DE2539790A1 - Kompensatorverbindung zwischen zwei mit einem feuerfesten futter versehenen rohrstuecken - Google Patents

Kompensatorverbindung zwischen zwei mit einem feuerfesten futter versehenen rohrstuecken

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DE2539790A1 DE19752539790 DE2539790A DE2539790A1 DE 2539790 A1 DE2539790 A1 DE 2539790A1 DE 19752539790 DE19752539790 DE 19752539790 DE 2539790 A DE2539790 A DE 2539790A DE 2539790 A1 DE2539790 A1 DE 2539790A1
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Description

DR.-ING.W. BERNHARDT PATENTANWALT
6600 SAARBRÜCKEN. NASSAUER STRASSE 5
TELEFON (O681) 34433
5.9.1975
A 1O318/B
S. A. des Anciens Etablissements PAUL WURTH Luxembourg (Großherzogtum Luxembourg)
"Kompensatorverbindung zwischen zwei mit einem feuerfesten Futter versehenen Rohrstücken"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kompensatorverbindung zwischen zwei mit einem feuerfesten Futter versehenen Rohrstücken, insbesondere für Heisswinddüsenstöcke eines Hochofens, wobei mindestens ein Rohrstück über Kompensatorwellen mit dem anderen Rohrstück verbunden ist, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kühlraum, welcher im Bereich der Kompensatorwellen konzentrisch um das feuerfeste Futter angebracht ist.
609815/085B
Bekanntlich, wird bei Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, eine Heisswindringleitung um den Ofen gelegt, -und der Heisswind wird dem Ofen über eine Anzahl am Ofenumfang angeordneter Düsenstöcke zugeführt.
Die herkömmlichen Düsen- oder Windstöcke bestehen im allgemeinen aus mehreren, mit einem feuerfesten Putter versehenen rohrförmigen Stücken, und sind über einen Flansch an einem Anschlussstutzen der ,.Heisswindringleitung angeschlossen.
Zur Aufnahme oder Kompensation von Einbautoleranzen, Ungenauigkeiten bei der Montage und im Betrieb auftretender Wärmedehnungen, sind alle oder nur bestimmte Rohrstöcke des Düsenstocks mittels Dehnungsbälgen, Kugelgelenkkompensatoren oder ähnlichen Vorrichtungen miteinander verbunden.
Durch die deutsche Patentschrift 2o 18 875 wurde eine Düsenstockvorrichtung bekannt, bei welcher die Gelenke zwischen den einzelnen Rohrstücken des Düsenstocks durch Kardangelenkkompensatoren gebildet werden. Diese Düsenstockvorrichtung hat den Vorteil, dass die infolge der hohen Heisswindtemperaturen entstehenden unterschiedlichen Verformungen der einzelnen Rohrstücke des Windstockes mit Hilfe von Kardangelenken und Wellenbälgen, welche nur sehr wenige Wellen aufweisen, ohne Zuhilfenahme von Kugelgelenken ausgeglichen werden. Die Wellenkompensatoren, welche um die sich zwischen den Rohrstücken befindliche Dehnungsfuge angeordnet sind und dazu bestimmt sind, diese Dehnungsfuge gegenüber der AussenatmoSphäre abzudichten, sowie die Verformungen in den Heisswindleitungen und den Düsenstöcken aufzufangen, müssen genügend geschützt sein, gegen den Einfluss der Heisswindtemperatur. Um diesen thermischen Schutz der Kompensatorwellen zu gewährleisten, wurde gemäss dem Stand der Technik die Dehnungsfuge z.B. stufenförmig ausgebildet und eventuell mit einer feuerfesten, zusammendrückbaren Spezialwolle gefüllt, oder kugelförmig ausgebildet und mit einer Ringdichtung versehen.
60981b/0855
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kompensatorverbindung zu entwickeln, die einen besseren Schutz der Kompensatorwellen gegen den Einfluss von Heisswindtemperaturen gewährleistet, wobei die Kompensatorwellen nicht mehr aus hitzebeständigem SpezialStahl hergestellt sein müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfind^uigsgemässe Kompensatorverbindung gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kühlraum, welcher im Bereich der Kompensatorwellen konzentrisch um das feuerfeste Putter angebracht ist.
Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Es zeigen:
Figur 1, einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kompensatorverbiridung;
Figur 2, einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kompensatorverbindung.
In Figur 1 ist ein Kompensator 1 gezeigt, welcher ein unteres Rohrstück 2 mit einem oberen Rohrstück 3 eines Düsenstocks gelenkig verbindet. Der Düsenstock, welcher näher in der eingangs genannten deutschen Patentschrift 2o 18 875 beschrieben ist, weist noch einen zweiten Kardankompensator, sowie eine Düsenspitze und eine Windform auf, welche nicht in den Zeichnungen gezeigt sind. Die Rohrstücke bestehen in üblicher Weise aus einem Stahlmantel 4, welcher eine innere feuerfeste Fütterung 5 aufweist.
Der Kardankompensator 1 ist mit einem oberen Flansch 12 versehen, mit welchem er am Flansch 8 des oberen Rohrstückes 3 befestigt ist. Der Kardankompensator weist weiterhin Kompensatorwellen 14 auf, welche einerseits am Flansch 12 festgeschweisst sind, und andererseits einen Flansch 6 besitzen, welcher am oberen Flansch 7 des unteren Rohrstückes 2 festgeschraubt ist.
60981 5/0855
Die Verbindung der "beiden Rohrstücke 2 -und 3 erfolgt in üblicherweise mittels G-elenkai-men 15, 15', 16 "16 !, wie in der vorgenannten Patentschrift beschrieben wird. Die einander gegenüber liegenden G-elenkarme 15, 15' sind fest mit dem oberen Plansch 12 verbunden. Die einander gegenüber liegenden G-elenkarme 16, 16' sind a.m Stahlmantel des Rohrstückes 2 festgeschweisst. Die G-elenkarme 15, 15' sind also jeweils um 9o° gegenüber den G-elehkarmen 16, 16' versetzt. Sämtliche G-elenkarme 15, 15', 16 16' sind wie in der eingangs genannten Patentschrift mittels Schrauben 17, 17', 19, 19' gelenkig mit einem Kardanring 18 verbunden.
Die feuerfeste Fütterung 5 weist am unteren Ende des Kardankompensators 1 eine konvexe Kugelfläche auf, welche mit einer ebenfalls kugelförmig aber konkav ausgebildeten Endfläche des feuerfesten Futters 5 des unteren Rohrstücks 2 zusammenwirkt, wodurch eine ungefähr kugelförmige G-elenkflache 2o gebildet wird.
Eine Dichtfläche 22 aus feuerfestem elastischem Material verhindert eine Zirkulation des Heisswindes durch die längs der G-elenkf lache 2o gebildete Dehnungsfuge.
Wegen den sehr hohen Heisswindtemperaturen bei modernen Hochöfen, sind die Kompensatorwellen die empfindlichste Stelle in einem Kardangelenkkompensator. Die Kompensatorwellen sind nämlich nicht nur den Wärmestrahlungen des Heisswindes ausgesetzt, sondern können ebenfalls in Berührung mit dem Heisswind durch die Dehnungsfuge kommen. Diese doppelte Temperaturwirkung auf die Kompensatorwellen 14, kann zu einer verhältnismässig schnellen Beschädigung der Kompensatorwellen führen. Wenn man verhindern will, dass der Heisswind durch beschädigte Kompensatorwellen entweichen kann und dass die Sicherheit der Arbeiter gefährdet wird, müssen die Kompensatorwellen verhältnismässig oft ersetzt werden.
Zwecks Verminderung der thermischen Wirkung des Heisswindes auf die Kompensatorwellen 14, wird erfindungsgemäss ein Kühlraum 24 zwischen den Kompensatorwellen 14 und dem feuerfesten Futter 5
609815/0855
angebracht. Dieser Kühlraum 24 welcher sich koaxial über die volle Länge der Kompsnsatorwe.ilen 14 erstreckt, ist mit einem Einlauf 26 und mit einem Auslauf 28 verbunden für die Zirkulation eines Kühlmediums in den Kühlraum 24. Das Kühlmedium, das unter einem Druck bis zu 2 Atü in den Kühlraum 24 geführt wird, kann aus Wasser oder Luft bestehen. Da der Einlauf 26 und der Auslauf 28 sich nebeneinander befinden, wobei die Kühlkammer zwischen Einlauf und Auslauf vorzugsweise eine Trennwand aufweist, tritt im Kühlraum 24 eine kreisförmige Zirkulation des Kühlmediums auf.
Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemässen Kompensatorverbindung weist ein stufenförmiges Gelenk 3o auf, wie in der in Figur 1 der vorgenannten Patentschrift gezeigten Ausführungsform. Das stufenförmige Gelenk 3o ist mit einer feuerfesten zusammendrückbaren Spezialwolle 32 gefüllt, damit eine Zirkulation des Heisswindes zwischen den aneinandergrenzenden stufenförmigen Endflächen der feuerfesten Fütterung verhindert wird. Die Dehnungsfuge entlang dem stufenförmigen Gelenk 3o soll nicht zu breit sein, damit der Durchtritt des Heisswindes soviel wie möglich verhindert wird. Die Dehnungsfuge soll Jedoch andererseits hinreichend gross gehalten werden, damit die Bewegung der Kompensatorverbindung nicht durch das Berühren zwischen den feuerfesten Fütterungen 5 verhindert wird.
Im Gegensatz zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform weist der Kühlraum 34 in Figur 2 einen rechteckigen Querschnitt auf.
Ausser dem Kühlraum 34 und dem stufenförmigen Gelenk 32 sind sämtliche Bauteile der Figur 2 identisch mit demjenigen der Ausführungsform von Figur 1 und sind demgemäss auch mit denselben Bezugsnummern versehen.
Die zweite, nicht in den Figuren gezeigte Kompensatorverbindung des Düsenstücks weist ebenfalls einen Kühlraum 24 oder auf. Die beiden Kühlräume eines Düsenstocks können entweder parallel oder hintereinander geschaltet sein.
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— β —
Die erfindungsgemässe Kühlung der Kompensatcrverbinduiig hat keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die Temperatur des Heisswindes welcher durch den Düsenstock in den Hochofen geleitet wird. Bei einer erfindungsgeniässen Kühlung der Kompensatorwellen, brauchen diese nicht mehr aus einem hitzebeständigem SpezialStahl hergestellt zu sein, sodass die Herstellungskosten der Kondensatoren bedeutend erniedrigt werden.
6 0 9 8 15/0855

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    (y* Kompensatorverbindung zwischen zwei mit einem feuerfesten Futter versehenen Rohrstücken, insbesondere für Heisswinddüsenstöcke eines Hochofens, wobei mindestens ein Rohrstück über Kompensatorwellen mit dem anderen Rohrstück verbunden ist, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kühlraum (24,34), welcher im Bereich der Kompensatorwellen (14) konzentrisch um das feuerfeste Futter (5) angebracht ist.
  2. 2. Kompensatorverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (24, 34) wenigstens über die volle Länge der Kompensatorwellen (14) zwischen diesen und dem feuerfesten Futter (5) angebracht ist·
  3. 3. Kompensatorverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (24, 34) an die Leitung eines Kühlmediums angeschlossen ist für eine periodische oder kontinuierliche Zirkulation des Kühlmediums im Kühlraum.
  4. 4. Kompensatorverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die'Kühlräume eines Heisswinddüsenstocks hintereinander geschaltet sind.
  5. 5. Kompensatorverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die G-elenkflachen der einander gegenüber liegenden Endflächen des feuerfesten Futters (5) kugelförmig ausgebildet sind.
  6. 6. Kompensatorverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (24) einen zugespitzten Querschnitt aufweist.
  7. 7. Kompensatorverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkflächen zwischen den einander gegenüber liegenden Endflächen des feuerfesten Futters (5) stufenförmig ausgebildet sind.
    609815/08 55
  8. 8. Kompensatοrverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (34) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  9. 9. Kompensatοrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium aus Druckluft besteht.
    Io. Kompensatorverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium aus Wasser besteht.
    609815/0855
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