DE102005038413B4

DE102005038413B4 - Gasabdichtung für Hochöfen

Info

Publication number: DE102005038413B4
Application number: DE102005038413A
Authority: DE
Inventors: Udo Rattay; Frank Tennagels; Frank Böert; Christof Dratner
Original assignee: RATTAY METALLSCHLAUCH und KOMP; RATTAY METALLSCHLAUCH und KOMPENSATORENTECHNIK GmbH; KME Germany GmbH
Current assignee: Rattay Metallschlauch und Kompensatorentechnik De; Cunova GmbH
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2025-08-13
Also published as: DE202005021568U1; DE102005038413A1

Abstract

Gasabdichtung für Hochöfen, die aus einem das mit dem Kühlelement fest verbundenen, den Zu- und Ablauf des Kühlmediums gewährleistenden Kühlrohr außerhalb des Hochofenpanzers umgebenden Schutzrohres besteht, wobei das Schutzrohr einen mit dem Panzer verschweißten Rohrstutzen, einen Kompensatorbalg und zwei lösbare Verbindungen aufweist, und die Verbindung zwischen Rohrstutzen (7) und Kompensatorbalg (16) als eine die miteinander korrespondierenden Endteile (9, 10) von Rohrstutzen (7) und Kompensatorbalg (16) übergreifende Schellenverbindung (8) und die am Ende des Kompensatorbalges (16) vorgesehene Verbindung zwischen Kompensatorbalg (16) und Kühlrohr (5) als ein auf das Kühlrohr (5) aufschraubbares und mit dem Kompensatorbalg (16) verschweißtes Kupplungselement (17) ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasabdichtung für Hochöfen, die aus einem das mit dem Kühlelement fest verbundenen, den Zu- und Ablauf des Kühlmediums gewährleistenden Kühlrohr außerhalb des Hochofenpanzers umgebenden Schutzrohres besteht, wobei das Schutzrohr einen mit dem Panzer verschweißten Rohrstutzen, einen Kompensatorbalg und zwei lösbare Verbindungen aufweist.
Kühlelemente in Hochöfen, als Wandkühlelemente bezeichnet und aus Kupfer oder Grauguss hergestellt, werden zur Kühlung des Hochofenpanzers benötigt, wodurch das Heraustreten der Wärme aus dem Ofen vermieden und darüber hinaus die entsprechenden Einrichtungen geschützt werden sollen. Das zur Kühlung vorgesehene Kühlmedium wird den Kühlelementen über Rohre zu- und auch abgeführt. Die Kühlrohre sind mit den Kühlelementen fest, üblicherweise durch Verschweißen verbunden und weisen eine erhebliche Länge auf.
Da bei der Installation der Kühlelemente an der Innenseite eines Hochofenpanzers die Kühlrohre jeweils durch den Ofenpanzer zu führen sind, ist die Montage bzw. die Befestigung der Kühlelemente am Panzer aber auch die Demontage äußerst aufwendig und von der Handhabung her umständlich, da die hohen Gewichte zusätzlich eine Erschwernis darstellen. Bedingt durch die hohen Temperaturen treten Verformungen an den Kühlelementen auf, wodurch in entsprechen dem Maße auch die Kühlrohre aus ihrer ursprünglichen Lage in axialer oder angularer Richtung oder Ebene bewegt werden. Letztlich können die mit den Kühlelementen fest verbundenen Kühlrohre durch den auf sie wirkenden Bewegungsdruck und -zug bis zum Abreißen zerstört werden. Als Folge treten erhebliche Undichtigkeiten in der Kühlwasserführung auf. Des weiteren kommt es zu gefährlichen Gasaustritten außerhalb des Hochofens.
Zur Vermeidung derartiger, insbesondere mit technischen Folgeproblemen behaftete Undichtigkeiten, ist es bekannt, die für die Kühlmedienzufuhr erforderlichen Kühlrohre mit einem Schutzrohr zu umgeben.
Zunächst sah die Entwicklung der Schutzrohre eine flexible Ringdichtung zwischen Kühlrohr und Schutzrohr vor, um eine gewisse Bewegung der Kühlrohre innerhalb der Schutzrohre aufnehmen zu können. Die Weiterentwicklung sah innerhalb des aus mehreren Abschnitten verschweißten Schutzrohres ebenfalls zur Aufnahme von Bewegungen des Kühlrohres die Anordnung eines Kompensatorbalges vor, der einerseits mit dem Schutzrohr und andererseits mit dem Kühlrohr verbunden ist. Eine derartige Abdichtungskonstruktion ist in dieser Gestaltung und vor allem in der Montage äußerst aufwendig und kann nur geringe axiale und angulare Bewegungen aufnehmen.
Des weiteren ist zur Aufnahme von Bewegungen des Kühlrohres und dem Abdichten gegen Gasaustritte eine Konstruktion bekannt, wie sie in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 206 742 U1 näher beschrieben ist. In dieser Konstruktion besteht das Schutzrohr im wesentlichen aus einem langgestreckten, das Kühlrohr umgebenden Kompensatorbalg, der mit einem kurzen Rohrstutzen einerseits und am anderen Ende mit dem Kühlrohr über jeweils zerstörungsfrei lösbare, flanschartige Verbindungen verbunden ist. Die Verbindungen, die bei Reparatur-, Montage- oder Demontagearbeiten zu lösen sind, werden über mit einer Vielzahl von Schrauben gehaltenen Flanschverbindungen gebildet. Die am Ende des Kompensatorbalges vorgesehene Verbindung weist darüber hinaus ein auf das Kühlrohr aufschraubbares Element auf. Insgesamt sind die Verbindungen technisch kompliziert, erfordern einen hohen Arbeitsaufwand und weisen hinsichtlich der Zentrie rung des Kompensatorbalges bei der Montage nicht die den Kompensatorbalg vor Zerstörung schützenden Zentriermöglichkeiten auf. Um die auf ihn wirkenden Kräfte zerstörungsfrei aufnehmen zu können, muss ein Kompensatorbalg zwischen den Verbindungen mit Rohrstutzen und Kühlrohr völlig zentriert montiert sein.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gasabdichtung zu schaffen, die geeignet ist, die entsprechenden Bewegungen des Kühlrohres aufzunehmen, die einen montagefreundlichen Aufbau aufweist, die mindestens teilweise wieder verwendbar ist, die eine wirtschaftliche Lösung ermöglicht und vor allem einen vollständig zentrierten Einbau und somit die Voraussetzung für den effektiven Einsatz von Kompensatorbalgen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentansprauch 1 dargelegten Merkmalen gelöst.
