DE2804282C3

DE2804282C3 - Kühler für Schachtöfen

Info

Publication number: DE2804282C3
Application number: DE19782804282
Authority: DE
Inventors: Kornej G. Nišnij Tagil Daškevič; Leonid D. Golod; Anatolij S. Charkov Gorbik; Michail G. Gorelik
Priority date: 1978-02-01
Filing date: 1978-02-01
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DE2804282A1; DE2804282B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Wärmeschutz der Wandungen von metallurgischen Aggregaten, insbesondere auf Kühler von Schachtofen.

Besonders erfolgreich kann die vorliegende Erfindung zum Schutz des Mantels von Hochöfen angewandt werden.

Der Arbeitsraum eines Hochofens kennzeichnet sich durch erhöhte Temperaturen, was große Wärmeflüsse gegen den Ofenmantel erzeugt Zur Erhaltung der mechanischen Festigkeit des Mantels benötigt der letztere die Verwendung von Spezialeinrichtungen zu seinem Schutz von thermischen Belastunge;,, Diese Einrichtungen — Plattenkühler — sind am Mantel neben dem Ofenarbeitsraum angebracht

Zur Zeit wird der Hochofenprozeß durch Erhöhung der Temperatur der dem Ofen zugeführten Luft, durch Vergrößerung der Sauerstoffmenge in der dem Ofen zugeführten Luft durch Steigerung des Drucks im Ofenraum usw. intensiviert Alle diese Faktoren verschlechtern die Arbeitsbedingungen der Einrichtungen zum Schutz des Mantels vor Wärmeeinwirkung und stellen erhöhte Anforderungen an die Haltbarkeit der letzteren.

Allgemein bekannt sind Plattenkühler, die aus Gußeisenplatten mit in diese eingegossenen Stahlrohren bestehen, deren offene Enden aus der Platte herausragen und den Mantel durchdringen. Mit diesen Enden sind die Rohre mit dem Kühlkreislauf des Ofens verbunden, in welchem ein Kühlmittel umläuft. Als Kühlmittel verwendet man ein technisches und chemisch gereinigtes Wasser sowie ein Dampf-Wasser-Gemisch. Während des Betriebs des Schachtofens erfährt die Platte sich mit mit der Zeit ändernde Wärmebelastungen, wobei sie infolgedessen ihre geometrischen Abmessungen verändert: sie dehnt sich aus oder zieht sich zusammen. Bei ihrer Ausdehnung oder Zusammenziehung wirkt die Platte auf die starr mit ihr verbundenen Rohre ein. Die Herstellungstechnologie der Kühler führt zur Versprödung der Stahlrohre wegen ihrer Aufkohlung während des Ausgießens mit flüssigem Gußeisen. Die Enden der durch den Mantel geführten Rohre sind meist an demselben angeschweißt. Dadurch treten in den Rohren bei der Einwirkung der Gußeisenplatte auf sie sich zyklisch ändernde Spannungen auf, welche zu ihrer Zerstörung führen. Durch das beschädigte Rohr gelangt in den Ofenraum Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf des Ofens. Dies hat einen erhöhten Brennstoffverbrauch je Produktionseinheit wegen des Wärmeaufwandes für die Verdampfung des in den Ofen eingedrungenen Kühlmittels zur Folge.

In einzelnen Fällen führt das Gelangen von erheblichen Kühlmittelmengen in den Ofen zur Störung des in ihm ablaufenden technologischen Prozesses.

Gegenwärtig fehlen sichere und schnelle Methoden zur Auffindung der Zerstörungsstelle, weshalb die Arbeitsvorgänge zur Suche und Abschaltung des zerstörten Rohres eine beträchtliche Zeit in Anspruch nehmen, wobei das diese Vorgänge ausführende Personal unter Bedingungen mit hoher Verschmutzungsgefahr und hohen Temperaturen arbeitet.

