DE19503912C2 - Kühlplatte für Schachtöfen, insbesondere Hochöfen - Google Patents
Kühlplatte für Schachtöfen, insbesondere HochöfenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte für mit einer
feuerfesten Auskleidung versehene Schachtöfen,
insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer
niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren
angeordneten Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte
aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock
gefertigt ist, die Kühlkanäle vertikal verlaufende
Sackbohrungen sind und ein zusätzliches Kühlelement mit
einer horizontal verlaufenden Bohrung lösbar befestigt
bzw. in die Kühlplatte integriert ist.
Derartige Kühlplatten sind üblicherweise zwischen dem
Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und an
das Kühlsystem des Schachtofens angeschlossen. Auf der
dem Ofeninnern zugewandten Seite sind die Kühlelemente
zum Teil mit feuerfestem Material versehen.
Aus der DE-OS 23 62 974 ist ein gekühlter Schachtofen
und Plattenkühler dafür bekannt, bei dem ein
Kühlsegment mit nur einem horizontal verlaufenden
Rohrstück aus der dem Ofeninneren zugewandten Seite der
Kühlplatte lösbar befestigt ist.
Das horizontal verlaufende Rohrstück ist lediglich mit
den vertikal verlaufenden Rohren, welche die Kühlplatte
in Längsrichtung durchsetzen, verbunden. Ein eigenes
Kühlsystem, das niedrigere Kühlwassertemperaturen als
das der Kühlplatte garantiert, ist nicht erkennbar.
Auch bei dem mit der Kühlplatte fest verbundenen bzw.
in die Kühlplatte integrierten Nocken ist nur ein
horizontal verlaufendes Rohrstück zu erkennen, das mit
den Kühlrohrleitungen der Kühlplatte verbunden ist.
Aus der DE 39 25 280 ist eine Kühlplatte bekannt, bei
der die Kühlkanäle durch in Gußeisen eingegossene Rohre
gebildet werden und die Unterkante des Plattenkörpers
als Tragnase für das feuerfeste Mauerwerk ausgebildet
ist. Auch die Tragnase ist an das Kühlsystem
angeschlossen. Diese Platten haben eine geringe Wärme
abfuhr infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des
Gußeisens und wegen des Widerstandes zwischen den Kühl
rohren und dem Plattenkörper, verursacht durch eine
Oxidschicht oder einen Luftspalt.
Im Falle eines Verlustes des Hochofenmauerwerks nach
einer gewissen Betriebszeit ist die Innenfläche der
Kühlplatten direkt der Ofentemperatur ausgesetzt.
Da die Ofentemperatur weit oberhalb der Schmelztempe
ratur des Gußeisens liegt und die inneren Wärmedurch
gangswiderstände der Kühlplatten zu einer ungenügenden
Kühlung der heißen Plattenseite führen, ist ein be
schleunigter Verschleiß der gußeisernen Platten unver
meidbar und die Standzeit entsprechend begrenzt.
Es sind weiterhin Platten aus Kupferguß bekannt, bei
denen die Kühlkanäle entweder durch eingegossene Rohre
gebildet sind oder direkt eingegossen sind. Das Gefüge
von Kupferguß ist nicht so homogen und dicht wie das
von geschmiedeten bzw. gewalztem Kupfer. Infolgedessen
ist auch die Wärmeleitung von Kupferguß schlechter und
die Festigkeit geringer. Bei den eingegossenen Rohren
behindert eine Oxidschicht zwischen Rohr und Kupfer
block die Wärmeleitung.
Aus der DE 29 07 511 ist eine Kühlplatte bekannt, die
aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock
gefertigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal ver
laufende Sackbohrungen sind, welche durch mechanisches
Tiefbohren eingebracht sind. Das Gefüge der Kühlplatte
ist wesentlich dichter und homogener als das einer
Kupfergußplatte; Lunker, wie sie bei Kupfergußplatten
häufig auftreten, sind ausgeschlossen. Die Festigkeits
werte liegen höher und die Wärmeleitfähigkeit ist
gleichmäßiger und höher als die der gegossenen Kupfer
platten. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite
wird genau eingehalten und dadurch eine gleichmäßige
Wärmeabfuhr gewährleistet.
Die Kühlplatte ist an der dem Ofeninnern zugekehrten
Seite mit feuerfesten Steinen oder mit einer feuer
festen Stampfmasse ausgekleidet. Dadurch wird die Kühl
fläche der Platte verkleinert und im Falle des Ver
schleißes bzw. des Verlustes der feuerfesten Ofenaus
kleidung wird der Wärmeentzug aus dem Ofen begrenzt.
Ferner sollte die Kühlung der Platte so intensiv sein,
daß die Temperatur der heißen Plattenseite weit unter
der Erweichungstemperatur von Kupfer gehalten wird.
Aus der bisher unveröffentlichten EP 94 11 5821.4 ist
eine aus einem geschmiedeten oder gewalzten Kupferroh
block gefertigte Kühlplatte bekannt, bei der zur
Kühlung der Randzonen zusätzlich zu den vertikal ver
laufenden Sackbohrungen Kühlkanäle eingebracht werden,
die als vertikale oder horizontale Sackbohrungen
kleineren Durchmessers um die vertikal angeordneten
Sackbohrungen in die Ränder eingebracht werden.
Nachteilig bei diesen gewalzten oder geschmiedeten
Kupferkühlplatten ist jedoch, daß die Tragfähigkeit des
Mauerwerkes bzw. des Vormauerwerkes an den Kopfenden
der Kühlplatte nicht optimal ist und dadurch auch die
Standzeiten der feuerfesten Stampfmassen bzw. ff-Steine
nicht ausreichend ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine
Kühlplatte zu schaffen, bei der die verstärkten Kopf
enden in das Kühlsystem einbezogen werden und die
Wärmeabfuhr in diesem Bereich der Platten ebenfalls
gleichmäßig und homogen erfolgt, so daß auch dort eine
verbesserte Kühlung der feuerfesten Ofenauskleidung und
des Ofenpanzers gewährleistet wird.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im
Hauptanspruch angegeben ist, weitere vorteilhafte Aus
gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
Erfindungsgemäß werden daher in die geschmiedete oder
gewalzte Kupferkühlplatte im oberen oder unteren
Bereich ein zusätzliches Kühlelement lösbar ange
bracht, in das vertikale und horizontale Sackbohrungen
eingebracht werden. Diese vertikalen und horizontalen
Sackbohrungen werden in bekannter Weise endseitig durch
verschweißte oder verlötete Stopfen dicht verschlossen
und über Kupferrohrstutzen mit dem Kühlsystem des
Hochofens verbunden.
Anstelle eines lösbaren Kühlelementes kann eine Wulst
für das feuerfeste Mauerwerk auch aus dem Kupferroh
block geschmiedet werden, das Bohren der vertikalen und
horizontalen Kühlrohre in diesen Wulst erfolgt in der
bekannten Art und Weise.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausfüh
rungszeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kühlplatte
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kühlplatte mit
einem lösbar angebrachten Kühlelement
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Kühlplatte mit
einem ausgeschmiedeten Wulst.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Kühlplatte (1)
mit beispielsweise vier vertikal angeordneten Sack
bohrungen (3) sowie mit den in dem Kühlelement (4)
eingebrachten vertikalen (5) und horizontalen (6) Sack
bohrungen.
Die Zuführung des Kühlwassers bei den Sackbohrungen (3)
erfolgt von unten über die mit den Kühlmittelversor
gungsleitungen verbundenen Rohransätzen (2), bei den
vertikalen und horizontalen Sackbohrungen (5, 6) des
Kühlelementes (4) ebenfalls über Rohrstücke (2). Die
Kühlkreisläufe der Kühlplatte (1) und des Kühlelementes
(4) werden als getrennte Kühlkreisläufe an das
Kühlsystem des Hochofens angeschlossen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Kühlplatte (1) mit
den vertikal angeordneten Sackbohrungen (3), die in be
kannter Weise am unteren Ende durch Schweiß- bzw. Löt
stellen verschlossen sind. Die Kühlwasserzu- bzw.
abfuhr erfolgt über die Rohrstücke (2).