Der Vorteil einer derartigen Gasabdichtung bei der Zu- und Abführung des Kühlmediums zu den Kühlelementen eines Hochofens liegt in der einfachen und handhabungsfreundlichen Montage sowie Demontage. Ein Endteil der Verbindung von am Panzer befestigten Rohrstutzen und Kompensatorbalg ist direkt am Rohrstutzen angeschweißt. Das zweite Endteil bildet mit dem Kompensatorbalg und dem auf das Kühlrohr aufschraubbaren Kupplungselement eine Baueinheit. Nach dem Aufschrauben dieser Einheit kann durch die besondere Korrespondenz der miteinander mittels einer Schellenverbindung zusammensetzbaren Endteile eine vollständige und genaue Zentrierung des Kompensatorbalges vorgenommen werden. Auf diese Weise kann das Spannelement der Schellenverbindung ohne Probleme dann angezogen werden, wenn die Konstruktion in vollem Umfang ausgerichtet ist. In der gleichen Weise kann der Demontagevorgang bei eventuellen Reparaturen vorgenommen werden, indem zunächst die die Endteile verbindende Schelle auf einfache Weise gelöst wird und somit der Kompensatorbalg geschont wird. Da jederzeit eine entsprechende Zentrierung möglich ist, kann mindestens die mit dem Kompensatorbalg verbundene Einheit jederzeit wieder verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in der Ausführung und Gestaltung des Kupplungselementes zu sehen, das am Ende des Schutzrohres zur Verbindung mit dem Kühlrohr vorgesehen ist. Für die Montage oder Demontage ist aufgrund der speziellen Gestaltung, ob über äußere oder innere Schlüsselflächen, nur ein einfacher Drehvorgang erforderlich.
Da häufig die aus dem Panzer ragenden Kühl- und Schutzrohranordnungen räumlich so verlaufen, dass eine ausreichende Bauhöhe zur Montage von Schutzrohren und deren Verbindungselementen nicht möglich ist, sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, die entsprechenden lösbaren Verbindungen am Ende des Schutzrohres anzuordnen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben:
In der Zeichnung ist in schematisierter Form ein Schnitt durch eine an einem Hochofenpanzer 3 befestigte Gasabdichtung dargestellt. Mit 1 ist ein nicht näher dargestelltes Kühlelement aus beispielsweise Kupfer oder Grauguss angedeutet. Zwischen dem Kühlelement 1 und dem Hochofenpanzer 3 ist zur Hinterfüllung des Zwischenraumes eine Feuerfestmasse 2 vorgesehen. Das mit dem Kühlelement 1 bereits vor der Montage verschweißte Kühlrohr 5 ragt durch die Öffnung innerhalb des Panzers 3 und ist von einer flexiblen Dichtung 4 umgeben. Vor der Montage des Kühlelementes 1 mit dem entsprechenden Kühlrohr 5 wird an der vorgesehenen Stelle am Panzer 3 von außen ein Rohrstutzen 7 angeschweißt. Der Rohrstutzen 7 bildet einen Teil des Schutzrohres 6. Um den restlichen Teil des Schutzrohres 6, insbesondere den Kompensatorbalg 16 mit dem Rohrstutzen 7 zu verbinden, ist ein besonderes Verbindungselement 8 vorgesehen.
Das Verbindungselement 8 besteht aus zwei Endteilen 9 und 10, die mittels einer Schelle 14 und einer Spanneinrichtung 15 miteinander verbindbar sind. Das Endteil 9 wird zunächst mit dem Rohrstutzen 7 fest und unlösbar verschweißt. Der übrige Teil des Schutzrohres 6, der aus dem zweiten Endteil 10 der Verbindung 8, dem Kompensatorbalg 16 und dem Kupplungselement 17 besteht, wird als Einheit auf das Kühlrohr 5 aufgeschraubt. Zur Anpassung der Endteile 9 und 10 aneinander weisen diese eine axial verlaufende ringförmige Ausnehmung 11 und einen mit der Ausnehmung im zusammengesetzten Zustand korrespondierenden Vorsprung oder Fortsatz 12 auf. Nach dem Aufschrauben der Einheit 10, 16, 17 auf das Kühlrohr 5 mittels eines Gewindes 18, wird der Kompensatorbalg 16, der mit dem Endteil 10 und dem Kupplungselement 17 fest verschweißt ist, durch Drehen des Endteiles 10 gegen das Endteil 9 zentriert und mittels der Schelle 14 und des Spannelementes 15 zu einer Einheit fest verbunden. Zur Abdichtung gegen eventuelles Austreten von Gas, sind in der Verbindung 8 eine Dichtung 13 und zwischen Kühlrohr 5 und Kupplungselement 17 ein Dichtelement 19 vorgesehen. Zum Montieren bzw. Demontieren der die Teile 10, 16 und 17 beinhaltenden Einheit weist das Kupplungselement 17 innen oder außen Schlüsselflächen 21 auf. Zur weiteren Verbindung des Kühlrohres 5 mit weiterführenden und nicht dargestellten Leitungen ist auf dem Kupplungselement 17 eine umlaufende Befestigungsnut 20 vorgesehen.

