DE2362974A1 - Gekuehlter schachtofen und plattenkuehler dafuer - Google Patents
Gekuehlter schachtofen und plattenkuehler dafuerInfo
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Description
EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 D-8000 MÜNCHEN 90
Hoogovens IJmuiden B.T.
Unniiden, Niederlande
Unniiden, Niederlande
1 a DEL !973
Gekühlter Schachtofen und Plattenkühler dafür
Die Erfindung "betrifft einen gekühlten Schachtofen und einen
Platfcaakühler zur Verwendung bei einem solchen Schachtofen, und
insbesondere einen Schachtofen mit einem Stahlmant.el, mit dessen Innenseite Kühlplatten mit im wesentlichen lotrechten inneren
Rohren verbunden sind, die· am oberen und unteren Ende der Kühlplatte
von dieser aus den Stahlmantel durchsetzen, wobei die Kühlplatte an der vom Stahlmantel abgekehrten Seite mit einem Haltenocken
bzw. einer Haltenase versehen ist, durch den bzw» die ein anderes, in einer im wesentlichen waagerechten Ebene verlaufendes
Rohr mit durch den Stahlmantel hindurchgeführten Anschlüssen verläuft .
Obwohl die Erfindung im folgenden hauptsächlich in Anwendung auf
einen Hochofen beschrieben ist, ist sie doch selbstverständlich auf ähnliche "Weise auch auf andere Arten von Schachtöfen anwendbar,
bei denen eine Kühlung des Schachts erforderlich ist.
Neben anderen Verfahren zum Kühlen der Wände von. Hochofen richtete
sich in den letzten Jahren das Interesse speziell auf Konstruktionen, bei denen an der Innenseite des Ofen-Stahlmantels
Kühltafeln oder Kühlplatten angebracht sind, durch welche eine Kühlflüssigkeit zirkuliert. Diese in der englischen Literatur mit
"stave-coolers" bezeichneten Plattenkühler bestehen im wesentlichen
aus Gufl_^eisenplatten, die - eng miteinander verbunden am
Ofenmantel befestigt sind. In vielen Fällen ist zwischen diesen Kühlplatten und dem Mantel eine Schicht aus feuerfestem und
thermisch isolierendem Material vorgesehen. In den Kühlplatten sind Uinw-älzkanäle, üblicherweise in *'orm von eingegossenen
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Rohren "vorgesehen, die an der Außenseite des Ofens unter Bildung
eines integrierten Kühllcanalsystems miteinander verbunden sind. Durch dieses System von Kühlkanälen kann eine Kühlflüssigkeit,
ein Kühlgas oder ein Gemisch aus Kühlflüssigkeit und Dampf umgewälzt
werden.
Eine "besondere Schwierigkeit ergibt sich bei der Anwendung dieser
Konstruktion auf einen Hochofen "bezüglich der Stabilität des feuerfesten Putters bzw. der Ausmauerung gegenüber den Kühlplatten
an den Stellen, an denen sich der Schacht in Aufwärtsrichtung verjüngt.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Mauerwerk infolge seines Eigengewichts sowie des Gewichts der im Ofen enthaltenen
Charge keine Tendenz besitzt, sich an die Ofenwand anzulegen; dabei sind dann spezielle Mittel erforderlich., um diese Stabilität
zu gewährleisten und um zu verhindern, daß das feuerfeste Mauerwerk ungenügend gekühlt wird und infolgedessen zusammenbricht.
In vielen Fällen sind daher die Kühlplatten mit Haltenocken oder -nasen versehen, welche in den Ofen hineinragen und das Mauerwerk
unterstützen. Da jedoch diese Haltenocken weiter in den Ofen hineinreichen als die restlichen Teile der Kühlplatten, konzentriert
sich der Wärmefluß speziell an ihnen, so daß eine besondere Kühlung erforderlich wird. Dies wird dann durch das eingangs genannte, getrennte,
durch den Haltenocken verlaufende Rohr erreicht.
Dennoch kann es hierbei vorkommen, daß die starke Wärmebelastung des Haltenockens diesen zusammenbrechen läßt, wobei es dann erforderlich
ist, dieses den Haltenocken durchsetzende Rohr vom Kühlsystem abzuschließen, um ein unerwünschtes Eindringen von Kühlmittel
in den Ofen zu verhindern und die anderen Bauteile, die mit diesem Haltenocken in Reihe geschaltet sind, im Unnrälzsystem für das Kühlmittel
zu halten.
