-
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Speisen der Brenner
eines Winderhitzers mit Luft, der zu einem Hochofen mit Fundamentkühlung gehört.
-
Die Bodenausmauerung eines Hochofens wird erfahrungsgemäß vom erschmolzenen
Roheisen sowohl thermisch als auch mechanisch stark beansprucht und nutzt sich deshalb,
insbesondere in der Ofenmitte, schnell ab, was zur Ausbildung der sogenannten Ofensau
führt.
-
Desgleichen läßt die Haltbarkeit des Ofenfundamentes zu wünschen übrig,
weil ihm die Erwärmung durch die Bodenausmauerung hindurch auf Temperaturen von
etwa 150° C durchaus unzuträglich ist; denn der Fundamentbeton verliert mit steigender
Temperatur an Festigkeit und dadurch wird einer Rißbildung Vorschub geleistet.
-
Deshalb wird der Ofenboden mit Luft gekühlt, die meist strahlenförmig
im Boden eingebaute Kühlrohre durchströmt und am Bodenumfang in die Atmosphäre entweicht.
Den inneren Enden der Kühlrohre wird die von einem Ventilator kommende Luft durch
ein das Fundament axial durchsetzendes Sammelrohr zugeführt.
-
Mit dem Zusatzaufwand einer solchen Bodenkühleinrichtung wird der
Gewinn einer Verlängerung der Lebensdauer des Fundamentes und insbesondere der Bodenausmauerung
erkauft. Hiervon geht die Erfindung aufgabenmäßig aus und befaßt sich mit der Frage,
ob und wie der Gewinn an Lebensdauer wirtschaftlicher als bisher möglich ist.
-
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe beruht darauf, die vom
Ofenfundament mit der Kühlluft abgeführte Wärme für den metallurgischen Prozeß wieder
auszunutzen und besteht darin, daß die Warmluftaustrittsstutzen der Kühlkanäle des
Hochofenfundamentes mit den Eintrittsstutzen der Brenner verbunden sind. Eine solche
Verbindung bietet ohne weiteres die Möglichkeit, auch vorhandene Anlagen nachträglich
im Sinne der Erfindung ohne irgendwelche Schwierigkeiten auszubauen. Der erfindungsgemäße
Wärmerückgewinn ergibt höhere Verbrennungstemperaturen in den Winderhitzern, ohne
daß man, wie bei bekannten Anlagen, auf den Aufwand zusätzlicher Energie für das
Vorwärmen der den Brennern der Winderhitzer zugeführten Luft angewiesen bleibt.
-
Der wärmewirtschaftliche Vorteil ist auch dann gegeben, wenn, wie
bisher, außer den die Brenner unmittelbar speisenden Ventilatoren noch zusätzliche
Ventilatoren für die Fundamentkühlung vorhanden sind.
-
Indessen empfiehlt es sich in Weiterentwicklung der Erfindung, nur
eine Ventilatorgruppe sowohl für die Fundamentkühlung als auch für die Brennerspeisung
vorzusehen.
-
Damit der Druckabfall der Luft in den Kühlkanälen einen genügenden
Eintrittsdruck an den Brennern der Winderhitzer übrig läßt, schlägt die Erfindung
weiterhin vor, die Kühlluftkanäle nicht, wie bisher, strahlenförmig, sondern in
Parallelanordnung über die Bodenfläche zu verteilen. Unter sonst gleichen Verhältnissen,
vornehmlich gleichem Kühlrohrdurchmesser und gleicher Gesamtwärmeaustauschfläche,
kommt man mit kleinerer Kühlrohrlänge aus, von welcher der Druckabfall bekanntlich
abhängt.
-
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, und zwar zeigt F i g. 1 schematisch einen Hochofen und drei Winderhitzer
im Grundriß, F i g. 2 einen Querschnitt durch das Fundament und die Bodenausmauerung
des Ofens gemäß der Schnittlinie II-II der F i g. 1, F i g. 3 eine andere Ausführung
der Bodenkühleinrichtung im Grundriß.
-
Das unter der Bodenausmauerung 1 des Hochofens 2 angeordnete Kühlrohrsystem
besteht aus zahlreichen Einzelrohren 3, die beim dargestellten Beispiel zwischen
I-Profilen 4 einander parallel und mit ihren Enden an je eine Sammelleitung 5 bzw.
