdunstungs kühler, durch Führung des Wassers in offenen Kanälen und am Hochofen selbst, Feststoffe und auch korrosiv wirkende Gase in das Wasser eingetragen werden.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Blasform für Hoch- und/oder Schachtöfen zu schaffen, die es ermöglicht, bei einem größeren Abstand, d. h. einer geringeren Anzahl von Blasformen, den Wasser verbrauch herabzusetzen, die bei einer besseren Bündelung des Heißwindes eine günstigere Wärmeverteilung bei Vermeidung der bisherigen Nachteile gewährleistet, und die bei Ver besserung der wirtschaftlichen Situation dazu beiträgt, den Verhüttungsvorgang zu opti mieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Stirnwand zwei Aus trittsöffnungen vorgesehen sind, die zwischen sich in der Austrittsebene einen Winkel α bildend angeordnet sind.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass nicht nur ein Strahl des Heißwindes in Richtung auf den Mittelpunkt des Hochofens gerichtet ist, sondern dass die durch die zwei Öffnungen gerichteten und in einem Winkel von der Blasform abgestrahlten Heiß winde ein größerer Bereich der im Ofen befindlichen Einsatzstoffe im zentralen Ofenbe reich bestreichen und auf diese Weise gleichzeitig Ablagerungen, Anbackungen am Ofen sowie die bisher auftretenden Beschädigungen an den Blasformen vermieden werden.

Zum einen werden durch die Vermeidung von Verschleiß und Zerstörung der Blasformen erhebliche Mengen Kühlwasser eingespart und zum anderen werden durch die geringere Anzahl an Blasformen innerhalb eines Ofens weitere Kühlwassereinsparungen erzielt. Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Heißwindkanal innerhalb der Blasform allseits verjüngt in die Austrittsöffnungen übergeht und dass zwi schen den Austrittsöffnungn ein dem Heißwind entgegengerichteter, spitz zulaufender keil förmiger Abschnitt angeordnet ist. Auf diese Weise werden Verwirbelungen, die die Aus trittsstrahlen behindern könnten, vermieden. Für den Fall einer Erhöhung der Windge schwindigkeit können die Austrittsöfffiungen in Form von Laval-Düsen ausgebildet sind. Andererseits ist es allgemein im Rahmen der Erfindung vorstellbar, innerhalb der Stirn wand einer Blasform mehrere Öffnungen vorzusehen.

Für die Kühlung der Blasform kann alternativ, ob im offenen oder geschlossenen Kreislauf, jeweils ein oder zwei Kreisläufe vorgesehen werden. Ebenso ist es möglich, im Rahmen der Erfindung die in den Ofen hineinragenden Blasformen einschließlich der Stirnwände zusätzlich mit Schutzschichten zu versehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Austrittsöffnungen verstellbar zu gestalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Blasform in schematisierter und teilweise offen darge stellter Form,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Stirnwand der in Fig. 1 gezeigten Ausführung und

Fig. 3 einen Schnitt durch den vorderen Bereich einer Blasform.

Das in Fig. 1 angedeutete Ausführungsbeispiel einer Blasform 1 weist eine kegelstumpf artige geneigte Form auf, wobei die Blasform 1 mit der Stirnwand 3 in den Ofen hinein ragt, und die entgegengesetzte Wand mit den Ein- und Ausläufen 10, 11; 13, 14 außerhalb der Ofenwand angeordnet ist. Die Blasform 1 ist in das Mauerwerk bzw. den Panzer eines Hochofens eingebaut und entsprechend abgedichtet. Der Heißwind wird von außerhalb der Ofenwand in die Heißwandanschlussöffnung 2 der Blasform 1 eingeblasen, wobei die Richtung des Heißwindes im Heißwindkanal 7 durch den Pfeil A angedeutet ist. Der Heißwindkanal 7 läuft allseits konisch auf die beiden Austrittsöffnungen 5 zu. Die beiden Austrittsöffnungen 5 sind in Richtung der Blasformmittelachse geringfügig nach unten geneigt ausgeführt.