Als Konsequenz ergibt es sich jedoch aus diesem Zustand, daß die gesamte Zone des Plattenkühlers nahe des Haltenockens möglicherweise
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•unzureichend gekühlt wird, woraus die echte Gefahr einer Beschädigung
des Plattenkühlers selbst entsteht, so daß der Ofenmantel
üb erhit ζ t wird.
Aufgabe der Erfindung ist daher in erster Linie die Schaffung .
einer neuartigen Konstruktion, durch welche die vorgenannten Gefahren vermieden werden und bei welcher insbesondere der Haltenocken
bzw. -nase besser gekühlt wird, während dennoch bei Verminderung der Eigenkühlung des Haltenockens die Restkühlung dieses
Haltenockens und der angrenzenden Teile des Plattenkühlers erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird bei einem Schachtofen der eingangs umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich zumindest ein Teil
der lotrechten Rohre über einen beträchtlichen Teil der lotrechten
Abmessung des Haltenockens hinweg durch die Kühlplatte erstreckt. Für den Plattenkühler selbst bedeutet dies, daß zumindest
einige der sich in Längsrichtung erstreckenden Rohre in dieser
Längsrichtung des Plattenkühlers über einen beträchtlichen Teil der Abmessung des Haltenockens verlaufen. Dies kann dadurch erreicht
werden, daß die A^uslässe des den Haltenocken durchsetzenden Rohrs in einer Linie mit den Auslassen eines Teils der lotrecht
verlaufenden Rohre angeordnet werden. Erfindungsgemäß werden jedoch noch bessere Ergebnisse erzielt, wenn sich zumindest einige der
längsverlaufenden Rohre zu beiden Seiten der Ebene erstrecken, in der das Querrohr durch den Haltenocken angeordnet ist. Dabei wird
eine Einschränkung dadurch aufgeworfen, daß bei den üblichen Plattenkühler-Kbnstruktionen
der Haltenocken bzw.-nase mit dem obersten Ende des Kühlers verbunden ist. Hierdurch werden die lotrecht
verlaufenden Rohre daran gehindert, sich vollständig hinter den Haltenocken zu erstrecken. Eine weitere Verbesserung kann jedoch
erreicht werden, wenn man von der derzeit gültigen Meinung abgeht,
daß der Haltenocken mit dem äußersten oberen Ende der Kühlplatten verbunden sein sollte.Bin weiterer Vorteil der Erfindung besteht
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demgemäß darin, daß der Haltenocken in einem mindestens der Dicke des Plattenkühlers entsprechenden Abstand vom einen Ende
der Kühlplatte angeordnet ist, wobei sich folglich die lotrechten Rohre vollständig hinter den Haltenocken erstrecken können.
Wenn bei der Vorstehend erläuterten, neuartigen Konstruktion der Kühlplatten dennoeh die getrennte Kühlung des Haltenockens infolge
einer Beschädigung desselben reduziert sein sollte, dann wird dieser Haltenocken durch die sich vollständig über seine Rückseite
erstreckenden lotrechten Rohre trotzdem bis zu einem gewissen Grad gekühlt. Infolge dieser gesonderten Kühlung des Haltenockens
• wird auch die Gefahr für eine Beschädigung desselben und mithin für die Verringerung seiner getrennten Kühlung wesentlich herabgesetzt.
Wenn der Haltenocken infolge von Überhitzung beschädigt wird, muß auf jeden Fall verhindert werden, daß der Plattenkühler selbst
hinter diesem Haltenocken ebenfalls eine Beschädigung erleidet. Unter sehr kritischen Wärmebelastungssituationen kann es sich daher
erfindungsgemäß sogar als ratsam erweisen, den Haltenockei als getrennten
und auswechselbaren Bauteil mit dem Plattenkühler zu verbinden. In diesem Fall kann möglicherweise sogar noch eine Isoliermaterialschicht
zwischen dem Haltenocken und dem Plattenkühler selbst vorgesehen sein, wodurch der Wärmekontakt zwischen dem
Haltenocken und dem Plattenkühler nahezu vollständig ausgeschaltet wird und diese beiden Teile unabhängig voneinander gekühlt werden
können. In der Regel wird jedoch die Konstruktion bevorzugt, bei welcher der Haltenocken und der Plattenkühler bzw. die Kühlplatte
einen einzigen Gußteil bilden.
Normalerweise stellt das den Haltenocken durchsetzende Rohr einen Teil des Umwälzsystems der lotrecht verlaufenden Rohre dar. Hierbei
ist es wesentlich, daß alle Rohre innerhalb ein und derselben Kühlplatte jeweils gleichen Durchmesser besitzen, um zu vermeiden,
daß die Umwälzung des Kühlmittels durch aufeinanderfolgende
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Verengungen und Erweiterungen im System ungünstig "beeinflußt wird.
Falls jedoch, die hinter dem Haltenocken verlaufenden Kühlrohre
■bereits eine gewisse Kühlung des Haltenockens gewährleisten, ist
es zu einem wesentlich geringeren Grad nötig und wünschenswert,
die getrennte Kühlung des Haltenockens in das Umwälzsystem durch den Rest des Plattenkühlers mit einzubeziehen.
Zur Erzielung einer "besseren Kühlung der Haltenocken oder -nasen
empfiehlt es sich, die durch die Haltenocken verlaufenden Rohre unter Bildung eines getrennten Umwälzsystems anzuschließen. Hierbei
ist es außerdem vorteilhaft, die Durchmesser d^r durch die
Halteno cken verlaufenden Rohre größer zu wählen als "bei den durch
die Kühlplatten verlaufenden Rohren, so daß eine zusätzliche Zwangskühlung erreicht wird.
In diesem Zusammenhang ist zu "bemerken, daß der Durchmesser der
durch die Kühlplatten verlaufenden Rohre die Dicke des Plattenkühlers "bestimmt, so daß eine Einschränkung bezüglich desRohrdurchmessers
besteht, wenn der Plattenkühler 'nicht zu dick werden soll. Diese Situation liegt jedoch beim Haltenocken anders, d.h.
das durch diesen verlaufende Rohr kann ohne weiteres dicker sein. Im Fall eines auf diese Weise ausgebildeten Plattenkühlers bezieht
sich die Erfindung auch auf einen mit derartigem Plattenkühler
ausgestatteten Schachtofen, bei dem die durch die Haltenocken oder -nasen verlaufenden Rohre an ein getrenntes Umwälzsystem angeschlossen
sind."
Bei der Herstellung derAnschlüsse dieser Rohre durch den Ofenmantel
ist besonders darauf zu achten, daß diese Anschlüsse gasdicht bleiben und daß auch die Festigkeit des Stahlmantels nicht unzulässig
beeinträchtigt wird.
Zu diesem Zweck sind in der Praxis die lotrechten Rohre in der Hähe ihrer Enden zeitweilig aufeinander zu abgebogen, so daß sie
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in Gruppen von zwei oder drei Rohrenden durch den Mantel geführt werden können. Diese Konstruktion wirft jedoch insbesondere
das Risiko auf, daß der Haltenocken große Teile des dahinter liegenden Plattenkühlers unzureichend gekühlt läßt. Diese Konstruktion
hat sich auch im Hinblick auf die Fertigungskosten als unvorteilhaft erwiesen,, während zudem die dreidimensionale Form
der Rohre den Widerstand im Umwälzsystem erhöht und dessen einwandfreie
Arbeitsweise ungünstig beeinflußt. Erfindungsgemäß wird daher eine Konstruktion des Plattenkühlers bevorzugt, bei welcher
jedes Rohr in einer flachen Ebene verläuft und bei welcher sich der Auslaß des durch den Haltenocken verlaufenden Rohrs längs der
Auslässe der lotrecht verlaufenden Rohre erstreckt. Diese Auslässe, die nebeneinander verlaufen, können dann durch eine einzige
Öffnung im Ofenmantel hindurchgeführt werden.
Im folgenden sind bevorzugte Aus führ ungs formen der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anschlüsse von Kühlplatten an einer Ofenwand,
Fig. 2, 4, 6 und 9 Vorderansichten von Kühlplatten gemäß bevorzugten
Ausführungsformen derErfindung,
Fig. 3, 5» 7 vmä. 10 Seitenansichten der Kühlplatten gemäß den
Fig. 2, 4, 6 bzw. 9» und
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 6.
In Fig. 1 ist bei 1 ein Teil des Stahlmantels eines Hochofens
angedeutet. Am Mantel 1 sind mit Hilfe von Schraubverbindungen 4, 5 und 6 zwei Kühlplatten 2 und 3 angebracht, an denen ein
schematisch dargestelltes feuerfestes Mauerwerk 7 cles Ofens
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anliegt. Innerhalb der Kühlplatten verlaufen in Fig. 1 nicht dargestellte
Rohre, deren Enden 8, 9 und 10 den Mantel durchsetzen,
wobei die Rohrenden von verschiedenen Kühlplatten untereinander verbunden sind. An der Kühlplatte 3 ist ein Haltenocken "bzw. eine
Haltenase 11 vorgesehen, der "bzw. die zur Unterstützung des darüber
liegenden Mauerwerks dient.
Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen schematisch in Vorderansicht
"bzw. in Seitenansicht das obere Ende einer erfindungsgemäßen Kühlplatte,
die mit Rohren 12 bis 15 versehen ist, welche die Kühlplatte
in Längsrichtung durchsetzen und welche Einlasse und Auslässe
16 bis 19 aufweisen. Ein den Haltenocken 11 in Querrichtung durchsetzendes Rohr 22 weist Einlasse und Auslässe 20 und 21 auf.
Gemäß Fig. 2 und 3 liegen die Auslässe 17, 18, 20 und 21 in einer
Linie. Dies bedeutet, daß sich die Rohre 13 und 14 über etwa die
halbe Höhe des Haltenockens 11 hinter diesen erstrecken.
In den Fig.. 4 und 5 ist eine etwas abgewandelte Aus führungsform
einer erfindungsgemäßen Kühlplatte dargestellt, bei welcher die Auslässe 28 und 29 der Rohre 24 und 25 über den Auslassen 31 und
32 des durch den Haltenocken 11 verlaufenden Rohrs 33 liegen. Die
Auslässe 27 und 31 bzw. 30 und 32 sind dabei so dicht aneinander
angeordnet, daß diese Rohrenden den Mantel 1 paarweise jeweils über eine einzige öffnung durchsetzen können. Auf diese Tfeise wird
ein einfacheres Schema der den Mantel 1 durchsetzenden Öffnungen erreicht, während gleichzeitig auch der Haltenocken 11 besser gekühlt
wird.
In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine noch weiter abgewandelte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kühlplatte in Vorderansicht, in Seitenansicht bzw. im Schnitt längs der Linie VIII-VIII (Fig. 6)
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dargestellt. Bei dieser Konstruktion ist der Haltenocken 11 gegenüber
dem oberen Ende der Kühlplatte um ein gewisses Stück tiefer gelegt. Infolgedessen erstrecken sich die lotrechten
Rohre 34 und 37 über die gesamte Rückseite des Haltenockens bis zu den Auslassen 38 bis 41 >
die auf einer einzigen Linie angeordnet sind. Ein den Haltenocken 11 durchsetzendes Rohr 44
besitzt derart gekrümmte Form, daß es sich praktisch über die Gesamtbreite des Haltenockens 11 erstreckt und in Auslässe
und 43 übergeht, die zwischen dai lotrechten Rohren 34 bis 37
liegen.
Die Fig· 9 und- 10 zeigen schließlich eine Vorderansicht bzw.
eine Seitenansicht einer noch weiter abgewandelten Kühlplatte gemäß der Erfindung. Im Prinzip entspricht diese Konstruktion
derjenigen gemäß den Fig. 6 bis 8, jedoch mit dem Unterschied, daß der feste Haltenocken bzw. -nase 11 durch einen auswechselbaren
Haltenocken 56 ersetzt ist, der an der Kühlplatte montiert
ist und durch eine Rippe 57 abgestützt wird. Durch Anordnung von Isoliermaterial zwischen dem Haltenocken 56 und
der Kühlplatte 3 werden zwei voneinander unabhängige Kühlsysteme 3 und 56 erzielt, was im Fall eines Abbrennens des
Haltenockens 56 von Bedeutung sein kann. Hierdurch wird die
Möglichkeit geboten, einen schadhaften Haltenocken nach dem "Abblasen" des Ofens durch einen neuen zu ersetzen.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß es bei Öfen, die mit einem Tragkranz zwischen der Rast und dem Schacht versehen
sind, üblich ist, die obersten Kühlplatten der Rast sich über den Tragkranz hinaus erstrecken zu lassen. Diese Kühlplatten
können im Prinzip ähnlich ausgebildet sein wie die in Verbindung
mit den Fig. 2 und 3 bzw. mit den *ig. 4 und 5 beschriebenen Kühlplatten,
wobei jedoch der Haltenocken und der hinter ihm befindliche Teil der Kühlplatte in einer Position angeordnet sein
sollten, die radial über eine der Radialabmessung des Haltenockens entsprechende Strecke versetzt ist.
_■;■)_
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Claims (8)
- Patentansprüche1φ Gekühlter Schachtofen mit einem Stahlmantel, mit dessen Innenseite Kühlplatten mit im wesentlichen lotrechten inneren Rohren verbunden sind, die am oberen und unteren Ende der Kühlplatte von dieser aus den Stahlmantel durchsetzen, wobei die Kühlplatte an der vom Stahlmantel abgekehrten Seite mit einem Haltenocken bzw. einer Haltenase versehen ist» durch den bzw« die ein an-· deres, in einer im wesentlichen waagerechten Ebene verlaufendes Rohr mit durch den Stahlmantel hindurchgeführten Anschlüssen verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Teil der lotrechten Rohre (l7, 18; 28, 29; 34-37; 45-48) über einen beträchtlichen Teil der lotrechten Abmessung des Haltenockens (ll; 56) hinweg durch die Kühlplatte (2,3) erstreckt.
- 2. Plattenkühler insbesondere zur "Verwendung bei einem gekühlten Schachtofen gemäß Anspruch 1, mit Rohren, welche sich im wesentlichen in Längsrichtung durch die Kühlplatten des Plattenkühlers erstrecken und die am oberen und unteren Ende der betreffenden Kühlplatte aus dieser herausführen, wobei die -Kühlplatte an ihrer von den Rohreinlässen und -auslassen abgewandten Seite mit einem Haltenocken bzw. einer Haltenase versehen ist und wobei durch den Haltenocken ein sich quer zu den erstgenannten Rohren erstreckendes Rohr verläuft, dessen Anschlüsse auf der gleichen Seite der Kühlplatte wie diejenigen der erstgenannten Rohre liegen, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Teil der längsverlaufenden Rohre (17, 18; 28,29; 34-37; 45-48) über einen beträchtlichen Teil der Abmessung des Haltenockens (ll; 56) hinter diesem in Längsrichtung der Kühlplatte (2, 3) erstreckt.
- 3. Plattenkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß409 8 27/0701- 10 -sich zumindest einige der längsverlaufenden Rohre zu verschiedenen Seiten der Ebene erstrecken, in vrelcher sich das querverlaufende Rohr durch den Haltenocken erstreckt.
- 4· Plattenkühler nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Haltenocken in einem zumindest der Dicke der Kühlplatte entsprechenden Abstand von deren einem Ende angeordnet ist und daß die Längsrohre über die ganze Rückseite des Haltenockens hinweg verlaufen.
- 5· Plattenkühler nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Haltenocken als abnehmbarer Bauteil an der Kühlplatte angebracht ist.
- 6. Plattenkühler nach einem der Ansprüche 2 bis- 5» dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Haltenocken verlaufende Rohr einen größeren Durchmesser besitzt als die längsverlaufenden Rohre.
- 7· Plattenkühler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre jeweils in einer flächen Ebene verlaufen und daß Einlaß und Auslaß des durch den Haltenocken verlaufenden Rohrs beide nahe der Einlasse und Auslässe der längsverlaufenden Rohre angeordnet sind.
- 8. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Plattenkühler gemäß Anspruch 6 versehen ist und daß die durch die Haltenocken der Kühlplatten verlaufenden Eohre an einen getrennten Kreis des Kühlmittel-TTmwälzsysteins angeschlossen sind.409827/0701
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