DE1583960C - Kuhlkasten fur Hochofen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlkasten für Hochöfen mit einem Außenmantel in Gestalt eines rechteckigen Troges und einem in diesen hineingesetzten, ähnlich geformten Innenkasten, wobei zwischen der Außenfläche des Innenkastens und der Innenfläche des Außenkastens an der feuerseitigen Stirnwand und zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden durch Einhaltung eines weiten Abstandes ein durchgehender, an der offenen Seite des Kühlkastens mit Ein- und Auslaßöffnungen für das Kühlwasser versehener Strömungskanal gebildet ist.

Ein Kühlkasten dieser Art wurde bereits aus der deutschen Patentschrift 745 499 bekannt. Nach dem Vorschlag sind die den Strömungskanal einschließenden Seitenwände die schmalen Wände des Kühlkastens und des Außenmantels. Der Strömungskanal besitzt insgesamt ein etwa trapezförmiges Profil mit annähernd rechtwinkligen Übergängen der Seitenteile in den sich entlang der Stirnwand erstreckenden Teil. An der breiten Seite des Kühlkastens besteht zwischen dem Innenkasten und dem Außenmantel praktisch kein Zwischenraum.

Bei den modernen Großhochöfen ist ein möglichst störungsfreier Betrieb Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit des Hochofens, denn jede Störung ist mit großen Kosten verbunden. Der bekannte Kühlkasten fand jedoch in der Hochofenpraxis kaum Verwendung und, soweit bekannt ist, sind heute keine Hochöfen in Betrieb, die mit derartigen Doppelmantelkühlkästen ausgerüstet sind. Der Grund hierfür dürfte in der ungünstigen Formgebung des bekannten Kühlkastens liegen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Form des Kühlkastens der eingangs genannten Art günstiger zu gestalten und so einerseits die Strömungsverhältnisse für das Kühlwasser zu verbessern, um Schmutzablagerungen und Dampfpolsterbildung zu vermeiden, und andererseits die Ausbesserung zu erleichtern.

Gemäß der Erfindung sind die den Strömungskanal einschließenden Seitenwände die breiten Wände der beiden ineinandergesetzten Kästen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die von der Strömung umspülte Fläche in einem günstigen Verhältnis zur Gesamtoberfläche steht. Weiterhin haben die den Strömungskanal begrenzenden Oberflächen ein etwa parabelförmiges Profil, d. h. das Profil des Strömungskanals ist frei von Kanten und Vorsprüngen und im Bereich der feuerseitigen Stirnwand ergibt sich eine breite, stetige Rundung. Außerdem besitzt der Strömungskanal im Bereich der Unterseite zur feuerseitigen Stirnwand hin eine geringe Steigung, während er im Bereich der Oberseite zur offenen Seite des Kühlkastens hin ansteigt. Auf diese Weise wird ein stetig ansteigender Wasserweg gebildet. Im Bereich der feuerfesten Stirnwand gehen vorzugsweise die den Strömungskanal begrenzenden Oberflächen mit Rundungen in die Oberflächen der schmalen Wände über, deren Abstand voneinander etwa Vs bis ²U des Abstandes der breiten Wände beträgt.

Im Zwischenraum zwischen den schmalen Wänden des Außen- und Innenkastens sind erfindungsgemäß Leitstege für die Strömung angeordnet. Diese sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Rippen ausgebildet, die von der offenen Seite des Kühlkastens ausgehen und mit leichtem Anstieg etwa zur Mitte des Kühlkastens reichen. Dadurch wird erreicht, daß auch die schmalen Seiten des Kühlkastens von einer im wesentlichen U-förmig verlaufenden Strömung bespült werden, die stetig-in die Strömung des Hauptströmungskanals übergeht. Die schmalen Wände des Außen- und Innenkastens dürfen dabei nicht in zu geringem Abstand voneinander liegen, weil sonst die Strömung behindert wird und vor allem das Ablösen und Abwandern sich etwa bildender Dampfblasen erschwert wird. Andererseits darf der Abstand auch nicht zu groß sein, damit die Hauptströmung nicht über die Seitenwände kurzgeschlossen ist.

