DE2653042A1 - Kuehlstab und kuehlsystem aus kuehlstaeben fuer hochofenmauerwerk - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Kühlstab und Kühlsystem aus Kühlstäben für Ho@@ofenmanerwerk Die bisher bekannten Kühlelemente von Kühlsystomen für das Mauerwerk von Schachtöfen, vorzugsweise Hochöfen, werden als Kühler, Kühlkästen oder Kühlplatten von aussen durch Ausschnitte im Hochofenpanzer in das fenerfeste Mauerwerk geschoben. Dies hat den Vorteil, dass ein Kühlelement im Schadensfall relativ leicht ausgewochselt werden kann.
• Andererseits wird der Panzer durch die vielen Ausschnitte für Kühlelemente sehr geschwächt. Ein weiterer entscheidender Nachteil dieser Banweise besteht darin, dass der Panzer im unteren Bereich die Hitze aus dem Ofen nicht ausreichend abschirmt, weil die Kühlelemente wegen der den Panzer schwächenden Ausschnitte gar nicht dicht genug aneinander gefügt werden können.
• Demzufolge haben sich im Hochofenhau neuerdings Kühlplatten (Staves) durchgesetzt, die von innen am Panzer befestigt sind.
• Ohne schwächende Panzerausschnitte können diese Kühlplatten dicht nebeneinander und übereinander gelegt werden. Sie schirmen dann die gesamte Panzer-Innenfläche vollständig gegen Wärme aus dem Ofen solange ab, wie ihre sämtlichen Kühlrohre ohne Wasserverlust für eine gleichmässige Wärmeahfuhr aus den Kühlplatten sorgen.
• Zeigen sich aber innerhalb einer Platte oder an den Verbindungsrohren Wasserverluste durch Leckstellen, so muss das durch ein leckes Rohr einer solchen Kühlplatte strömende Kühlwasser abgesperrt werden. Diese Platte wird dann nur unvollständig, insbesendere ungleichmässig gekühlt. Dies hat sich weiter ausbreitende Schäden an der einmal beschädigten Kühlplatte zur Folge. Man kann aber eine scliadliafte Iilllplatte bekanntlich erst dann auswechseln, wenn der hochofen vorher leer gefahren wurde. Bei den houtigen Grosshochöfen bedeutet das einen rocht verlustreichen Stillstand im Hochofenwerk bzw. in der Hütte, die auf ungestörte Rcheisenlieferung ausgerichtet ist.
• Die vorliegende Nenerung an einem solchen Kühlsystem hat sich zur Aufgabe gestollt, die flächenhafte Küblwirkung der Kühlplatten (Staves) durch neuartige Kühlstäbe zu erreichen, welche nicht die Mängel der Kühlplatten (Staves) haben und welche @@ue gegenseitige Wärmebeeinflussung in einem Schadensfall ausserdem noch soweit notwendig auf einen Notwasserkreislauf geschaltet werden können.
• Für dieses Kühlsystem werden deshalb Kühlelemente in der Ferm von senkrecht im Hochofenpanzer dicht nebereinander angeordneten Kühlstäben vorgeschlagen, in welchen die Wasserführung vorteilhaft nur von unten nach oben verläuft.
• Ferner verläuft jeder vertikale Kühlkanal in einem völlig selbständigen Kühlstab, der sich selbständig dehnen kann und die benachbarten Stäbe nicht durch Wärmeübergang oder Rissbildung beeinflusst. Jeder vorsugsweise senkrecht stehende Kühlstab hat ferner orfindungsgemäss einen zweiten, vorzugsweise für Hotfälle gedachten Kühlkanal, der im Schadensfall den Kühlstab ersatzweise an einen zweiten Kühlkreislauf anschliesst.
• Die neuartigen Kühlelemente in Form ven Kühletäben müssen zwar ebenfalls wie Kühlplatten (Staves) ven innen am Panzer befestigt werden, um Panzerausschnitte zu vermeiden. Im Schadensfall werden jedoch die dicht oder nahe nebeneinander liegenden Kühlstäbe von einer Unterbrechung der Wasserkühlung in einem schadbaften Kühlstab nicht mit/betroffen. Bine stellenweise nicht mehr durch Wasser gekühlte Kühlplatte hätte an der nicht gekühlten Partie Rissgefahr infolge anderer Wärmedehnung gegenüber den rechts und links daneben liegenden wassergekühlten Partien der Kühlplatte.
• Ferner wird ein locker Kühlstab erfindungsgemäss uach dem Leckschaden an eine Notkühlung mit getronnten Wasseranschlüssen angeschlossen. Schliesslich können die nenartigen @ühlstäbe aus hitze- und verschleissfestem Stahlguss gefertigt werden, deren Wanddicke einer zuverlässigen Oberflächenkühlung Rechnung trägt, ohne dass rissgefährdete Rohre eingegossen werden müssen.