Es sei auf noch einen Nachteil der hier beschriebenen Kühler hingewiesen. Im Ofenkühlkreislauf, an den die Kühler gruppenweise angeschlossen sind, stellt sich ein natürlicher Kühlmittelumlauf ein, dessen Geschwindigkeit von der mittleren Wärmebelastung dieser Gruppe abhängt. Beim Abrutschen von Ansatz, der sich auf der Oberfläche der Kühlerplatte bildet, nimmt die Wärmebelastung der letzteren erheblich zu, und zu ihrer Ableitung muß die Umlaufgeschwindigkeit des Dampf-Wasser-Gemisches durch die die Platte abkühlenden Rohre beträchtlich erhöht werden. Wie jedoch vorste-

hend bemerkt, hängt die Größe der Umlaufgeschwindigkeit nur von den mittleren Wärmebelastungen der KOhlergruppe ab, die praktisch unverändert bleiben. Eine derartige Vergrößerung des Wärmeflusses gegen eine enzelne Platte führt zum erhöhten Dampfgehalt in ■> den diese Platte abkühlenden Rohre, was Überhitzung und Abschmelzung der Platte zur Folge hat

Um die Abkühlung der Platte des Kühlers bei einer jähen Vergrößerung des Wärmeflusses zu ihm zu verbessern und das Gelangen von Wasser in das metallurgische Aggregat zu verhindern, wurde ein Kühler geschaffen, der aus einer Platte und in diese mit ihren einen Enden eingegossenen, mit Kühlflüssigkeit gefüllten und an den Stirnseiten hermetisch abgeschlossenen Rohren besteht Stets oberhalb dieser mit π Kühlflüssigkeit gefüllten Rohrenden ragen die anderen Rohrenden aus der Platte heraus, sind durch den Mantel hindurchgeführt und in einer Kühlkammer befestigt durch welche das Kühlmittel umläuft Die Kühlkammer befindet sich außerhalb des Ofens und ist mit dem Kühlkreislauf des Ofens verbunden.

Eine Verbesserung der Kühiungsverhäknisse der Platte eines jeden einzelnen Kühlers ist dadurch erreicht, daß die die Platten abkühlenden Rohre an den Stirnseiten abgeschlossen sind, was im Rohr einen individuellen Kreislauf erzeugt in dem der Umlauf des Danipf-Wasser-Gemisches durch auf diesen Umlaufkreis entfallende Wärmebelastungen bestimmt ist Bei einer Vergrößerung der Wärmebelastung der Platte nimmt die Umlaufgeschwindigkeit des Dampf-Wasser- u> Gemisches in den Rohren zu, weiche diese Platte abkühlen, was eine zuverlässige Abkühlung der letzteren gewährleistet

Die Verwendung dieses Kühlers schließt praktisch das Gelangen von Kühlmittel in den Ofen bei J3 Zerstörung des hermetisch dichten Rohres aus, da sich im Rohr eine unerhebliche Flüssigkeitsmenge befindet, während der Kühlkreislauf des Ofens, in welchem das Wasser umläuft von dem Hohlraum des zerstörten Rohres durch die Wand dieses Rohres getrennt ist. jedoch ist bei einer solchen Bauart des Kühlers das Rohr allseitig von der Gußeisenplatte umgeben und nimmt folglich mit seiner gesamten Oberfläche die Wärme auf. Bei bestimmten Wärmeflüssen entsteht eine reichliche Dampfbildung in dem Rohrteil, der in der Platte befestigt ist, während das Kondensat welches sich im freien Rohrteil infolge der Kondensation von dorthin einströmenden Dämpfen durch das die Kammer durchfließende Kühlmittel bildet, in das untere Ende des Rohres nicht sinken kann. Dadurch wird das ganze Wasser aus dem in der Platte befestigten Rohrteil in den oberen Teil des Rohres hinausgeworfen, was eine Überhitzung der Rohrwandung und der Platte wegen fehlender Ableitung der Wärme in den Kühlkreislauf des Ofens zur Folge hat, wodurch es zur Zerstörung des M Kühlers kommt

Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde ein Kühler für metallurgische Schachtöfen vorgeschlagen (UdSSR-Urheberschein 4 99 300), der aus einer Plane und in diese mit ihren einen Enden eingegossenen, mit Kühlflüssig- en keit gefüllten und an den Stirnseiten hermetisch verschlossenen Rohren besteht. Oberhalb der gefüllten Rohrenden ragen aus der Platte die anderen Rohrenden heraus, sind durch den Mantel hindurchgeführt und in einer Kühlkammer befestigt, die an den Kühlkreislauf des Ofens angeschlossen ist und durch die das Kühlmittel umläuft. Inerhalb eines jeden Rohres ist ein Einsatzrohr mit einem bedeutend geringeren Durchmesser befestigt, derart, daß die offenen Enden des Einsatzrohres die geschlossenen Stirnseiten der Rohre nicht berühren und die Mantellinie des Einsatzrohres sich mit der dem Ofenmantel zugekehrten Mantellinie des Rohres berührt.