ίο An der offenen Seite des Kühlkastens sind Wassereinlaß- und -auslaßstutzen an den Strömungskanal angeschlossen, die erfindungsgemäß in Richtung der Breite des Kühlkastens trichterartig erweitert sind. Durch diese Maßnahme wird die gleichmäßige Verteilung des Kühlwassers über die gesamte Kühlkastenbreite begünstigt. Die strömungsgünstige Ausbildung des Strömungskanals ist nicht nur von Vorteil für die Kühlwasserführung, sondern ermöglicht und erleichtert auch im Fall einer Beschädigung des Außenkastens das Einpressen eines feuerfesten Mörtels in den Strömungskanal zur provisorischen Abdichtung während des Hochofenbetriebs. An sich könnte der Mörtel von der offenen Seite des Kühlkastens, an der sich auch die Wasseranschlüsse befinden, eingeführt werden. Es hat sich aber als zweckmäßig erwiesen, wenn im Bereich der feuerseitigen Stirnwand ein mit einem Absperrorgan versehenes Rohr den Innenmantels des Kühlkastens durchdringt und in den Strömungskanal mündet. Durch dieses Rohr kann Feuerfestmaterial eingepreßt werden, das sich infolge der günstigen Formgebung im Strömungskanal verteilt und diesen wenigstens an der am meisten gefährdeten Seite ausfüllt und abdichtet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen beide Kästen aus Stahlguß, so daß durch die Wahl einer temperaturbeständigen Stahllegierung die Verschleißfestigkeit verbessert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kühlkasten,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B der Fig. 1.

Der Außenkasten 1 und der Innenkasten 2 sind so angeordnet, daß ihre breiten Seiten in der Horizontalen liegen. Beide Kästen bestehen aus Stahlguß. Die feuerseitige Stirnwand des Außenkastens ist wesentlich dicker als die übrigen Kastenwände. Dadurch wird ein erhöhter Verschleißschutz erreicht. Insbesondere nimmt die im Feuer liegende Seite eine erhöhte Temperatur an, so daß an dieser Stelle eine Taupunktunterschreitung, die zur Bildung eines Kondensatfilms und damit zur Korrosion führen könnte, vermieden wird. Die beiden Kästen 1 und 2 sind an eine gemeinsame Frontplatte 3 angeschweißt. Die Frontplatte 3 ist in der Mitte mit einer großen rechteckigen Ausnehmung versehen, so daß der Innenraum des Innenkastens 2 zugänglich ist.

' Zwischen der Außenfläche des Innenkastens 2 und der Innenfläche des Außenkastens 1 ergibt sich im Bereich der feuerseitigen Stirnwand 4 und der breiten Seitenwände 5 ein weiterer Abstand. Dadurch wird ein Strömungskanal 6 mit etwa parabelförmigem Pro-

fil gebildet. Die den Kanal begrenzenden Flächen sind völlig frei von Ecken, Kanten oder Vorsprängen*

Auch im Bereich der schmalen, in situ vertikal verlaufenden Seiten wände 7 ergibt sich zwischen Innen-

und Außenkasten ein Zwischenraum 8. Der Zwischenraum 8 mit bei der dargestellten Ausführungsform etwa die Hälfte des Abstandes der Wände des Strömungskanals 6 und geht wenigstens in der Nähe der feuerseitigen Stirnwand mit breiten Rundungen 9 und 10 in den Strömungskanal über. An der offenen, dem Feuer abgewandten Seite des Kühlkastens sind im Zwischenraum 8 Leitstege 11 für die Strömung angeordnet, die etwa bis zur Mitte des Kühlkastens reichen und schwach geneigt sind. Der Kühlkasten ist mit Wassereinlaß- und -auslaßstutzen 12 versehen, die in Richtung der Breite des Kühlkastens trichterartige Aufweitungen 13 bzw. 14 aufweisen und mit einem breiten Schlitz in den Strömungskanal 6 einmünden.

