DE3304187C2 - Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von Hochöfen - Google Patents
Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von HochöfenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von Hochöfen und dergleichen mit einer schräg zum Ofenpanzer gestellten Außenwand, die mit Seitenwänden versehen einen oben offenen Behälter bilden und zur Ofenwand abgedichtet oder im unteren Bereich mit Abflußöffnungen versehen sind. Die Kühlwasserbehälter, die in der Regel versetzt zwischen den Kühlkästen rund um den Ofenpanzer verteilt angeordnet sind, dienen der gleichmäßigen Verteilung des Kühlwassers bei der Außenberieselung. Durch den Erfindungsgegenstand wird die Verteilung des Kühlwassers verbessert, Störungen durch Verstopfungen vermieden und damit lokale Überhitzungen am Ofenpanzer weitgegehend ausgeschlossen. Erzielt wird die optimale Kühlwasserverteilung durch eine Außenwand des Kühlbehälters, die in Richtung des überlaufenden Kühlwassers gebogen, konvex ausgebildet ist zur Nutzung der adhäsiven Kräfte des Kühlwassers zur Oberfläche der Außenwand des Kühlwasserbehälters.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlwasserbehäller für
die Außenberieselung von Hochöfen mit einer schräg zum Ofenpanzer gestellten Außenwand, die mit Seitenwänden
verschen einen oben offenen, trichterförmigen
ίο Behälter bildet und zur Ofenwand abgedichtet oder im
unteren Bereich mit Abflußöffnungen versehen ist. Behälter dieser Art sind in der Regel am Ofenpanzer zwischen
den in der Zustellung eingesetzten Kühlkästen angeordnet Diese seit langer Zeit bekannten trichterförmigen
Wasserbehälter, die insbesondere im unteren Schachtbereich und im Bereich der Rast angeordnet
sind, haben die Aufgabe, das an der Außenwand versprühte und herabrieselnde Kühlwasser aufzufangen
und gleichmäßig verteilt an die zu kühlende Außenwand des Ofens kontinuierlich zur Benetzung der Ofenwand
weiterzuleiten. Diese Wasserbehälter weisen in der Funktion Mängel auf, weil die nach unten gerichteten
Durchlässe durch die unvermeidliche Verschmutzung des Kühlwassers im Betrieb zu Verstopfungen neigen,
so daß lokale Überhitzungen an der Ofsnwandung nicht
immer zu vermeiden sind. Infolgedessen laufen die Wasserbehälter über und verursachen einen hohen Wasserverbrauch,
der für die Außenkühlung nur noch zum Teil genutzt werden kznn.
Um den Wasserverlust zu vermeiden und eine bessere Kühlung zu erzielen, wurde bereits eine Kühlanordnung
vorgeschlagen (DE-AS 25 36 322), bei der die an sich bekannte, schräg auf den Ofenpanzer gerichtete
Außenwand des Wasserbehälters, die über ihre gesamte
jr> Länge abgedichtet und an der Oberkante mit Mitteln
versehen ist, die einen definierten und in der Richtung bestimmten Abfluß des Kühlwassers ermöglichen sollen.
Die Mittel bestehen aus aul eic Oberkante der schräggestellten Außenwand aufsteckbare, elastische
Leisten, die, im Inneren mit Durchflußkanälen versehen, das Kühlwasser um die obere Kante der schräggestellten
Außenwand und an der geneigten äußeren Seite der Außenwand in Richtung zum Ofenpanzer leiten. Obwohl
mittels dieser bekannten Kühlanordnung die sonst übliche Verstopfungstendenz der Wasserbehälter vermieden
wird, weist diese Kühlanordnung folgende Mängel auf:
Die aufgesteckte elastische Leiste ist mit Ausnehmungen für den Wasserabfluß verschen, die das Kühlwasser
auf der gesamten Breite der Außenwand nur in einzelnen getrennten Strömen an die untere geneigte Seite
der Außenwand v/eiterleiten. Diese einzelnen Wasserströme erfordern unterhalb der Wasserbehälter weitere
Vorrichtungen, z. B. Wassertaschen, um die einzelnen, in Abständen getrennten vertikalen Wasserströme durch
diese an der Ofenwand angeordneten Kühltaschen aufzufangen und auf die gesamte Breite unterhalb des Wasserbehälters
zu verteilen. |edoch tritt in relativ kurzer Zeit, aufgrund des geringen Fassungsvolumens der
Kühltaschen, eine Verschlammung auf, die eine gleichmäßige Verteilung in der Breite der zu berieselnden
Fläche der Ofenwand in Frage stellt. Außerdem sind bekannte Kühlanordnungen dieser Art in der Herstellung
und in der Wartung zu aufwendig.