Die von der Platte abgeleitete Wärme wärmt das Wasser im hermetisch dichten Rohr an, der sich bildende Dampf-Wasser-Strom steigt in das freie Ende des Rohres auf, wo der Dampf an der Rohrwandung, die durch das die Kühlkammer durchlfießende, im Kühlkreislauf des Ofens umlaufende Kühlmittel abgekühlt wird, kondensiert und nnerhalb des Einsatzrohres hinterfließt Auf diese Weise geht die Trennung der Ströme vor sich: in einen Strom des Dampf-Wasser-Gemisches, der in den nicht mit Wasser gefüllten Rohrteil steigt und einen Kondensatstrom, der in den Rohrteil herabsinkt welcher mit der Platte Kontakt hat Dies gestattet dem Kühler, bei große» auf ihn aus dem Ofenraum gelangenden Wärmeflüssen ohne Zerstörung im Vergleich mit dem früher beschriebenen Kühler zu arbeiten.

jedoch ist die Ausführung des beschriebenen Kühlers kompliziert wegen der Schwierigkeiten bei der Befestigung der Einsatzrohre in den die Platte abkühlenden Rohren, weil sie eine komplizierte Form haben müssen, die de' Form der Rohre analog ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Kühler zu schaffen, bei dem durch eine bestimmte Ausführung der Platte und der sie abkühlenden Rohre ein sicherer Schutz des Ofenmantels vor Wärmeeinwirkung gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird bei einem Kühler von metallurgischen Aggregaten, der eine Platte, die zum Schutz der Wandungen der Aggregate vor Einwirkung des Wärmeflusses bestimmt ist und an der Seite der Wärmeeinwirkung angeordnet ist, sowie ein Mittel zur Abkühlung der Platte in Form von Metallrohren enthält, die mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt sind und an den Stirnseiten hermetisch verschlossen sind, wcbei die einen Rohrenden mit Flüssigkeit in der Platte befestigt sind, während die von der Flüssigkeit freien Rohrenden in einer Kühlkammer angeordnet sind, durch die ein Kühlmittel umläuft und die sich auf der Außenseite der Wandung des metallurgischen Aggregats befindet, wobei die von der Flüssigkeit freien Enden der Rohre etwas höher als die gefüllten liegen, erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Platte zweischichtig aus einer stark wärmeleitenden Schicht und einer schwach wärmeleitenden Schicht ausgeführt ist, wobei die stark wärmeleitende Schicht dem Ofenarbeitsraum, die schwach wärmeleitende Schicht aber der Ofenwandung zugekehrt ist, und die Ebene der Trenngrenze zwischen den Schichten zur Längsachse des Rohres parallel verlauft.

Eine solche Ausführung der Platte des Kühlers gestattet es, in jec'tm die Platte abkühlenden Rohr eine Umlaufströmung einer bestimmten Struktur zu schaffen.

Infolge der zweischichtigen Ausführung der Platte, und zwar so, daß die stark wärmeleitende Schich: derselben dem arbeitsraum des Ofens, die schwach wärmeleitende Schicht aber der Ofenwandung zugekehrt ist, wobei die Achsen der die Platte abkühlenden Rohre in der Ebene der Trenngrenze zwischen denSchichten liegen, findet in jedem Rohr die Trennung der Ströme in einen Strom des Dampf-Wasser-Gemischs und einen Wasserstrom statt Diese Trennung erfolgt infolge der ungleichmäßigen Erwärmung der Oberfläche der Rohre auf dem Umfang ihres Quer-

