DE1188097B - Process for oil cooling, in particular the wind and slag forms of blast furnaces or similar metallurgical furnaces - Google Patents

Description

Verfahren zur Ölkühlung, insbesondere der Wind- und Schlackenformen von Hochöfen oder ähnlichen metallurgischen Öfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ölkühlung, insbesondere der Wind- und Schlackenformen von Hochöfen oder ähnlichen metallurgischen Öfen. Die mit dem Erfindungsgegenstand zu lösende Aufgabe wird hauptsächlich darin gesehen, das Kühlöl zum Durchführen eines an Hochöfen allgemein üblichen Prozesses anzuwenden bzw. die für diesen Prozeß erforderlichen Mittel zu ersetzen, um dadurch eine Vereinfachung zu erzielen.Process for oil cooling, in particular the wind and slag forms of blast furnaces or similar metallurgical furnaces The invention relates to a method for oil cooling, especially the wind and slag forms of blast furnaces or similar metallurgical furnaces. The object to be solved with the subject matter of the invention is mainly seen therein, the cooling oil for carrying out a process that is common in blast furnaces to apply or to replace the means necessary for this process in order to thereby to achieve a simplification.

Bekanntlich wirkt das aus undicht gewordenen wassergekühlten Wind- und Schlackenformen von Hochöfen in den Ofen eindringende Wasser zerstörend auf die Ofenauskleidung, besonders auf kohlenstoffhaltiges Mauerwerk. So hat man beobachtet, wie sich im Auskleidungsmauerwerk Hohlräume, Rinnen, Kanäle u. dgl. bilden, in die das flüssige Metall eindringen kann, wodurch die Gefahr des Ausbrechens des Metalls aus dem Ofengefäß erheblich vergrößert wird. Ferner kann in den Ofen gelangendes Wasser Knallgasexplosionen hervorrufen, die vornehmlich auftreten, wenn das Metallbad eine wassergekühlte Form erreicht und zerstört, wobei durch den unmittelbaren Kontakt von Kühlwasser mit flüssigem Metall Knallgase entstehen, die sich sofort entzünden und explosionsartig, oft mit verheerend zerstörender Wirkung, verbrennen.As is well known, the effect of leaking water-cooled wind and slag forms from blast furnaces destroying water entering the furnace the furnace lining, especially on carbon-containing masonry. So it has been observed how cavities, gutters, channels and the like are formed in the lining masonry, in which the liquid metal can penetrate, reducing the risk of the metal breaking out is increased significantly from the furnace vessel. Furthermore, things can get into the oven Water cause oxyhydrogen gas explosions, which mainly occur when the metal bath reaches a water-cooled form and destroys it, being through direct contact From cooling water with liquid metal, oxyhydrogen gases are generated, which ignite immediately and burn explosively, often with devastating effects.

Zusätzlich zu diesen Übeln sind noch Schwierigkeiten zu überwinden, die vom Kühlwasser selbst ausgehen. Zum Beispiel müssen Vorkehrungen gegen die Korrosionswirkung des Wassers getroffen werden, indem für die Herstellung der Formen ein besonders korrosionsfestes, teures Material, vorwiegend Kupfer, angewendet wird. Des weiteren muß man Ablagerungen entgegenwirken, die durch vom Wasser mitgeführte organische und anorganische Bestandteile entstehen können und die die Kühlwirkung erheblich beeinträchtigen. Es ist deshalb üblich, das Kühlwasser zu reinigen, was wiederum mit einem entsprechenden Aufwand verbunden ist.In addition to these evils, there are still difficulties to be overcome, which come from the cooling water itself. For example, precautions must be taken against the effect of corrosion of the water are taken by a specially designed for making the molds Corrosion-resistant, expensive material, predominantly copper, is used. Further it is necessary to counteract deposits caused by organic deposits carried along by the water and inorganic constituents can arise and which significantly reduce the cooling effect affect. It is therefore common practice to purify the cooling water, which in turn is associated with a corresponding effort.