Im Innern des von dem Innenkasten gebildeten Hohlraums befindet sich ein Rohr 15, das mit einem Absperrorgan versehen ist. Das Rohr 15 durchdringt den Innemantel in der Mitte der feuerseitigen Stirnwand und mündet in den Strömungskanal ein. Das Absperrorgan des Rohres 15 ist normalerweise geschlossen. Es kann zur Überprüfung des Strömungskanals geöffnet werden. Durch das Rohr 15 wird im Fall einer Beschädigung des Außenmantels feuerfester Mörtel in den Strömungskanal eingepreßt. Bei einer schweren Beschädigung des Kühlkastens kann auch der gesamte Hohlraum des Innenkastens mit feuerfestem Material ausgefüllt und die rechteckige Aussparung der Frontplatte 3 mit einem Deckel verschlossen werden.

Der erfindungsgemäße Kühlkasten eignet sich sowohl für Verdampfungs- als auch für Kaltwasserkühlung. Im Fall der Verdampfungskühlung strömt das Wasser in Richtung der Pfeile 16 und 17 von unten nach oben. Durch die glatte und stetig ansteigende Form der oberen Begrenzung des Wasserweges wird die Bildung von schädlichen Dampfpolstern verhindert. Im Fall der Kaltwasserkühlung kann die Strömung sowohl in der Pfeilrichtung als auch entgegengesetzt gerichtet sein. In jedem Fall werden durch die günstige Form des Strömungskanals schädliche Schmutzablagerungen vermieden.

Der erfindungsgemäße Kühlkasten besitzt eine Reihe von Vorteilen. So werden Beeinträchtigungen des Wärmeüberganges durch Dampfpolsterbildung oder Schmutzablagerungen mit Sicherheit vermieden. Dadurch wird die Lebensdauer verlängert und die Betriebssicherheit erhöht.

Im Fall einer Störung läßt sich der Kühlkasten leicht vom Kühlsystem trennen und durch Einpressen einer feuerfesten Masse vorläufig absichern. Unterbrechungen des Hochofenbetriebes werden vermieden.

Die zu kühlenden Flächen werden gleichmäßig vom Kühlmedium bespült. Der Wasserraum ist klein. Das Kühlmittel wird optimal ausgenutzt, so daß der Wasserverbrauch gering ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kühlkasten für Hochöfen mit einem Außenmantel in Gestalt eines rechteckigen Troges und einem in diesen eingesetzten, ähnlich geformten Innenkasten, wobei zwischen der Außenfläche des Innenkastens und der Innenfläche des Außen-

i. kastens an der feuerseitigen Stirnwand und zwei

* einander gegenüberliegenden Seitenwänden ein ι durchgehender, an der offenen Seite des Kühlkastens mit Ein- und Auslaßöffnungen für das Kühlwasser versehener Strömungskanal gebildet .ist, dadurch gekennzeichnet, daß die

ao den Strömungskanal (6) einschließenden Wände die breiten Seiten (5) der beiden Kästen (1, 2) sind und daß die den Strömungskanal (6) begrenzenden Flächen ein etwa parabelförmiges Profil besitzen.

as

2. Kühlkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strömungskanal (6) begrenzenden Flächen wenigstens im Bereich der feuerseitigen Stirnwand (4) mit Rundungen (9,10) in die Oberflächen der schmalen Seitenwände (7) übergehen und der Abstand der schmalen Seitenwände (7) der beiden Kästen (1,2) etwa Vs bis ¹Is des Abstandes der breiten Wände (5) beträgt und daß im Zwischenraum (8) Leitstege (11) angeordnet sind.

3. Kühlkasten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (11) von der offenen Seite des Kühlkastens ausgehend, mit leichtem Anstieg etwa bis zur Mitte reichende Rippen bilden.

4. Kühlkasten nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch Wassereinlaß- und -auslaßstutzen (12) mit in Richtung der Breite des Kühlkastens trichterartiger Aufweitung (13,14).

5. Kühlkasten nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der feuerseitigen Stirnwand (4) ein mit einem Absperrorgan versehenes Rohr (15) den Innenkasten (2) durchdringt und in den Strömungskanal (6) mündet.

6. Kühlkasten nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kästen (1, 2) aus Stahlguß bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen .