DE2039043C3

DE2039043C3 - Auf der gesamten Schachthöhe durch ein gasförmiges Medium gekühlter Hochofen

Info

Publication number: DE2039043C3
Application number: DE19702039043
Authority: DE
Inventors: Mohammad Reza Dr.- Ing. 5100 Aachen Hassanzadeh
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-06
Filing date: 1970-08-06
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2039043B2; DE2039043A1; BE773641A; FR2108197A1

Description

Die Erfindung betrifft einen auf der gesamten Schachthöhe durch ein gasförmiges Medium gekühlten Hochofen mit einer von einem Stahlpanzer umgebenen feuerfesten Ausmauerung mit vom unteren Schacht bis 2i zur Gicht sich erstreckenden senkrechten Hohlräumen.

Bei Hochöfen wird eine Kühlung der Ausmauerung gefordert, durch die auf dem Umfang der auf gleicher Höhe und Ebene liegenden Schachtzonen in der Ausmauerung gleiche bzw. nur gering voneinander so abweichende Temperaturen erreicht werden. Bei den bekannten Hochofenschachtkühlungen, wie offene oder geschlossene Kreislaufkühlung, Mischkühlung oder drucklose Verdampfungskühlung, »nit in der Schachtausmauerung eingebauten sogenannten Kühlkästen J5 werden nicht alle Stellen der Hochok/ischachtausmauerung gleichmäßig ausreichend gekühlt, so daß es zu Rissen in der Ausmauerung und hierdurch gefördert zu Hochofenstörungen insbesondere durch Ansätze kommt Die nicht ausreichende Kühlung an einzelnen Stellen der Schachtausmauerung ist darauf zurückzuführen, daß bei den bekannten Hochofenschachtkühlungen die Menge des durch die einzelnen Kühlmittelhohlräume geführten Kühlmittels nur vom Querschnitt und/oder dem Förderdruck des Kühlmittels nicht jedoch von der örtlichen Wärmezufuhr abhängig ist. Da jedoch nicht vorauszusehende Stellen der Ausmauerung stärker erhitzt werden als in gleicher Ebene und Höhe des Schachtes liegende, werden diese, da die Wärmeabfuhr nicht ausreicht, heißer als die daneben liegenden. Hierdurch entsteht an diesen Stellen ein zusätzlicher Wärmeausdehnungsdruck in der Ausmauerung, der die Ursache für Beschädigungen der Ausmauerung ist. Ein weiterer Nachteil derartiger Hochofenschachtkühlungen ist der, daß sie mit flüssigen Medien betrieben werden, die aufbereitet und mittels Pumpen durch bzw. in die Kühlsysteme gepumpt und dann zurückgekühlt und u. U. wieder aufbereitet werden müssen. Hierdurch entsteht ein erheblicher Aufwand für Einrichtungen, der mit einem entsprechend hohen Kraftverbrauch und w> somit Kosten verbunden ist.

Außer diesen mittels flüssiger Medien gekühlten Hochofenschächte ist u.a. nach dem US-PS 10 90 574 ein luftgekühlter Hochofenschacht bekannt geworden. Dieser besteht aus einer inneren Ausmauerung aus i-; feuerfesten Werkstoffen, aus diese umgebenden einzelnen senkrecht über- und nebeneinander zu einem zylindrischen Metallmantel angeordneten jedoch nicht miteinander verbundenen Metallsegmenten mit je 2 von unten senkrecht nach oben eingegossenen rohrförmigen Hohlräumen für die Kühlluft, einer wärmedämmenden Schicht und einem Stahlpanzer, an dem die Metallsegmente radial an ihren oberen und unteren flanschartig verdickten Enden anliegen und mit je einer Schraube verschraubt sind. In den rohrförmigen Hohlräumen der Metallsegmente soll sich ein Kühlluftstrom ausbilden, in dem die an den Wänden der rohrförmigen Hohlräume in den Metallsegmenten aufgeheizte Luft nacir oben steigt, während im unteren kalte Luft nachströmt Infolge der erheblichen Strömungswiderstände in den verhältnismäßig engen rohrförmigen Hohlräumen der Metallsegmente und insbesondere in den aus 2x4 hintereinander angeordneten 90°-Krümmern bestehend?n Verbindungen der Hohlräume je zwei übereinander angeordneter Metallsegmente dürfte kein ausreichepder Kühlluftstrom nur durch die Erwärmung der Luft in den rohrförmigen Hohlräumen entstehen cxid die Zuschaltung eines Hochdruckgebläses notwendig sein, um die für die Kühlung benötigte Luftmenge durch die rohrförmigen Hohlräume zu treiben.

Ein weiterer Nachteil der Hochofenschachtausführung nach dem US-PS 10 90 574 ist der, daß die durch die rohrförmigen Hohlräume strömende Luft ihre Kühlwirkung zuerst auf die Metallsegmente und dann erst über deren Berührungsflächen mi» der äußeren Schachtausmauerungfrfläche auf die heiße Schachtausmauerung überträgt Außerdem dürfte der Wärmeübergang in den Berührungsflächen vor allem, da sich wie bekannt Hochofenausmauerungen nicht gleichmäßig ausdehnen sehr unterschiedlich und die Ursache für Überhitzungen in der Ausmauerung sein.

Mit der Erfindung sollen diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß die feuerfeste Ausmauerung des Hochofenschachtes aus einer inneren und einer äußeren Schicht besteht, die beide zusammen auf dem Umfang mehrere über die ganze Schachthöhe reichende Hohlräume bilden.

Der Vorteil dieser Anordnung ber'eht darin, daß die zur Kühlung benutzten gasförmigen Medien, im folgenden KUhlgase genannt, die vom unteren Teil des Schachtes zum oberen strömen, direkt mit der äußeren heißen Seite der inneren Ausmauerungsschicht in Berührung kommen und diese kühlen. Werden einzelne Stellen der Ausmauerungsschicht heißer als die danebenliegenden, so erhitzen sich die vorbeiströmenden Kühlgase stärker, wodurch sie einen erhöhten Auftrieb bekommen und kältere Kühlgase mit größerer Geschwindigkeit nacftströmen, d. h. die vorbeistreichende Kühlgasmenge wird größer und somit die heiße Stelle intensiver gekühlt.

Der Strömungswiderstand in den über die ganze Schachthöhe reichenden Hohlräume ist, da keine Querschnittsverengungen und Strömungsumlenkungen der Kühlgase über die ganze Schachthöhe vorhanden sind, gering. Eine Umlenkung der Kühlgasströmung findet im Bereich des Hochofenschachtes nur am Eintritt und Austritt der Kühlgase am unteren und oberen Ende des Hochofenschachtes statt. Die hier auftretenden Strömungswiderstände lassen sich durch entsprechende Ausbildung der Kühlgas-Durchgangsquerschnitte der Kühlgas-Umlenkungen gering halten.

Infolgedessen kann, da die große Erwärmung der Kühlgase in den Hohlräumen diese einen großen Auftrieb erhalten bzw. im unteren Teil des Hochofenschachtes ein diesem entsprechend großer Unterdruck entsteht, u. U. von dem Einsatz eines Kühlgebläses

abgesehen werden, zumindest dürfte ein Gebläse mit geringem Druck und somit geringem Kraftverbrauch ausreichen.

Weiter wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zur Stabilisierung die innere Ausmauerungsschicht mit Kühlgasdurchlässen ausgestalteten metallischen Stabilisierungskästen zu versehen, die radial mittels an diesen befestigter als Sprengrohre ausgebildeter Halterungen mit dem Stahlpanzer verbunden sind.

Die Verbindung der Sprengrohre mit den Stabilisierungskästen hat gegenüber dem Einsatz von üblichen Sprengrohren vor allem den Vorteil, daß eine zur Beseitigung von Ansatzbildungen im Hochofen notwendig werdende Zündung einer Sprengladung im Bereich bzw. vor einem metallischen Stabilisierungskasten erfolgt und somit die innere Ausmauerungsschicht nicht dem direkten Sprengdruck ausgesetzt ist und beschädigt wird.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 den Schacht des Hochofens im Längsschnitt und

Fig.2 der. Schacht des Hochofens im Querschnitt A-A.

Die von einem Stahlpanzer 9 und einer Isolierschicht 11 umgebene feuerfeste Ausmauerung besteht im Bereich des Hochofenschachtes aus einer inneren und äußeren Schicht 4a und 4b, die beide zusammen auf dem Umfang mehrere, im gezeigten Beispiel 12, über die ganze Schachthöhe reichende: Hohlräume 1 bilden, die gegeneinander durch über die ganze Schachthöhe reichende Stege 4c aus feuerfestem Werkstoff abgegrenzt sind. Diese Stege 4c dienen gleichzeitig als Stütze der inneren gegen die äußere Schicht 4a und 46 der Ausmauerung.

Jeder Hohlraum 1 ist am unteren Schacht- bzw. Hohlraumende über einen trichterförmig erweiterten Lufteinlaßstutzen 5 und über ein Rohr Tb an die Kühlluftleitung Ta und am oberen Ende des Hohlraumes

ίο über einen erweiterten Luftauslaßstutzen 10 und über Rohrstutzen Sb mit der Abluft- bzw. Heißluftleitung 8a verbunden.

Zur Stabilisierung der inneren Ausmauerungs-Schicht 4a sind in diese mit Kühlgasdurchlässen 3a versehene Stabilisierungskästen 3 eingebaut, in die Sprengrohre 6 eingelassen bzw. eingegossen oder geschraubt sind, die mit dem Stahlpanzer 9 mittels Muttern 6a und Gegenmuttern 6b verschraubt und in ihren äußeren Enden miueis Verschlußkappen 6c verschlossen sind. In die Kühlgasöffnung im unteren Teil des Stabilisierungskastens 3 ist zur besseren Kühlluftzuf"hr über die ganze Breite des Stabilisierungskastens 3 eine mit dem Flansch 3c des rohrförmigen Ansatzes 3b verbundene in den Hohlraum 1 hineinragende Abschrägung 3d vorgese-

r> hen.

Selbstverständlich kann der gasgekühlte Hochofenschacht mit einer gegenüber dem gezeigten größeren Zahl und mit auf dem Umfang kürzeren Hohlräumen versehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durch ein gasförmiges Medium auf der gesamten Schachthöhe gekühlter Hochofen mit :> einer von einem Stahlpanzer umgebenen feuerfesten Ausmauerung dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Ausmauerung aus einer inneren und einer äußeren Schicht (4a, 4b) besteht, die beide zusammen auf dem Umfang mehrere über die ganze ι ο Schachthöhe reichende Hohlräume (1) bilden.

2. Hochofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Ausmauerungsschicht (4a) mit Kühlgasdurchlässen ausgestatteten metallischen Stabilisierungskästen (3) versehen ist, die radial mittels an diesen befestigter als Sprengrohre (6) ausgebildeter Halterungen mit dem Stahlpanzer (9) verbunden sind.