Schnitts. Derjenige Rohrteil, der dem Ofenraum zugekehrt ist und Wärmekontakt mit der stark wärmeleitenden Plattenschicht hat, erwärmt sich stärker als der andere Rohrteil, der mit der aus dem schwach wärmeleitenden Material bestehenden Schicht der Platte kontaktiert. In dem Teil des Rohrquerschnitts, der durch die stärker erwärmte Wandung begrenzt ist, geht eine intensivere Dampfbildung vor sich und wird ein Aufstrom des Dampf-Wasser-Gemisches erzeugt, während in dem anderen Teil des Rohrquerschnitts das Wasser ungehindert nach unten sinkt, so daß ein natürlicher Umlauf des Kühlmittels im Rohr entsteht. Auf diese Weise sind Bedingungen für den Normalbetrieb der die Platten abkühlenden Rohre und für den Kühler im ganzen geschaffen. Solche Umlaufverhältnisse werden in den Rohren bis zu einer bestimmten Größe des Wärmeflusses, der die Platte und die Rohre erwärmt, aufrechterhalten. Bei einer Überschreitung dieses Wärmeflusses wird die beschriebene Struktur des Kühlmittelumlaufs in den Rohren gestört, und zwar nimmt der Aufstrom des Dampf-Wasser-Gemisches den ganzen Raum des Rohres ein und behindert das Absinken des Wassers nach unten in das in der Platte befestigte Rohrende, wodurch die normalen Kühlungsverhältnisse der Platte gestört werden.

Diese Schwierigkeit wird dadurch behoben, daß jedes Rohr eine an die geschlossenen Stirnseiten des Rohres nicht heran reichende Zwischenwand besitzt, die zur Längsachse des Rohres parallel verläuft und zwei Hohlräume begrenzt, von denen der eine Hohlraum, und zwar der wärmeaufiiehmende. der stark wärmeleitenden Schicht zugewandt ist. wobei die Ebene der Zwischenwand im wesentlichen mit der Ebene der Trenngrenze zwischen den Schichten der Platte zusammenfällt.

Eine derartige Anordnung der Zwischenwände in den die Platte des Kühlers abkühlenden Rohren dient zur mechanischen Trennung des Aufstroms des Dampf-Wasser-Gemisches, der sich in dem an der stark wärmeleitenden Schicht anliegenden Rohrteil bildet, und des Stroms des herabfließenden Wassers aus dem kondensierten Dampf. Somit kann der Aufstrom das Absinken ueb vvasscrb in das in der riaiu; beiesiigie Rohrende nicht behindern. Dies ermöglicht eine zuverlässige Abkühlung der Platte und gewährleistet den Schutz der Wandung des metallurgischen Aggregats vor Wärmeeinwirkung.

Bei einfachster Herstellung von Rohren mit Zwischenwänden sind die letzteren in der Mittelebene des Rohres befestigt. Eine solche Anordnung der Zwischenwand bestimmt eindeutig ihre tage, da ihre Breite dem Innendurchmesser des Rohres, in welches sie eingesetzt ist. gleich ist.

In diesem Fall sind die Hohlräume, in welche die Zwischenwand den Innenraum des Rohres aufteilt, gleichen Querschnitts, was jedoch hinsichtlich des hydraulischen Widerstandes gegen den Aufstrom des Dampf-Wasser-Gemisches in dem an der stark wärmeleitenden Schicht der Platte anliegenden Hohlraum nicht so vorteilhaft ist. Bei Überschreitung bestimmter Wärmebelastungen der Platte und des Rohres entsteht in dem der stark wärmeleitenden Schicht zugewandten Hohlraum eine große Menge Dampf, und sein Querschnitt ist nicht imstande, ihn abzuführen. In diesem Falle kann der gerichtete Umlauf in den Rohren gestört und die Abkühlun¹* der Plätte verschlechten werden.

Dieser Nachteil kann dadurch behoben werden, daß die Ebene der Zwischenwand von der Mitteiebene des Rohres zur Seite der Wandung des metallurgischen Aggregats um 0,1 bis 0,3 Innendurchmesser des Rohres versetzt wird.

Durch diese Anordnung der Zwischenwände in den die Platte des Kühlers abkühlenden Rohren wird der Querschnitt des an der stark wärmeleitenden Schicht der Platte anliegenden Hohlraumes des Rohres vergrößert, d. h. der hydraulische Widerstand gegen den Aufstrom des Darnpf-Wasser-Gemisches wird kleiner. Dadurch wird ein zuverlässiger Kühlmittelumlauf in den Rohren erzielt.

Bei einer derartigen Anordnung der Zwischenwand können durch den Querschnitt des an der stark wärmeleitenden Schicht anliegenden Hohlraums des Rohres spezifische Wärmebelastungen in der Größenordnung 30 χ I0⁶—f^ohne Störung des Kühlmittelumlaufs im Rohr abgeleitet werden.

Als Beispiel für das Material der zweischichten Platte kann hitzebeständiges Gußeisen für die stark wärmeleitende Schicht und feuerfester Beton für die schwach wärmeleitende Schicht in Frage kommen, weil das spezifische Gewicht des Betons bedeutend niedriger liegt als das des Gußeisens, was zur Verminderung des Gewichtes der Kühlerplatte führt.