Im Hinblick auf die einer Wasserkühlung anhaftenden Mängel wurde bereits vorgeschlagen, zum Kühlen der Schlacken- und Windformen an Hochöfen ein Gemisch von Natriumnitrit und Kalium anzuwenden, das eine relativ niedrige Schmelztemperatur von etwa 140 bis 150° C hat und innerhalb des Temperaturbereiches des Hochofenkühlsystems flüssig ist, aber nicht oder nur geringfügig zur Verdunstung neigt. Diesem Kühlmittel sollen alle Vorteile eines mit Wasser gekühlten Kühlsystems zu eigen sein, ohne jedoch dessen Nachteile zu besitzen. Insbesondere soll an den die Kühlung am nötigsten habenden Stellen der Formen keine Verdunstung des Kühlmittelgemisches erfolgen, so daß die Kühlung nicht unterbrochen wird. Wohl ist auch bei diesem vorbekannten Verfahren die bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel auftretende Knallgasbildung weitgehend ausgeschaltet, jedoch tritt dafür beim Bruch einer Form der Verschleiß des Hochofenmauerwerks um so mehr in Erscheinung, da die Alkalien des Kühlmittels mit der Kieselsäure und dem Aluminium der Schamotte eine niedrige schmelzende Kieselsäure-Aluminium-Verbindung bilden, so daß die Steine schon nach kurzer Zeit abgeschmolzen sind.With regard to the defects inherent in a water cooling system, proposed a mixture for cooling the slag and tuyeres in blast furnaces of sodium nitrite and potassium apply, which have a relatively low melting temperature from about 140 to 150 ° C and within the temperature range of the blast furnace cooling system is liquid, but has little or no tendency to evaporate. This coolant should have all the advantages of a water-cooled cooling system without but to have its disadvantages. In particular, the cooling should be the most necessary parts of the molds, there is no evaporation of the coolant mixture, so that the cooling is not interrupted. This is also well known Process the formation of oxyhydrogen gas that occurs when water is used as a coolant largely eliminated, but wear occurs when a mold breaks the blast furnace masonry is all the more apparent since the alkalis in the coolant a low-melting silica-aluminum compound with the silica and aluminum of the chamotte form so that the stones are melted after a short time.

Es sind ferner Heißkühlungen bekannt, die so wirken, daß Wasser mit Siedetemperatur durch die Kühlelemente oder Formen geschickt wird, wobei der Kreislauf unter Druck steht, dem aber infolge der Bauweise der Form Grenzen gesetzt sind. Man hat deshalb die Anwendung einer Zweistoffheißkühlung vorgeschlagen, bei der die von einem besonderen Kühlmittel in den Formen aufgenommene Wärme, das bei niedrigem Druck eine hohe Sattdampftemperatur hat, in einer für höchste Drücke ausgelegten Kesseltrommel durch Heizschlangen an siedendem Wasser abgeführt wird. Dabei kommen als Kühlmittel, wegen des günstigen Verlaufes ihrer Dampfdruckkurve unter anderem auch verschiedene Öle in Frage, die beim Undichtwerden einer Form keine nachteiligen Einflüsse auf den Ofengang und auf das Ofenmauerwerk ausüben. Bei diesem Kühlsystem dienen die Öle jedoch ausschließlich zum Ableiten der Wärme aus den Ofenformen.There are also hot cooling known, which act so that water with Boiling temperature is sent through the cooling elements or molds, whereby the cycle is under pressure, but there are limits to this due to the design of the shape. The use of two-component hot cooling has therefore been proposed in which the heat absorbed by a special coolant in the molds, which at low Pressure has a high saturated steam temperature, in one designed for the highest pressures Boiling water is removed from the boiler drum by heating coils. Come with it as a coolant, because of the favorable course of its vapor pressure curve, among other things various oils are also in question, which do not have any detrimental effects when a mold leaks Exert influences on the furnace corridor and on the furnace masonry. With this cooling system however, the oils only serve to dissipate heat from the oven molds.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die als Kühlmittel für die Kühlelemente verwendeten Öle gleichzeitig als Injektionsmittel zum Verbessern der Reduktion im Ofen dienen. Auf diese Weise kommt ein einziger Stoff als Kühl- und Injektionsmittel zur Anwendung, so daß keine zusätzlichen Injektionsmittel und Injektionseinrichtungen erforderlich sind. Des weiteren ergeben sich Vorteile für den Reduktionsvorgang selbst, da vorgewärmtes Öl in den Ofen gelangt, wodurch der Wärmebedarf bei der Umformung des Öles, der dem Wärmevorrat im Ofeninnern verlorengeht, herabgesetzt wird. Außer-dem läßt sich das Öl infolge seines leichtflüssigen Zustandes besser injizieren.The object set at the beginning is essentially achieved according to the invention in that the oils used as coolants for the cooling elements simultaneously serve as injection agents to improve the reduction in the furnace. In this way, a single substance is used as a coolant and injection medium, so that no additional injection medium and injection devices are required. Furthermore, there are advantages for the reduction process itself, since preheated oil gets into the furnace, whereby the heat requirement for the transformation of the oil, which is lost from the heat supply inside the furnace, is reduced. Outside which the oil due to its slightly liquid state can better inject.

