DE102005038413B4 - Gasabdichtung für Hochöfen - Google Patents
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Abstract
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 Hochofenpanzer3 befestigte Gasabdichtung dargestellt. Mit1 ist ein nicht näher dargestelltes Kühlelement aus beispielsweise Kupfer oder Grauguss angedeutet. Zwischen dem Kühlelement1 und dem Hochofenpanzer3 ist zur Hinterfüllung des Zwischenraumes eine Feuerfestmasse2 vorgesehen. Das mit dem Kühlelement1 bereits vor der Montage verschweißte Kühlrohr5 ragt durch die Öffnung innerhalb des Panzers3 und ist von einer flexiblen Dichtung4 umgeben. Vor der Montage des Kühlelementes1 mit dem entsprechenden Kühlrohr5 wird an der vorgesehenen Stelle am Panzer3 von außen ein Rohrstutzen7 angeschweißt. Der Rohrstutzen7 bildet einen Teil des Schutzrohres6 . Um den restlichen Teil des Schutzrohres6 , insbesondere den Kompensatorbalg16 mit dem Rohrstutzen7 zu verbinden, ist ein besonderes Verbindungselement8 vorgesehen. - Das Verbindungselement
8 besteht aus zwei Endteilen9 und10 , die mittels einer Schelle14 und einer Spanneinrichtung15 miteinander verbindbar sind. Das Endteil9 wird zunächst mit dem Rohrstutzen7 fest und unlösbar verschweißt. Der übrige Teil des Schutzrohres6 , der aus dem zweiten Endteil10 der Verbindung8 , dem Kompensatorbalg16 und dem Kupplungselement17 besteht, wird als Einheit auf das Kühlrohr5 aufgeschraubt. Zur Anpassung der Endteile9 und10 aneinander weisen diese eine axial verlaufende ringförmige Ausnehmung11 und einen mit der Ausnehmung im zusammengesetzten Zustand korrespondierenden Vorsprung oder Fortsatz12 auf. Nach dem Aufschrauben der Einheit10 ,16 ,17 auf das Kühlrohr5 mittels eines Gewindes18 , wird der Kompensatorbalg16 , der mit dem Endteil10 und dem Kupplungselement17 fest verschweißt ist, durch Drehen des Endteiles10 gegen das Endteil9 zentriert und mittels der Schelle14 und des Spannelementes15 zu einer Einheit fest verbunden. Zur Abdichtung gegen eventuelles Austreten von Gas, sind in der Verbindung8 eine Dichtung13 und zwischen Kühlrohr5 und Kupplungselement17 ein Dichtelement19 vorgesehen. Zum Montieren bzw. Demontieren der die Teile10 ,16 und17 beinhaltenden Einheit weist das Kupplungselement17 innen oder außen Schlüsselflächen21 auf. Zur weiteren Verbindung des Kühlrohres5 mit weiterführenden und nicht dargestellten Leitungen ist auf dem Kupplungselement17 eine umlaufende Befestigungsnut20 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 (8)
- 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.
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CUNOVA GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: KME SPECIAL PRODUCTS GMBH & CO. KG, 49074 OSNABRUECK, DE; RATTAY METALLSCHLAUCH UND KOMPENSATORENTECHNIK GMBH, 46569 HUENXE, DE Owner name: RATTAY METALLSCHLAUCH UND KOMPENSATORENTECHNIK, DE Free format text: FORMER OWNERS: KME SPECIAL PRODUCTS GMBH & CO. KG, 49074 OSNABRUECK, DE; RATTAY METALLSCHLAUCH UND KOMPENSATORENTECHNIK GMBH, 46569 HUENXE, DE Owner name: KME SPECIAL PRODUCTS & SOLUTIONS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: KME SPECIAL PRODUCTS GMBH & CO. KG, 49074 OSNABRUECK, DE; RATTAY METALLSCHLAUCH UND KOMPENSATORENTECHNIK GMBH, 46569 HUENXE, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |