DE10026505A1

DE10026505A1 - Tuyure used in blast furnaces and shaft furnaces has two outlet openings in the front wall which are directed downwards in the direction of the central axis of the tuyere and arranged to form a specified angle in the outlet plane

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Publication number: DE10026505A1
Application number: DE2000126505
Authority: DE
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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

Tuyure has two outlet openings (5) in the front wall (3) which are directed downwards in the direction of the central axis of the tuyure and arranged to form an angle ( alpha ) in the outlet plane. Preferred Features: The hot blast channel (7) conically tapers in the tuyure and changes into the outlet opening. A wedge-shaped section (8) is arranged between the outlet openings for directing the hot blast. The outlet openings are in the form of Laval nozzles.

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.The invention relates to a blow mold for blowing hot wind, in particular into one Blast furnace and shaft furnace, which is fixed in the furnace wall and rushed into the furnace gend, has a tapered truncated cone shape in the furnace, which with a Hot wind connection opening and at least one outlet opening in the front and cooling provided in the blow mold jacket.

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.It is an essential process step in the smelting of iron, the blast furnace from to feed the lower part of the oven from the hot wind. The hot wind with a certain ge Speed, temperature and pressure is supplied, burns part of the coke Carbon monoxide. The resulting heat of combustion causes the coke to glow, drives out the carbon dioxide from the aggregates (usually limestone) and dries in the top ore in the blast furnace zone. The temperature is just above the wind inlet approx. 1600 ° C in the blast furnace filling. Overall, the hot wind promotes the reduction of Iron ore to iron and the smelting process in general.

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. The hot wind is generated by blow molds that are spaced apart in the furnace wall, d. H. are arranged in a circle in the masonry, the center of the furnace via nozzle-like openings fed to the blow molds. The blow molds are usually directed towards the center of the furnace, arranged inclined.

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.The number of blow molds depends on the frame dimensions of a blast furnace different parameters. If the number of blow molds is too small, i. H. the distance between If two blow molds are too large, disadvantageous caking results very quickly on the masonry or the masonry wears out, causing the blow molds to get in even further protrude into the furnace and are exposed to greater thermal and mechanical wear become. The blow molds are sprayed with pig iron or swirled Coke particles rubbed off and destroyed.

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.A too small distance between the blow molds is also important. It Then there is an overlap of the combustion chambers, causing the outflow of the Melting products is hindered.

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.The cooling arranged in the shell of the blow molds in the form of a simple or dop pelt circuit is inevitably destroyed by such wear and cooling water enters the oven without solving the actual task. For this reason The lifespan of blow molds is relatively short and is between three and nine months.

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. To extend the lifespan of blow molds and those with high costs and time to try to reduce the amount of repairs to be carried out, the blow molds including the end wall receiving the blowing opening with protective layers, e.g. B. from Coating fireclay or ceramics. Apart from short extension times of the Life or downtime problems arise from the fact that between the Blow molds usually made from electrolytic copper and a ceramic layer there is no sufficient adhesion, whereas the firebrick layer very quickly burned.

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.On the one hand, there is a particular problem due to the partial destruction of the blow shape and on the other hand by the high number of blow molds in the high water consumption for cooling. The water used for the closed circuit is required a constant treatment to prevent the cooling channels from being deposited be destroyed or blocked.

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.In contrast, in the open cooling water circuit it is impossible to prevent evaporation cooler, by guiding the water in open channels and on the blast furnace itself, solids and corrosive gases are also introduced into the water.

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.Starting from the described prior art, the object of the invention to create a blow mold for blast and / or shaft furnaces, which enables at a larger distance, d. H. a smaller number of blow molds, the water to reduce consumption, the better bundling of the hot wind a cheaper Guaranteed heat distribution while avoiding the previous disadvantages, and the Ver better economic situation helps to opti the smelting process lubricate.

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.This object is achieved in that two off in the end wall outlet openings are provided, the angle α between them in the exit plane are arranged to form.

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. The main advantage of the invention is that not only a jet of hot wind towards the center of the furnace, but that through the two openings directed and radiated at an angle from the blow mold wind a larger area of the input materials in the furnace in the central furnace Brush richly and in this way deposits and caking on the oven at the same time as well as the damage to the blow molds that has previously occurred.

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.Firstly, by avoiding wear and destruction of the blow molds considerable amounts of cooling water are saved and, on the other hand, the lower ones Number of blow molds within a furnace further cooling water savings achieved. A special embodiment of the invention can be seen in the fact that the hot wind tunnel tapered on all sides within the blow mold into the outlet openings and that between Between the outlet openings, a wedge pointed towards the hot wind shaped section is arranged. In this way, eddies that the off obstacles could be avoided. In the event of an increase in the windge speed, the outlet openings can be designed in the form of Laval nozzles. On the other hand, it is generally conceivable within the scope of the invention, within the forehead wall of a blow mold to provide several openings.