• Die Einzelheiten di@ser Kühlstäbe werden zweckmässig an einigen Ausführungsbeispielen in Fig. 1 bis 6 erläutert.
• Fig. 1 ist eine Ansicht des Kühlstabes von innen im Hockofen in Richtung auf den Panzer geschen.
• Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Kühlstab in vertikaler Mittelebene.
• Fig. 3 ist eine Draufsicht mit Schnitt durch einen Panzerabschnitt P. Alle 3 Figuren zeigen die Aussenwanne 1 und Innenwanne 2, die auf der Grundplatte 3 wasserdicht befestigt sind.
• Fig. 4 zeigt einen vorgrössorten Ansschnitt IV zur Verdentlichung der Wasserleitrippe 15.
• Fig. 5 entspri@@t Fig. 1, wobei lediglich die Haltebolzen 11 und die Langlöcher 12 aus Fig. 1 nunme@r senkrecht über der Wanne 1 liegen und die Löcher 12'' senkrccht unter Wanne 1. Hierdurc@ vermindert sick die Stabbrette von B auf B', Fig. 6 zeigt Varianten zu den Rchrstuizen 41, 51, 61 und 71, auf welche in der weiteren Beschreibung noch einzugehen ist.
• In Fig. 2 ist der Kühlwassereintritt in den Mohlraum zwischen Innenwanne 2 und Anssenwanne 1 durch die Öffnung 4 dargestellt und der Kü@lwasserabfluss durch die Öffnung 5. Ein zweiter @ühlwasserdurchfluss durch den Kühlstah kann gebildet werden durch Eintritt des Wassers durch die Öffnung 6 und Abfluss durch @i@ Öffnung 7, sobald dieses für zwechn@ssig gehalten wird, bzw. notwendig wird infolge eines Lockse@adens an dem @@sseren @ü@lwasserdurchfluss von 4 nach 5.
• Die Kühlkastenlünge L ist erfindungsgemäss ein vielfaches, nämlich 3 bis 10 mal Breite B oder Tiefe T. Sie wird in Fig. 1 und 2 verkürzt dargestellt. Der Aussenrüssel 1, der durch die im Cfenraum aufsteigenden Cfengase und durch den herabgehenden Möller auf Erosion und Verschleiss beansprucht wird, kann durch Rippen 13 und 14 verstärht @erden.
• In ausich bekannter Weise können die Kühlstäbe auch gegen Verschleiss und Abbrand geschützt werden durch feuerfestes Manerwerk, welches nicht dargestellt wird und welckes zwischen oder von den Kühlstäben liegt.
• Da die langen wassergekühlten Kühlstäbe eine andere Wärmedehnung haben als der Panzer, werden sie in vertikaler Richtung nur in einer Höhenlage, beispielsweise mittels der Belzen und Löcher li, oder durch die Stutzen 51 in Fig. 6 gehalten, während die übrigen Löcher 12 oder die nicht dargestellten Durchbrüche durch den Panzer P mit Spiel gefertigt werden.
• Es bletbt dem einzelnen @nwendungsfall überlassen, @@ @lle 4 Öffnungen 4, 5, 6, 7 im Kühlstab für die Kühlwasserströme bereits durch Löcher im Panzer P, vergl. Fig. 6 @ierdure@ an Rolrleitungen 4', 5', 7' angesc@lossen werden, oder ob die nur im Schadensfall erforderlichen Anschlüsse 6', 7' erst nach Ermittlung eines Leckse@adess bei dem leches Kühlstab durch @erstellung der Löcher für die @nse@l@sse 6', 7' am Nochofen hergestellt werden. In Fig. 6 w@rde nur der Kühlwasserzulauf 7' dargesiellt und die Bohrung 6'' in Panzer P angedenlet. Dargestellt wurde an dieser Stelle, dass der Kühlwasserra@@ 2' im Kühlstab möglicherweise bei @ontage durch Kapper 62 ahgeschirmt wird. @ie @ohrverbindung 7' wird dann erst im Se@adensfall bergestell'.
• Wenn mehrere Kühlst@@e ohze nennenswer'en Zwischenra@ @r @er lm.e@wand eines Panzers P aneinander ge@ügt @@@@@@ sellen, werden die durch seitliche Flanse@c in der @rundplatte 3 geführten Betzen 11 ans fig. 1 und Fig.@ @rset@@ durch entsprechunde Verbindungselemente 11 , welche beispielsweise nach Fig. 5 in Längsachse der Kühlstäbe unterzubringen sind. @ierdurch ändert sich die Kühlstabbreite B (Fig. 1 und 3) in D' (Fig. 5).