Im oberen Teil der Kühlplatte (1) ist ein lösbares
Kühlelement (4) angebracht, in das vertikale (5) und
horizontale Sackbohrungen (6) eingebracht sind. Die
horizontalen Sackbohrungen (6) werden auch in der Kühl
platte (1) angeordnet, um die Kühlwasserzu- und abfuhr
über die Rohransätze (2) durch die Wand des Hochofen
panzers (10) zu gewährleisten.
Für das Einbringen von Feuerfest-Material, entweder
Steine oder Spritz-/Stampfmassen, sind auf der dem
Ofeninneren zugewandten Seite in die Kühlplatte (1) und
in das Kühlelement (4) Nuten (8) eingearbeitet, die
jeweils durch Stege (7) begrenzt werden.
Fig. 3 zeigt eine Kühlplatte (1) mit einem aus dem Roh
block ausgeschmiedeten Wulst (9), in dem vertikale (5)
und horizontale (6) Sackbohrungen eingebracht sind, das
als zusätzliches Kühlelement ausgebildet ist.
Auch hier sind die horizontalen Sackbohrungen (6) über
Rohransätze (2) durch die Wand des Hochofenpanzers (10)
mit dem Kühlkreislauf des Hochofens verbunden.
Bezugszeichenliste
1 Kühlplatte
2 Rohransätze/Rohrstücke
3 Sackbohrungen in 1
4 Kühlelement
5 Sackbohrungen in 4 bzw. in 9
6 Sackbohrungen in 1, 4 bzw. 9
7 Stege
8 Nuten
9 Verstärktes Kühlelement/Wulst
10 Hochofenpanzer
2 Rohransätze/Rohrstücke
3 Sackbohrungen in 1
4 Kühlelement
5 Sackbohrungen in 4 bzw. in 9
6 Sackbohrungen in 1, 4 bzw. 9
7 Stege
8 Nuten
9 Verstärktes Kühlelement/Wulst
10 Hochofenpanzer
Claims (5)
1. Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung
versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen,
bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten
Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten
Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte aus einem
geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt
ist, die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sack
bohrungen sind und ein zusätzliches Kühlelement mit
einer horizontal verlaufenden Bohrung lösbar
befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Kühlelement (4) vertikal verlaufende
Sackbohrungen (5) und horizontal verlaufende
Sackbohrungen (6) zu einem Kühlsystem verbunden
sind und in horizontal verlaufende Rohrstücke (2)
einmünden, die an den Kühlkreislauf des Hochofens
angeschlossen sind.
2. Kühlplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlelement (4) im oberen oder unteren
Bereich der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege
(7) und Nuten (8) lösbar befestigt ist.
3. Kühlplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlelement (4) an jeder beliebigen Stelle
der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege (7) und
Nuten (8) lösbar befestigt ist.
4. Kühlplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlelement (4) eine rechteckige oder
quadratische Form aufweist.
5. Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung
versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen,
bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten
Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten
Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte aus einem
geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist
und die Kühlkanäle vertikal verlaufende
Sackbohrungen sind und ein zusätzliches Kühlelement
mit einer horizontal verlaufenden Bohrung aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlelement (9) im oberen bzw. unteren Bereich der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege (7) und Nuten (8) mit vertikal verlaufenden Sackbohrungen (5) und mit horizontal verlaufenden Sackbohrungen (6) angeordnet ist und
daß die vertikal verlaufenden Sackbohrungen (5) und die horizontal verlaufenden Sackbohrungen (6) zu einem Kühlsystem verbunden sind und in horizontal verlaufende Rohrstücke (2) einmünden, die an den Kühlkreislauf des Hochofens angeschlossen sind.
daß das Kühlelement (9) im oberen bzw. unteren Bereich der Kühlplatte (1) auf der Seite der Stege (7) und Nuten (8) mit vertikal verlaufenden Sackbohrungen (5) und mit horizontal verlaufenden Sackbohrungen (6) angeordnet ist und
daß die vertikal verlaufenden Sackbohrungen (5) und die horizontal verlaufenden Sackbohrungen (6) zu einem Kühlsystem verbunden sind und in horizontal verlaufende Rohrstücke (2) einmünden, die an den Kühlkreislauf des Hochofens angeschlossen sind.
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