Eine besonders vorteilhafte Injektionsmöglichkeit des Öles ist gemäß der Erfindung darin zu sehen, daß man die zur Kühlung dienende Ölmenge ganz oder teilweise durch in den Kühlelementen vorgesehene Düsen, Bohrungen od. dgl. in den Ofen eintreten läßt, was mit einem Minimum an Aufwand bewerkstelligt werden kann. Hierbei ist die gewünschte Einflußmenge des Öles durch entsprechende Wahl des Ausflußquerschnittes und des Druckes einstellbar.A particularly advantageous possibility of injecting the oil is according to of the invention to be seen in the fact that the amount of oil used for cooling is wholly or partly through nozzles, bores or the like provided in the cooling elements Oven can enter, which can be done with a minimum of effort. The desired amount of influence of the oil is determined by the appropriate choice of the outflow cross-section and pressure adjustable.

In manchen Fällen ist es denkbar, daß das in den Kühlelementen vorgewärmte Öl vor seiner Injektion durch einen dem Ofen zugeordneten Reaktor umgeformt wird.In some cases it is conceivable that the preheated in the cooling elements Oil is transformed by a reactor associated with the furnace before it is injected.

Im übrigen beschränkt sich das Verfahren gemäß der Erfindung natürlich nicht ausschließlich auf die Anwendung an Wind- und Schlackenformen, sondern läßt sich z. B. auch auf die Kühlkästen des Ofens, vorzugsweise auf diejenigen übertragen, die sich in einem Ofenbereich befinden, wo austretendes Wasser Mauerwerkschäden hervorrufen oder Gefahren heraufbeschwören kann. Schließlich besteht die Möglichkeit, Kühlelemente, die gemäß dem neuen Verfahren gekühlt sind, nunmehr auch an Stellen des Ofens einzusetzen, an denen der Einsatz von wasserdurchflossenen Elementen eine zu große Gefahr bedeutet, z. B. in der Nähe des Abstiches. Dort hat man bisher als kleineres übel einen hohen Verschleiß des Mauerwerkes in Kauf genommen, als sich den mit einem wassergekühlten Kühlelement verbundenen Gefahren auszusetzen.Otherwise, the method according to the invention is of course limited not exclusively for use on wind and slag molds, but leaves z. B. also transferred to the cooling boxes of the oven, preferably to those located in an oven area where water leaks will damage masonry cause or conjure up dangers. Finally there is the possibility Cooling elements that are cooled according to the new method, now also in places of the furnace, where the use of elements through which water flows a means too great a risk, e.g. B. in the vicinity of the tap. So far, you have as a minor evil a high wear of the masonry accepted than himself to expose the hazards associated with a water-cooled cooling element.

Zur Erläuterung der Erfindung dient nachstehende Beschreibung und die Zeichnung, deren F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen Hochofen zeigt, während die F i g. 2 und 3 ebenfalls in schematischer Darstellung und im Schnitt ölgekühlte Formen wiedergeben. In der Zeichnung bedeutet 1 den Schacht eines Hochofens, 2 die Heißwindringleitung, von der Düsenstöcke 3 wegführen, die in Düsen 4 münden, welche ihrerseits von in der Schachtwand 5 des Ofens angeordneten Windformen 6 umgeben sind. Mit 7 ist der Abstich bezeichnet, während die Schlackenform, durch die die Schlacke aus dem Ofen abgeführt wird, die Bezugsziffer 8 trägt.To explain the invention, the following description and the drawing, the F i g. 1 shows a schematic representation of a section through a blast furnace, while FIG. 2 and 3 also show schematically and in section oil-cooled forms. In the drawing, 1 denotes the shaft of a blast furnace, 2 the hot blast ring line, from which nozzle assemblies 3 lead away, which open into nozzles 4, which in turn are surrounded by tuyeres 6 arranged in the shaft wall 5 of the furnace. The tapping is denoted by 7 , while the slag mold, through which the slag is removed from the furnace, bears the reference number 8.

Sowohl die Windform 6 als auch die Schlackenform 8 sind gemäß dem Vorschlag der Erfindung durch Öl gekühlt. Hierbei kann wenigstens eine Windform zur Injektion des Öles in das Ofeninnere benutzt werden, wobei dann, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, an der inneren Stirnwand 9 der Form 10 beispielsweise Bohrungen 11 vorgesehen sein können, durch die hindurch das Öl vom Kühlraum 12 in den Ofen eintritt. In F i g. 3 ist eine weitere Möglichkeit zur Injektion des Öles veranschaulicht, und zwar ist dort durch den Kühlraum 13 der Form 14 eine Düsenlanze 15 hindurchgeführt, die bei 16 in den Ofen mündet und durch die Öl in den Ofen eingeführt wird.Both the wind mold 6 and the slag mold 8 are cooled by oil according to the proposal of the invention. Here, at least one tuyere can be used to inject the oil into the interior of the furnace, in which case, as shown in FIG. 2 it can be seen, on the inner end wall 9 of the mold 10, for example, bores 11 can be provided through which the oil from the cooling chamber 12 enters the furnace. In Fig. 3 illustrates a further possibility for injecting the oil, namely a nozzle lance 15 is passed there through the cooling space 13 of the mold 14, which opens into the furnace at 16 and through which the oil is introduced into the furnace.

Die durch die Verwendung von Öl als Kühlmedium im Vergleich zu Wasser gegebene geringere Kühlwirkung kann durch entsprechend gesteigerten Durchsatz vom Kühlmedium ausgeglichen werden. Auch ist es möglich, einen Kühler in den Umlauf einzubauen, um so eine Zwischenkühlung des Öles zu erreichen. Ebenfalls ist es denkbar, daß dem Kühlöl ein Stoff beigemischt wird, der die Wärmeaufnahme des Öles und damit die Kühlwirkung begünstigt.The result of the use of oil as a cooling medium compared to water given lower cooling effect can by correspondingly increased throughput from Cooling medium are compensated. It is also possible to have a cooler in circulation installed in order to achieve an intermediate cooling of the oil. It is also conceivable that the cooling oil is mixed with a substance that absorbs the heat of the oil and thus the cooling effect is favored.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Ölkühlung insbesondere der Wind- und Schlackenformen von Hoch- oder ähnlichen metallurgischen Öfen, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kühlmittel verwendeten Öle gleichzeitig als Injektionsmittel zum Verbessern der Reduktionsbedingungen im Ofen dienen. Claims: 1. Method for oil cooling, in particular the wind and slag forms from high-level or similar metallurgical furnaces, characterized in that the oils used as coolants also act as injections for improvement serve the reduction conditions in the furnace. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge oder auch die ganze Menge des zur Kühlung dienenden Öles durch wenigstens eine in einem Kühlelement (12) vorgesehene Bohrung (13) od. dgl. in den Ofen injiziert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that a partial amount or the whole amount of the oil used for cooling is injected into the furnace through at least one bore (13) or the like provided in a cooling element (12). 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Kühlelementen vorgewärmte Öl vor seiner Injektierung in einem dem Ofen zugeordneten Reaktor umgeformt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 439 935; deutsche Auslegeschrift Nr. 1029 018; USA.-Patentschrift Nr. 2 275 515; »Stahl und Eisen«, 77 (1957), S. 1126 bis 1135.3. The method according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the oil preheated in the cooling elements prior to its injection is reshaped in a reactor assigned to the furnace. Considered publications: German Patent No. 439,935; German interpretative document No. 1029 018; U.S. Patent No. 2,275,515; "Stahl und Eisen", 77 (1957), pp. 1126 to 1135.