• Die Verbindung zwischen einem Kühlstab und dem Panzer kann natürlich auch durch ein Verschweissen der Grundplatte 3 mit dem Panzer erfolgen, wenn der Kühlstab ohne Spiel zwischen Panzer und Grundplatte 3 montiert werden kann, und wenn keine Bedenken gegen Wärmespannungen zwischen Panzer P und Grundplatte 3 anftreten.
• Ferner kann die Kalterung eines Kühlstabes im Kochefenpanzer noch Fig. 6 beispielsweise durch den an der Grundplatte 3 angegossenen Stutzen 51 oder angeschweissten Stutzen 41 in vertikaler und zum Panzer P tangentialer Richtung gebildet werden. Es können hierfür auch nicht dargestellte, am Parzer angeschweisste Kalter verwendet werden.
• Der radiale Abstand zwischen Kühlstab und Panzer kann beispielweise mit Hilfe am Panzer P elcktrisch punktgeschweisster Bolzen 11 und mittels der Abstandstücke 111 hergestellt werden. @ierbei wird der Bolzen 11 nur an einer Stelle des langen Kühlstabes unverschiebbar in der Grundplatte 3 befestigt, während zwecks Wärmedebnung alle übrigen Löcher 12 und 12''für die Bolzen 11 und 11' Spiel in der Grundplatte 3 erhalten. Die Löcher im Panzer P werden nach dem gleichen Gedanken bemessen.
• Fig. 6 zeigt scliesslich, dass die Verbindungsrohhrleitungen 4 und 5' durch Schweissen an den Stutzen 41 und 51 angeschlossen werden können, wobei in den Fig. 2, 3 und 4 die Darstellung der noch erforderlichen gasdichten Abschlüsse an den Panzer-Durchbrüchen nicht dargestellt wird. Fig. 2 und 3 zeigen als Verbindungsmittel Rohrgewinde an den Stutzen 41, 51, 61 und 71 welche soweit notwendig durch Schutzkappen 62 abgeschirmt werden.

Claims (8)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Kühlstab und Kühlsystem aus Kühlstäben für Hochofenmauerwerk, von innen im Panzer befestigt, für den Anschluss an einen oder mehrere Kühlwasserdurchflüsse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kühlstablänge (L) im Panzer etwa senkrecht liegt und 3 bis 10 mal seiner Breite (B) und Tiefe (T) entspricht.
2. 2. Kühlsystem mit Kühlstäben nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kühlstäbe dicht nebeneinander oder mit Abständen gleich oder kleiner als (B) oder (T) neben- und übereinander im Panzer befestigt werden.
3. 3. Kühlstab nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass dieser aus einer länglichen Grundplatte (3) besteht, auf der eine Innenwanne (2) befestigt ist und einen Kühlwasserraum (2') mit Zufluss (6) und Abfluss (7) begrenzt, und dass über dieser Innenwanne (2) eine Aussenwanne (1) befestigt ist und einen zweiten Kühlwasserraum (1') mit Kühlwasserzufluss (4) und -Abfluss (5) umschliesst.
4. 4. Kühlstab nach Anspruch 1 und 3, d a d u r c h g e k e n n-@ e i c h n e t, dass die beiden Wann#en (1) und (2) aus @itze- und verschleissfestem Stablguss bestehen, während die Grundplatte (3) aus einem mit den Wannen gut verse@veissbaren @alzstahl oder Stahlguss gefertigt wird.
5. 5. Kühlstab nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass die Wannen (1) mit Rippen (13) gegen Verschleiss geschützt sind, dass Rippen (14) für Auflage des feuerfesten Materials verhanden sind, und dass Rippen (15) an der Innenwanne (2) die @asserströ@ung zwischen Aussenwanne (1) und Innenwanne (2) leiten.
6. 6. Kühlstab und Kühlsystem aus Kühlstäben nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wasseranschlüsse in Form an der Grundplatte (3) angegossener oder an geschweisster Stutzen (41) und (51) durch 2 Löcher im Panzer(P)gesteckt werden, und dass diese Stutzen von aussen mit Verbindungs-Rohrleitungen (4', 6') verbunden werden.
7. 7. Kühlstab nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n nzei c h n e t, dass die Stutzen (41 und 51) der Wasseranschlüsse (4, 5) vertikale und horizontale Drücke aus @em Kühlstab auf die Lochlaibungen im Panzer (P) übertragen, während neben, über oder unter der Wanne (1) durch die Grundplatte (3) gesteckte Bolzen (11) mit Ringen (111) Kräfte senkreckt zum Panzer aufnchmen.
8. 8. Kühlstab und Kühlsystem aus Kühlstäben nach Auspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Stutzen (61) und (71) erst im Bedarfsfall Löcher (6'', 7'') in den Panzer (P) geschnitten werden, und dass deren Öffnungen (6 und 7) durch Schutzhauben(62) abgedeckt sind.