b5 Die Aufgabe der Erfindung besteht durin, Kühlwasscrbchältcr
für die Auöenberiesclung dieser Gattung derart zu verbessern, daß die vorbeschriebenen Mängel
beseitigt werden. Ferner sollen die Standzeit und die
Wartungsintervalle verlängert und die K'ühlintensiiäi
durch besseren Kontakt des Kühlwassers mit dem Ofenmantel, insbesondere an nach innen geneigten Flächen
im Bereich der Rast, verbessert werden.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei Kühlwasserbchältern eingangs genannter Art erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die Außenwand in Richtung des überlaufenden Kühlwassers von der oberen Kante bis
zur unteren zur Ofenwand führenden Kante, mindestens jedoch im oberen Bereich, eine nach außen gebogene,
konvexe Fläche aufweist
Ein derartig ausgebildeter Kühlwasserbehalter bewirkt,
daß der Kühlwasserstrom auf der gesamten Breite gleichmäßig verteilt über die Oberkante der Außenwand
der konvexen Fläche folgend im breiten Band zur Ofenwand abiließt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,
daß die Moleküle einer Flüssigkeit und die einer angrenzenden Wand molekulare Anziehungskräfte
(Adhäsion) ausüben und bewirken, daß der überfließende, bandartige Wassersirorn nicht der Schwerkraft
folgt und senkrecht abfließt, sondern die V-räfte der
Gravitation überwindet und an der gebogenen Außenwand haftend zur Ofenwandung geleitet wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 12.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des an der Ofenwand angeordneten Kühlwasserbehälters.
F i g. 2 eine Querschnittszeichnung nach F i g. 1,
F i g. 3 Anschluß der Außenwand an dem Ofenpanzer,
F i g. 4 weitere Ausbildungen der gebogenen Außenwand.
Die perspektivische Darstellung der Fig. 1 zeigt einen
Auschnitt einer sich in einem Winkel A nach unten verjüngenden Ofenwandung 1 mit dem Ofenpanzer 2,
an der die schrägstehende, konvex ausgebildete Außenwand 3 an der unteren Kante 4 angeschv/eißt ist. Die
Schweißnaht 5 kann durchgehend (in der Zeichnung nicht dargestellt), aber auch abschnittsweise, wie in
Fig. 1 ersichtlich, ausgeführt werden, wobei sich im
letzten Falle Durchflußöffnungen 6 für das Kühlwasser 7 ergeben. Die Durchflußöffnungen 6 können dann vorgesehen
werden, wenn bei hohem Schmutzanfall eine Schlammablagerung zwischen dem Ofenpanzer 2 und
der Außenwand 3 vermieden bzw. mindestens verzögert werden soll. Die konvex ausgebildete Außenwand 3
ist mit Seiienwünden 8 versehen, die ebenfalls direkt am
Ofenpanzer 2 angeschweißt sind und dadurch ein oben offener Kühlwasserbehalter 9 gebildet ist. In dem Kühlwasserbehälter
9 wird das am Ofenpanzer 2 hcrabrieselnde Kühlwasser 7 aufgefangen, gestaut und gleichmäßig
verteilt unterhalb des Kühlwasserbehälters 9 zum Ofenpanzer 2 weitergeleitet. Anstatt der Scitenwände
8 kann die konvex ausgebildete Außenwand 3 auch segmentartig als durchgehende ringförmige Rinne
(in der Zeichnung nicht dargestelli) ut'i den gesamten
Umfang des Hochofens herumgeführt werden, sofern die vorhandene Anordnung der Kühlkästen und die zugehörige
Verrohrung der Wasserverteilung diese Anordnungerlaubt.
Die Seitenwände 8 sind zweckmäßig so ausgebildet, daß sie die obere Kante 10 der Außenwand 3 überragen,
um den Wasserablijß lediglich in Pfeilrichtung 11 über
die äußere konvex abgebildete Außenwand 3 zu bewirken. Zweckmäßig erstrtckcn sich die Vorderkanten 12
der Seitenwände 8 vom Ofenpanzer 2 aus nach außen his zur senkrechten Lin:o zum Scheitelpunkt Π der konvexen
Flache der Außenwand 3. Diese Ausbildung ist insbesondere der Querschnittszeichnung der Fig.2
deutlich zu entnehmen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Kühlwasserbehälters 9 besteht in der Anordnung einer höhenverstellbaren
Stauleiste 14, mit der die Dicke des über die konvexe Außenwand 3 abfließenden Kühlwasserbandes
in Pfeilrichtung 11 durch den sich ergebenden Durchflußspalt 15 einstellbar ist. Die Stauieiste 14 besteht
aus einem abgewinkelten Blechstreifen und ist zwischen den Seitenwänden 8 mittels vertikaler Führungsschlitze
16 auf die in den Seitenwänden 8 eingeschweißten Bolzen 17 aufsteckbar. Nach Einstellung des
Durchflußspaltes 15 werden nicht dargestellte Muttern auf die Bolzen 17 aufgeschraubt und die Stauleiste 14 in
der eingestellten Höhe 15 festgeschraubt. Bei einer rinnenförmigen
Anordnung der Außenwand 3 um den ganzen Ofen ohne Seitenwände 8 kann die Stauleiste auch
in Abständen mit einfachen Mitteln ai'f der oberen Kante 10 der Außenwand 3 höhenversHlbar angeordnet
werden, z. B. mittels Schraubbölzen. Die höhenverstellbaren
Stauschienen 14 haben ferner einen regulierenden Effekt für den kontinuierlichen Wasserabfluß für
die Berieselung. Ein lokaler Wasserzufluß 18 in einer größeren Menge wird dadurch im Kühlwasserbehalter 9
staubar und reguliert den Wasserabfluß durch den eingestellten Durchflußspalt 15, wie in F i g. 2 erkennbar ist.
