DE29611704U1

DE29611704U1 - Kühlplatte für metallurgische Öfen

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Publication number: DE29611704U1
Application number: DE29611704U
Authority: DE
Original assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Current assignee: Hundt and Weber GmbH; SMS Siemag AG
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2006-07-06
Also published as: JP3045086U; CA2209682A1; EP0816515B1; US5904893A; DE59708301D1; EP0816515A1

Description

Beschreibung:

Die Neuerung betrifft eine Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene metallurgische Öfen, bestehend aus gegossenem Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen.

Derartige Kupferkühlplatten sind üblicherweise zwischen dem Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und an das Kühlsystem des metallurgischen Ofens angeschlossen. Auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite sind die Kühlelemente bei Hochöfen weitgehend mit feuerfestem Material versehen, bei Stahlschmelzöfen werden die Kupferkühlelemente dagegen im oberen Teil des Ofens über der feuerfesten Auskleidung eingesetzt.

Es sind Platten aus Kupferguß bekannt, bei denen die Kühlkanäle durch eingegossene Stahlrohre gebildet sind. _n Bei den eingegossenen Stahlrohren behindert eine Oxidschicht sowie eine nicht ausreichende Verbindung zwischen Stahlrohr und Kupferplatte eine gleichmäßige Wärmeabfuhr.

Aus der DE 29 07 511 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sackbohrungen sind, welche durch mechanisches Tiefbohren eingebracht sind. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau eingehalten und dadurch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet.

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Die Kühlplatte ist an der dem Ofeninneren zugekehrten Seite mit Stegen und Nuten versehen und kann mit feuerfesten Steinen oder mit einer feuerfesten Stampfmasse ausgekleidet werden.

Aus der bisher unveröffentlichten EP 94 11 5821.4 ist eine aus einem geschmiedeten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte Kühlplatte bekannt, bei der zur Kühlung der Randzonen zusätzlich zu den vertikal verlaufenden Sackbohrungen Kühlkanäle eingebracht werden, die als vertikale oder horizontale Sackbohrungen kleineren Durchmessers um die vertikal angeordneten Sackbohrungen in die Ränder eingebracht werden.

Aus der bisher unveröffentlichten DE-Patentanmeldung P 195 45 048.5 ist eine aus einem geschmiedeten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte Kühlplatte mit vertikal verlaufenden Sackbohrungen bekannt, die mit beidseitigen vertikalen und horizontalen Seitenflanschen ausgerüstet sind. Durch die Überlappung und Verbindung der vertikalen Seitenflansche kann ein umlaufender Kühlring innerhalb eines metallurgischen Ofens gebildet werden.

Durch Überlappung und Verbindung der horizontalen Seitenflansche können übereinander angeordnete Kühlringe oder einzelne übereinander angeordnete Kühlplatten miteinander verbunden werden.

Aus der bisher unveröffentlichten P 195 45 984.9 ist eine aus einem geschmiedeten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte Kühlplatte bekannt, die im oberen Teil eines Schmelzofens, insbesondere Lichtbogenofens, eingesetzt wird und deren glatte oder plane Innenseite durch keine feuerfeste Auskleidung geschützt wird.

Die Aufgabe der Neuerung besteht deshalb darin, eine Kupferkühlplatte zu schaffen, deren Wärmeleitfähigkeit annähernd der einer geschmiedeten oder gewalzten Kühlplatte entspricht, die jedoch erheblich kostengünstiger herzustellen ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es in Anspruch 1 angegeben ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen

aufgeführt.

Neuerungsgemäß werden in die aus Kupferguß bestehende Kühlplatte vorgefertigte Kühlmittelkanäle, bestehend aus Kupferrohrleitungen, Kupferrohrbögen und Kupferrohransätze, eingegossen.

Entsprechend der Breite der Kühlplatte werden die Rohre in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet und an den Kopfseiten mit Kupferkappen (Rohrbögen oder Umkehr- _₀ kappen) versehen. Die Ein- und Ausläufe werden mit Rohransätzen versehen. Die komplette Rohrleitung wird verschweißt und anschließend auf Dichtigkeit durch eine Druckprobe von ca. 1E5 bar / 20 min. geprüft.

Die Rohre, Röhrbögen und Rohransätze müssen allerdings dickwandiger als handelsübliche Rohrleitungen sein, da sie nach dem Abguß mehrere Stunden einer erhöhten Temperaturbeaufschlacjung in der Gießform ausgesetzt "^ sind.

Die komplett vorgefertigte Rohrleitung wird in die Gießform eingelegt, im Unterkasten fixiert und dann mit der Kupferschmelze umgössen, so daß die Rohrleitung nach der Erstarrung der Schmelze in die Kupferplatte eingebettet ist.

Beim Umgießen der Rohrleitung mit Kupferguß wird eine geringe Aufschmelzung der dickwandigen Rohre von ca. 1- 5 mm an der Rohrwand erreicht. Durch die Aufschmelzung im Rohrwandbereich entsteht keine Spaltbildung, es entsteht vielmehr eine 100%-ige Verbindung zum Grundmaterial (Kupferplatte/Rohr).