1: Kühlelement
2: Feuerfestmasse
3: Hochofenpanzer
4: Dichtung
5: Kühlrohr
6: Schutzrohr
7: Rohrstutzen
8: Verbindungselement
9: Endteil
10: Endteil
11: Ausnehmung
12: Vorsprung
13: Dichtelement
14: Schelle
15: Spanneinrichtung
16: Kompensatorbalg
17: Kupplungselement
18: Gewinde
19: Dichtelement
20: Nut
21: Schlüsselfläche

Claims

Gasabdichtung für Hochöfen, die aus einem das mit dem Kühlelement fest verbundenen, den Zu- und Ablauf des Kühlmediums gewährleistenden Kühlrohr außerhalb des Hochofenpanzers umgebenden Schutzrohres besteht, wobei das Schutzrohr einen mit dem Panzer verschweißten Rohrstutzen, einen Kompensatorbalg und zwei lösbare Verbindungen aufweist, und die Verbindung zwischen Rohrstutzen (7) und Kompensatorbalg (16) als eine die miteinander korrespondierenden Endteile (9, 10) von Rohrstutzen (7) und Kompensatorbalg (16) übergreifende Schellenverbindung (8) und die am Ende des Kompensatorbalges (16) vorgesehene Verbindung zwischen Kompensatorbalg (16) und Kühlrohr (5) als ein auf das Kühlrohr (5) aufschraubbares und mit dem Kompensatorbalg (16) verschweißtes Kupplungselement (17) ausgebildet sind.
Gasabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die miteinander korrespondierenden Endteile (9, 10) über eine axial verlaufende ringförmige Ausnehmung (11) und einen in die Ausnehmung (11) eingreifenden Vorsprung (12) aneinander anpassbar ausgebildet sind.
Gasabdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des in die Ausnehmung (11) eingreifenden Vorsprungs (12) zwischen den Endteilen (9, 10) ein Dichtelement (13) vorgesehen ist.
Gasabdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Endteil (9) fest mit dem Rohrstutzen (7) verschweißt angeordnet ist.
Gasabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf das Ende des Kühlrohres (5) aufschraubbare Kupplungselement (17) mit dem Ende des Kompensatorbalges (16) fest verschweißt und in Verbindung mit dem Kompensatorbalg (16) und einem Endteil (10) als eine Einheit ausgebildet ist.
Gasabdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Kühlrohres (5) gegenüber dem Kupplungselement (17) ein Dichtungselement (19), beispielsweise ein Kupferring, vorgesehen ist.
Gasabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (17) mit einer Schlüsselfläche (21), z. B. einem Außensechskant versehbar ist.
Gasabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (17) mit zur Aufnahme von Werkzeugen vorgesehenen Nuten auf der Innenseite versehbar ist.