Zur Erhöhung der Beständigkeit der stark wärmeleitenden Schicht gegen thermische Ermüdung ist sie aus einzelnen Blöcken ausgeführt, die an den Rohren derart befestigt sind, daß sie sich bei der Wärmeausdehnung längs der Rohrachsen frei verschieben können.

Bei dem erfindungsgemäßen Kühler ist es infolge der Ausführung der Platte aus zwei Schichten — einer stark wärmeleitenden und einer schwach wärmeleitenden Schicht und der Ausführung der Rohre mit einer Zwischenwand gelungen, den Bereich der Wärmebelastungen beträchtlich zu erweitern, bei denen die Rohre die Platte zuverlässig abkühlen und dadurch die Haltbarkeit des Kühlers erhöhen. Dadurch wurde es möglich, zur Abkühlung der Platten der Kühler von metallurgischen Aggregaten an den Stirnseiten verschlossene und mit Kühlmittel gefüllte Rohre zu verwenden, bei denen die einen Enden in der Platte

herausragen, durch die Wandung über die Grenzen des Aggregats hinausgehen und in der Kühlkammer befestigt sind, was die Ableitung von großen Wärmeflüssen gewährleistet, die in den einzelnen Kühlern unabhängig von den mittleren Wärmeflüssen entstehen: das Gelangen von nennenswerten von Wassermengen in den Arbeitsraum des Aggregates bei Beschädigung der Rohre wird verhindert; das Gewicht des Kühler«: der metallurgischen Aggregate wird vermindert. Die Ausführung der Metallschicht der Platte aus einzelnen Blöcken erhöht die Haltbarkeit der Kühler.

Ziele der Vorteile der Erfindung werden weiter anhand eines Ausführungsbespiels mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht; erzeigen

F i g. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Kühlers,

Fig.2 einen Schnitt nach Linie II-IL wobei die Schicht des schwach wärmeleitenden Materials nicht gezeigt ist,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III in F i g. 2,

Fig.4 einen Schnitt nach Linie FV-IV, bei dem die Zwischenwand nach Patentanspruch 4 ausgeführt ist

Der Kühler, zum Beispiel der eines Hochofens, setzt sich aus einer zweischichtigen Platte 1 (Fig. 1), bei der die eine Schicht 2. die dem Arbeitsraum des Aeereeats

zugekehrt ist, aus einzelnen Gußeisenblöcken 3 besteht, deren Abmessung in der horizontalen Richtung größer ist als in der vertikalen, während die andere Schicht 4, die der Ofenwandung 5 zugekehrt ist, aus feuerfestem Beton besteht, und aus mindestens zwei Rohren 6 (Fig. 2) zusammen, die zum Teil mit einem Kühlmittel gefüllt sind. Jedes Rohr 6 (F i g. 2) ist an den Stirnseiten durch Verschlußflansche 7 (F i g. 1) verschlossen und mit eißii. Zwischenwand 8 versehen, die nicht bis an die Verschlußflansche 7 reicht. Diese Ausführung gewährleistet einen gerichteten Kühlmittelumlauf innerhalb jedes Rohres 6. Das eine Ende des Rohre:, 6. welches mit flüssigkeit gefüllt ist. befindet sich in der Platte 1. während das von der Flüssigkeit freie Ende des Rohres 6 in einer Kühlkammer 9 angeordnet ist, die auf der Außenseite der Ofenwandung 5 befindlich und an den Kühlkreislauf (in Fig. nicht gezeigt) angeschlossen ist. Die Zwischenwand 8 teilt der Raum des Rohres 6 in zwei Hohlräue auf. von denen der eine, und zwar der Die Wärme des Ofenarbeitsraumes erwärmt die Gußeisenblöcke 3 eines jeden Kühlers, welche den Hauptteil der Wärme über die Schicht 23 wärmeleitenden Materials zu den Wandungen der Kühlrohre 6 übertragen. Diese Wärme bewirkt ein Sieden des Wassers in den wärmeaufnehmenden Hohlräumen 10 der Rohre 6 und erzeugt einen Aufstrom des Dampf-Wasser-Gemisches in jedem Hohlraum 10. Eine beträchtlich geringere Wärmemenge geht an die Rohre ίο 6 von Seiten der aus feuerfestem Beton bestehenden Schicht 4 infolge einer bedeutend kleineren Wärmeleitfähigkeit des Betons im Vergleich zum Metall. Deshalb wird im Hohlraum Il des Rohres 6 ein geringer hydraulischer Widerstand gegen den Strom des

"> absinkenden Kondensats erzeugt, das sich in dem von der Flüssigkeit freien Ende des Rohres 6 bildet, welches durch das die Kühlkammer 9 durchfließende Kühlmittel abgekühlt wird. Somit entsteht im Raum des Rohres ein gerichteter Umlauf von Dampf-Wasser-Gemisch und

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tenden Schicht zugewandt ist, während der andere Hohlraum Il an der Schicht 4 aus feuerfestem Beton anliegt. Jeder der Blöcke 3 weist an der der Ofenwandung 5 zugekehrten Oberfläche Vertiefungen

12 (Fig. 3) für die Rohre 6 auf, während an der dem Arbeitsraum des Ofens zugekehrten Oberfläche Rippen

13 (Fig. 1) vorhanden sind. Die Rohre 6 sind untereinander mittels Leisten 14 verbunden (Fig. 2). Die verbundenen Rohre sind in den Vertiefungen 12 (Fig. 3) der Blöcke 3 untergebracht. Jeder Block 3 ist mit Hilfe von in den Zwischenräumen zwischen den Vertiefungen 12 eingegossenen Stiftschrauben 15 an den Rohren 6 mit Hilfe von Leisten, beispielsweise Blattfedern 16, befestigt. Die Blattfedern 16 sind mittels Muttern 17 an den Rohren 6 befestigt. Zum Anbringen der Platte 1 (Fig. 1) an der Ofenwandung 5 sind an die Rohre Knaggen 18(F ig. 3) angeschweißt, die Gewindebohrungen 19 für Stiftschrauben 20 aufweisen. Mit Hilfe der Stiftschrauben 20 und der Muttern 21 ist der Kühler an der Ofenwandung 5 befestigt. Alle Kühler sind an der Wandung 5 des Aggregats mit einem Zwischenraum 22 für einen Wärmedämmstoff montiert, wobei die Größe

gegeben ist. Zur Verbesserung der Wärmeableitung von den Blöcken 3 zu den Rohren 6 ist in den Vertiefungen 12 (Fig.3) eine Schicht 23 wärmeleitenden Materials angeordnet.

Die Anzahl der Blöcke 3. die die Metallschicht 2 der Platte 1 bilden, ist durch die Höhe und Breite des Kühlers derart bestimmt, daß das Verhältnis der Breite des Blocks 3 zu seiner Höhe in einem Bereich von 2 bis 4 liegt

Die Anzahl der Rohre 6 im Kühler ist durch die Breite der Platte 1 und die Wärmebelastungen des Kühlers in einem konkreten Aggregat bestimmt.

Der Durchmnesser der Rohre 6 ist entsprechend den Bedingungen einer steifen Konstruktion des Kühlers und der Wärmebelastungen desselben gewählt

Das Vorhandensein der Zwischenwand 8 im Rohr 6 sowie ihre Lage in diesem sind durch Wärmebelastungen des Kühlers und folglich durch die über den Querschnitt des Rohres 6 übertragenen Wärmebelastungen bestimmt

Hohlraum 10 des Rohres 6 in das von Flüssigkeit freie Ende des Rohres 6 auf, wo der Dampf von dem Wasser abgetrennt wird und kondensiert, und durch den Hohlraum 11 sinkt das Wasser in das untere Ende des

j) Rohres6 ab. Hierdurch wird eine sichere Abkühlung der Wandungen des Rohres 6 und der Gußeisenblöcke 3 erzielt. Auf diese Weise erfüllt der Kühler seire Zweckbestimmung linsichtlich des Schutzes der Wandung des Aggregats vor Überhitzung und Zerstörung.

ei Bei der Erfindung vergrößern die Blöcke 3 ihre Abmessungen und dehnen sich in der zur Achse der Rohre 6 parallelen Richtung frei aus, da die verwendeten Befestigungselemente 15, 16 und 17 dies nicht behindern. Folglich ruft diese Verschiebung der Blöcke

r. keine mechanischen Spannungen in den Rohren 6 hervor.

Bei erhöhten Wärmeflüssen, die über den Querschnitt des Hohlraums 10 des Rohres abgeleitet werden, ist es zweckmäßig, die Zwischenwand 24 (Fig. 4) in einer

jo Ebene anzuordnen, die von der Diametralebene des Rohres 6 zur Seite der Schicht 4 um 0,1 bis 0,3 des Innendurchmessers des Rohres versetzt liegt, was den

Oii*»rcr»hni»t Hpc Hnhlranmpc 10 vprornftprt und folglich

den hydraulischen Widerstand gegen den Aufstrom des Dampf-Wasser-Gemisches im Hohlraum 10 vermindert.

Somit erhöht die Ausführung des Kühlers für

Schachtofen gemäß der vorliegenden Erfindung die Betriebssicherheit des Kühlsystems von metallurgischen Aggregaten durch Vergrößerung der Standfestigkeit der Platten;

— sie ermöglicht die autonome Arbeit eines jeden Kühlrohres, wodurch von der zu kühlenden Platte große Wärmeflüsse abgeleitet werden können, die an lokalen Orten des Ofens entstehen;

— sie verlängert das Reparaturintervall des Aggregats:

— sie verringert die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Gefahrensituationen, die durch Zerstörung der Wandung der Aggregate auftreten;

&o — sie schließt das Gelangen von Wasser in den Ofenarbeitsraum aus;

— s^;e vermindert das Gewicht des Kühlers um das Eineinhalbfache.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Kühler für Schachtöfen, der eine Platte, die zum Schutz der Ofenwandungen vor Einwirkung des Wärmeflusses bestimmt ist und von Seiten der Wärmeeinwirkung angeordnet wird, sowie ein Mittel zur Abkühlung der Platte in Form von Metallrohren enthält, die mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt sind und an den Stirnseiten hermetisch verschlossen sind, wobei die einen Rohrenden mit Flüssigkeit mit der Platte verbunden sind, während die von der Flüssigkeit freien Rohrenden in einer Kühlkammer angeordnet sind, durch die ein Kühlmittel umläuft und die sich auf der Außenseite der Wandung befindet, wobei die von der Flüssigkeit freien Enden der Rohre etwas höher als die gefüllten liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) zweischichtig aus einer stark wärmeleitenden Schicht (2) und einer schwach wärmeleitenden Schicht (4) lusgeführt ist, wobei die stark wärmeleitende Schicht (2) dem Ofenarbeitsraum und die schwach wärmeleitende Schicht (4) der Ofenwandung (5) zugekehrt ist, und die Ebene der Trenngrenze zwischen den Schichten (2 und 4) zur Längsachse der Rohre (6) parallel verläuft.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (6) euie nicht bis an die Stirnseiten des Rohres (6) reichende Zwischenwand (8) besitzt, die zur Längsachse des Rohres (6) parallel verläuft und zwei Hohlräume (10 und 11) begrenzt, jo von denen der eine Hohlraum (10), und zwar der wärmeaufnenmende, der stark wärmeleitenden Schicht (2) zugewandt ist, -.-.obei die Ebene der Zwischenwand (8) im v.'esentlichen mit der Ebene der Trenngrenze zwischen der Schichten (2 und 4) js der Platte (1) zusammenfällt.

3. Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Zwischenwand (8) mit der Mittelebene des Rohres (6) zusammenfällt.

4. Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Zwischenwand (24) von der Mittelebene des Rohres (6) zur Seite der Ofenwandung (5) um 0,1 bis 0,3 Innendurchmesser des Rohres (6) versetzt ist.

5. Kühler nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stark wärmeleitende Schicht (2) der Platte (1) aus einzelnen Blöcken (3) zusammengesetzt ausgeführt ist, von denen jeder in der horizontalen Richtung eine größere Abmessung als in der vertikalen hat und an der der Wandung (5) zugekehrten Oberfläche Vertiefungen (12) für die Rohre (6) aufweist, in welchen Vertiefungen eine Schicht (23) wärmeleitenden Materials angeordnet ist, während in den Zwischenräumen zwischen den Vertiefungen (12) Elemente (15) zur Befestigung des π Blocks (3) an den Rohren (6) angebracht sind, die mit an ihnen angeschweißten Einzelteilen (18) zur Befestigung an der Wandung (S) versehen sind.

6. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als stark wärmeleitende Schicht (2) t>o hitzebeständiges Gußeisen und als schwach wärmeleitende Schicht (4) feuerfester Beton verwendet ist.