Der Durchfluß und die Durchflußgeschwindigkeit des Kühlmediums wird durch die abgerundete Rohrleitungsführung gegenüber den kantigen Übergängen bei den gebohrten Kühlkanälen einer geschmiedeten oder gewalzten Platte verbessert und harmonisiert.

Für den Einsatz der gegossenen Kühlplatten im Hochofen sind auf der dem Ofeninneren zugewandten Wand der Kühlplatte Stege und Nuten für die Aufnahme von Feuerfestmaterial erforderlich, die entweder direkt eingegossen oder durch mechanische Bearbeitung aus einer glatten Wand herausgearbeitet werden können.

Bei Kupferkühlplatten für den Einsatz in einem Lichtbogenofen wird die Innenseite der Platte zweckmäßigerweise glatt oder plan ausgeführt, da die Innenseite nicht mit einer feuerfesten Auskleidung versehen wird.

Falls die Kühlplatten zu einem umlaufenden Kühlring zusammengesetzt werden sollen, können beidseitige vertikale Seitenflansche vorgesehen werden.

Für den Fall, daß mehrere Kühlringe übereinander in einem metallurgischen Ofen angeordnet werden, können die Kühlplatten auch mit horizontalen Seitenflanschen versehen werden.

Die Neuerung wird anhand von schemsitischen Ausführungsbeispielen näher erläute.rt.

Es zeigen:
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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte für einen Einsatz in einen Hochofen,

Fig. 2 einen Querschnitt von Fig. 1, 10

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte für einen Einsatz in einen Lichtbogenofen,

Fig. 4 einen Querschnitt von Fig. 3, 15

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte mit vertikalen und horizontalen Seitenflanschen,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte mit vertikalen Seitenflanschen.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Kühlplatte (1) mit beispielsweise vier vertikal angeordneten Kühlrohrleitungen (2, 3, 4) im Inneren der Kühlplatte (1) sowie in der Außenwand (6) eingebrachte Aussparungen (12).

Die Zuführung des Kühlwassers in die Rohrleitungen (3) erfolgt von unten über die mit den Kühlmittelversorgungsleitungen des Hochofens verbundenen Rohransätzen (2). Die Kühlmittelleitungen (2, 3, 4) der Kühlplatte (1) werden als getrennte Kühlkreisläufe an das Kühlsystem des Hochofens angeschlossen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Kühlplatte (1) mit den vertikal angeordneten Kühlmittelieitungen (2, 3, 4), die an der Innenwand (5) mit Stegen (7) und Nuten (8) und an der Außenwand (6) mit einer Aussparung (12) versehen sind, in die ein Tragzapfen (11) des Hochofenpanzers (10) eingreift.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (1), die für einen Einsatz in einen Lichtbogenofen vorgesehen ist.

Die Kühlmittelieitungen (3, 4) sind schlangenförmig angeordnet und weisen nur zwei Kupferrohransätze (2) für die Zu- bzw. Abfuhr des Kühlwassers auf. Die Kupferrohrleitungen (3) und Kupferrohrbögen (4) sind vor dem Guß der Kühlplatte miteinander verschweißt worden, gleiches gilt auch für die beiden Kupferrohransätze (2).

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Kühlplatte (1), deren Innenwand (5) eine plane Oberfläche (9) aufweist. Die Kühlwasserzu- bzw. abfuhr durch die Kühlmittelieitungen (3, 4) erfolgt über zwei Kupferrohransätze (2), die an der Außenwand (6) angebracht sind und an den Kühlwasserkreislauf des Lichtbogenofens angeschlossen werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Längsschnitte durch zwei Kühl- * platten (1), die gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 _₀ mit vertikalen (13) und horizontalen Seitenflanschen (14) bzw. entsprechend Fig. 6 nur mit horizontalen Seitenflanschen (14) ausgerüstet sind.

Beide Kühlplatten (1) weisen im Inneren vier vertikal angeordnete Kühlrohrleitungen (2, 3, 4) sowie Aussparungen (12) an der Außenwand (6) auf.

Claims

Akte 2976 04.07.1996 Kühlplatte für metallurgische Öfen Schutzansprüche:

1. Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene metallurgische Öfen, bestehend aus gegossenem Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kühlplatte (1) vorgefertigte Kühlmittelkanäle, bestehend aus Kupferrohransätzen (2), Kupferrohrleitungen (3) und Kupferrohrbögen (4), eingegossen werden und daß die dem Ofeninneren zugewandte Wand (5) der

Kühlplatte (1) Stege (7) und Nuten (8) oder eine 2Q plane Oberfläche (9) aufweist.

2. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatte (1) mit beidseitigen vertikalen (13) oder horizontalen Seitenflanschen (14) versehen ist.

3. Kühlplatte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatte (1) mit beids€>.itigen vertikalen Seitenflanschen {13) oder mit beidseitigen horizontalen Seitenflanschen (14) versehen ist.

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