6 angeschlossen sind. Diese beiden Sammelleitungen 5 und 6 zweigen von einer Speiseleitung
7 ab, in welche zwei Ventilatoren 8 fördern. Ebenso kann einer der beiden Ventilatoren
als Reserve vorgesehen sein. Die Sammelleitungen 5 und 6 münden in eine Verteilerleitung
9 mit Zweigleitungen 10 für jeden der Brenner 11 eines der drei Cowper
12.
-
Die durch die Leitung 7 geförderte Kühlluft strömt durch eine der
beiden Sammelleitungen 5 und 6 und wird aus dieser in die Kühlrohre 3 verteilt,
um anschließend durch die andere Sammelleitung in das Verteilerrohr 9 und schließlich
zu den Brennern 11 zu strömen.
-
Bei der Strömungsrichtung, die in F i g. 1 Pfeile 13 versinnbildlichen,
muß der direkte Abfluß der Kühlluft aus der Sammelleitung 5 in die Verteilerleitung
9 unterbunden und ebenso die Verbindung der Sammelleitung 6 mit den Ventilatoren
abgesperrt werden. Demgemäß sind in F i g. 1 in jeder der beiden Sammelleitungen
5 und 6 zwei Ventile 14, 15 bzw.16, 17 angedeutet. Das Ventil 14 ist geschlossen
und das Ventil 15 gibt den Zufluß der Kühlluft in die Sammelleitung
5 frei. Andererseits ist das Ventil 17 der Sammelleitung 6 geschlossen,
wogegen die aus den Kühlrohren 3 kommende Warmluft durch das geöffnete Ventil 16
zu den Brennern 11 fließt.
-
Auf der Seite der Sammelleitung 5 wird vom Ofenboden wegen des größeren
Temperaturpotentials mehr Wärme als auf der Seite der Sammelleitung 6 abgeführt.
Deshalb soll zum Ausgleich nach einer vorgegebenen Betriebsdauer in dem Sinne umgeschaltet
werden, daß die Kühlluft die Rohre in entgegengesetzter Richtung durchströmt, also
durch das Sammelrohr 6 zufließt. Zum Umschalten schließt man die beiden Ventile
15 und 16 und öffnet die beiden anderen Ventile 14 und 17.
-
Zu erwähnen ist noch eine Leitung 18, die, wie an sich bekannt, die
Ventilatoren 8 mit der Verteilerleitung 9 unmittelbar verbindet und deren normalerweise
geschlossenes Ventil 19 geöffnet wird, wenn es gilt, wegen irgendeiner Störung
in der Kühleinrichtung den Betrieb einstweilen ohne Bodenkühlung hilfsweise fortzusetzen.
-
Zum Unterschied von der Bodenkühlung, deren Luftbedarf im wesentlichen
konstant bleibt, benötigen die Brenner üblicherweise gegen Ende der Heizperiode
wachsende Luftmengen. Aus diesem Grunde wird die Verteilerleitung 9 mit einer einstellbaren
Abflußdrossel, z. B. einem Schieber 20, einer Drosselklappe od. dgl., versehen.
Der durch diese Drossel abfließende Luftüberschuß kann in den Rauchgaskamin der
Cowper eingeführt werden.
-
Im Vergleich zu dem Kühlrohrsystem der F i g. 1 hat die abgewandelte
Ausführung der F i g. 3 den
Vorzug eines kleineren Druckabfalles
in den in Parallelschaltung über die Bodenfläche verteilten Kühlrohren 3'. In diesem
Falle haben nämlich die Kühlrohre 3' nur etwa die halbe Länge. Sie zweigen innen
von einem zentralen Zuflußrohr 22 ab und münden außen in die beiden Sammelleitungen
5' und 6', die beide Abflußleitungen für die Warmluft sind, also nicht umgeschaltet
zu werden brauchen.
-
Trotz diesem Vorteil braucht diesem Kühlsystem nicht der Vorzug im
Vergleich zu jenem der F i g. 1 zu gebühren. Wird nämlich die von den Ventilatoren
kommende Leitung auf ihrer ganzen Länge außerhalb der Bodenfläche verlegt, dann
entfallen etwaige Schwierigkeiten, die sich einstellen, wenn etwa für Reparatur-
oder überwachungszwecke die Zufuhrleitung auf ihrer gesamten Länge nicht ohne weiteres
zugänglich ist.