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.Alternatively, for cooling the blow mold, whether in an open or closed circuit, one or two circuits can be provided. It is also possible in the frame the invention the blow molds projecting into the furnace including the end walls additionally to be provided with protective layers. There is also the option of Design outlet openings adjustable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawings and is in following explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht einer Blasform in schematisierter und teilweise offen darge stellter Form, Fig. 1 is a view of a blow mold in a schematic and partially open Darge imputed form,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Stirnwand der in Fig. 1 gezeigten Ausführung und Fig. 2 shows a section through the end wall of the embodiment shown in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt durch den vorderen Bereich einer Blasform. Fig. 3 shows a section through the front region of a blow mold.

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. . The indicated in Figure 1 embodiment of a blow mold 1 has a frustoconical inclined shape, wherein the blow mold 1 rises with the end wall 3 into the furnace, and the opposite wall with the inlets and outlets 10, 11; 13 , 14 is arranged outside the furnace wall. The blow mold 1 is built into the masonry or the shell of a blast furnace and sealed accordingly. The hot wind is blown into the hot wall connection opening 2 of the blow mold 1 from outside the furnace wall, the direction of the hot wind in the hot wind channel 7 being indicated by the arrow A. The hot wind tunnel 7 tapers conically on all sides towards the two outlet openings 5 . The two outlet openings 5 are designed to be slightly inclined downward in the direction of the blow mold center axis.

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.In the exit plane of the hot wind, as indicated in FIG. 2, an angle α is provided between the outlet openings 5 , over which the hot wind jets cover a wider area in the direction of the center of the furnace. Between the outlet openings 5 , as shown in FIGS. 1 and 2, a wedge-shaped section 8 is formed which helps to avoid swirling of the hot wind.

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. The embodiment shown in the figures shows a water cooling system with two circuits which are guided independently of one another. The annular prechamber 9 is indicated near the end wall 3 and is supplied via a water inlet 10 and disposed of via an outlet 11 . The main chamber 12 is supplied via the inlet 13 , with coolant guide ribs 15 ensuring that the entire blow mold 1 or the jacket 4 are cooled in full order. The cooling water of the main chamber 12 and the pre-chamber 9 is supplied to a treatment within a closed cooling system. The inlet and outlet 10 , 11 of the cooling of the prechamber 9 cause the constriction 6 indicated in FIG. 1 within the main chamber 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. In order to keep the water speed in the front chamber 9 constant and to ensure uniform cooling around the outlet openings 5 , as shown in FIG . 5 additional water guiding ribs 16 are provided above and below the outlet openings.

Reference list

11

Blasform
Blow mold

22

Heißwindanschlussöffnung
Hot wind connection opening

33rd

Stirnwand
Front wall

44

Blasformmantel
Blow molding jacket

55

Austrittsöffnung
Outlet opening

66

Verengung der Hauptkammer
Narrowing of the main chamber

77

Heißwindkanal
Hot wind tunnel

88th

keilförmiger Abschnitt
wedge-shaped section

99

Vorderkammer
Anterior chamber

1010th

Einlauf
enema

1111

Auslauf
Spout

1212th

Hauptkammer
Main chamber

1313

Einlauf
enema

1414

Auslauf
Spout

1515

Kühlmittelleitrippe
Coolant rib

1616

Wasserleitrippe
α Winkel
← A Einblasrichtung Heißwind
← B Austrittsöffnung Heißwind
Water guiding rib
α angle
← A blowing direction hot wind
← B Hot wind outlet

Claims

1. Blow mold for blowing in hot wind, in particular in a blast furnace or shaft, which is fastened in the furnace wall and partially protrudes into the furnace, has a tapered truncated cone shape directed into the furnace, which has a hot wind connection opening and at least one in the end face Outlet opening and a cooling in the blow mold jacket is provided , characterized in that two outlet openings ( 5 ) are provided in the end wall ( 3 ), which are inclined downwards in the direction of the central mold axis and arranged between them in the exit plane to form an angle (α) are.

2. Blow mold according to claim 1, characterized in that the hot wind tunnel ( 7 ) within the blow mold ( 1 ) tapers conically on all sides into the outlet opening ( 5 ).

3. Blow mold according to claim 1, characterized in that a tapered wedge-shaped section ( 8 ) opposing the hot wind is arranged between the outlet openings ( 5 ).

4. Blow mold according to claim 1, characterized in that the outlet openings ( 5 ) are designed in the form of Laval nozzles.

5. Blow mold according to claim 1, characterized in that the cooling in the blow molding jacket ( 4 ) in a known manner has two separate circuits.

6. Blow mold according to claim 1, characterized in that the cooling in the blow molding jacket ( 5 ) has a circuit in a known manner.

7. Blow mold according to claim 1, characterized in that the casing ( 4 ) including the end wall ( 3 ) is coated in a known manner with a protective view, for example made of ceramic or fireclay or metal.

8. Blow mold according to claim 1, characterized in that in order to maintain the water speed in the front chamber ( 9 ) additional water guide ribs ( 16 ) are provided.