In der Austrittsebene des Heißwindes ist, wie in Fig. 2 angedeutet, zwischen den Aus trittsöffnungen 5 ein Winkel α vorgesehen, über welchen die Heißwindstrahlen in Richtung auf die Ofenmitte einen breiteren Bereich abdecken. Zwischen den Austrittsöffnungen 5 bildet sich, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ein keilförmiger Abschnitt 8, der dazu beiträgt, Verwirbelungen des Heißwindes zu vermeiden.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Wasserkühlung mit zwei voneinander unabhängig geführten Kreisläufen. Nahe der Stirnwand 3 ist die ringartige Vorkammer 9 angedeutet, die über einen Wassereinlauf 10 ver- und über einen Auslauf 11 entsorgt wird. Die Hauptkammer 12 wird über den Einlauf 13 versorgt, wobei Kühlmittel leitrippen 15 dafür sorgen, dass die gesamte Blasform 1 bzw. der Mantel 4 in vollem Um fang gekühlt werden. Das Kühlwasser der Hauptkammer 12 und der Vorkammer 9 wird innerhalb eines geschlossenen Kühlsystems einer Aufbereitung zugeführt. Der Ein- und Auslauf 10, 11 der Kühlung der Vorkammer 9 verursachen die in Fig. 1 angedeutete Ver engung 6 innerhalb der Hauptkammer 12.

Um die Wassergeschwindigkeit in der Vorderkammer 9 konstant zu halten, und um eine gleichmäßige Kühlung um die Austrittsöffnungen 5 zu gewährleisten, sind, wie Fig. 3 wiedergibt. oberhalb und unterhalt der Austrittsöffnungen 5 zusätzliche Wasserleitrippen 16 vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1

Blasform

2

Heißwindanschlussöffnung

3

Stirnwand

4

Blasformmantel

5

Austrittsöffnung

6

Verengung der Hauptkammer

7

Heißwindkanal

8

keilförmiger Abschnitt

9

Vorderkammer

10

Einlauf

11

Auslauf

12

Hauptkammer

13

Einlauf

14

Auslauf

15

Kühlmittelleitrippe

16

Wasserleitrippe
α Winkel
← A Einblasrichtung Heißwind
← B Austrittsöffnung Heißwind

Claims

1. Blasform zum Einblasen von Heißwind, insbesondere in einen Hoch- oder Schacht ofen, die in der Ofenwand befestigt und teilweise in den Ofen hineinragend, eine in den Ofen gerichtete verjüngte Kegelstumpfform aufweist, die mit einer Heißwind anschlussöffnung und in der Stirnseite mindestens mit einer Austrittsöffnung sowie einer im Blasformmantel verlaufenden Kühlung versehen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass in der Stirnwand (3) zwei Austrittsöffnungen (5) vorgesehen sind, die in Richtung der Blasformmittelachse nach unten geneigt und zwischen sich in der Austrittsebene einen Winkel (α) bildend angeordnet sind.

2. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißwindkanal (7) innerhalb der Blasform (1) allseits konisch verjüngt in die Austrittsöffnung (5) ü bergeht.

3. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aus trittsöffnungen (5) ein dem Heißwind entgegengerichteter, spitz zulaufender keil förmiger Abschnitt (8) angeordnet ist.

4. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (5) in Form von Laval-Düsen ausgebildet sind.

5. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung im Blas formmantel (4) in bekannter Weise zwei voneinander getrennte Kreisläufe aufweist.

6. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung im Blas formmantel (5) in bekannter Weise einen Kreislauf aufweist.

7. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (4) einschließlich der Stirnwand (3) in bekannter Weise mit einer Schutzsicht, bei spielsweise aus Keramik oder Schamotte oder Metall, überzogen ist.

8. Blasform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einhaltung der Wassergeschwindigkeit in der Vorderkammer (9) zusätzlich Wasserleitrippen (16) vorgesehen sind.