Der bogenförmige Wasserabfluß aus dem Kühlwasserbehalter 9 durch den Durchflußspalt IS ist gegeben
durch die Durchflußgeschwindigkeit des Kühlwassers in horizontaler Richtung 21 und durch die Schwerkraft in
Richtung 20, die zusammen die Abflußkurve zur Senkrechten bestimmen.
Vorteilhaft ist darum die Krümmung der konvexen Fläche entsprechend dieser Kurve anzupassen, um eine gut anliegende Strömung des Kühlwassers 7 an die konvexe Außenwand 3 und damit eine intensive Nutzung der molekularen Anziehungskräfte zv/ischen den Molekülen des Kühlwassers 7 und der festen Außenwand 3 zu erreichen. Dadurch wird eine intensive Umfließung der äußeren Außenwandung 3 bis zum Ofenpanzer erzielt. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist darin zu sehen, wenn im Anschluß an die konvex ausgebildete Fläche der Außenwand 3 sich im unteien Bereich eine konkave Fläche 19 zum Ofenpanzer 2 anschließt. Diese konkave Fläche 19 ist in vielen Fällen nicht unbedingt notwendig, verbessert aber die gleichmäßige Verteilung des Kühlwassers 7 am Ofenpanzer 2 unterhalb des Kühlwasserbehälters 9.
Vorteilhaft ist darum die Krümmung der konvexen Fläche entsprechend dieser Kurve anzupassen, um eine gut anliegende Strömung des Kühlwassers 7 an die konvexe Außenwand 3 und damit eine intensive Nutzung der molekularen Anziehungskräfte zv/ischen den Molekülen des Kühlwassers 7 und der festen Außenwand 3 zu erreichen. Dadurch wird eine intensive Umfließung der äußeren Außenwandung 3 bis zum Ofenpanzer erzielt. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist darin zu sehen, wenn im Anschluß an die konvex ausgebildete Fläche der Außenwand 3 sich im unteien Bereich eine konkave Fläche 19 zum Ofenpanzer 2 anschließt. Diese konkave Fläche 19 ist in vielen Fällen nicht unbedingt notwendig, verbessert aber die gleichmäßige Verteilung des Kühlwassers 7 am Ofenpanzer 2 unterhalb des Kühlwasserbehälters 9.
Wichtig ist, daß das Kühlwasser 7 möglichst turbulenzfrei über die äußere konvexe Außenwand 3 abläuft,
so d«ß zur Vermeidung wirbelauslösender Kanten die obere Kante 10 der Außenwand 3 im Bereich des
Durchflußspaltes t5 strömungsgünstig abgerundet ist.
5r) Voraussetzung für den Ablauf des Kühlwassers 7 in
der gesamten Breite über die konvex ausgebildete Außenwand 3 ist eine benetzungsfähige Oberfläche. Ist die
Benetzungsfähigi.eit der Oberfläche geringer, überwiegen die gegenseitigen molekularen Kräfte der Wasser-
Mi teilchen in der Flüssigkeitsmenge (Kohäsion) die zu einer
mehr oder weniger starken Kontraktion des ablaufenden Wasserbandes auf der Außenwand 3 führen. Je
nach Materialart genügt eine geringe Rauhigkeit, z. B.
bei gewalztem Blech, die gegebenenfalls durch Sand- M strahlen der Oberfläche verbessert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung nach Fig. 4 ist die obere Kante 10 mit einer Verzahnung
versehen, die eine gute Verteilung des Kühlwassers 7
auf der gesamten Breite der Außenwand 3 sicherstellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann zu
empfehlen, wenn die sonst erforderliche exakte horizontale Ausrichtung der oberen Ablaufkante 10 beim Anbau
nicht mit Sicherheit gewährleistet werden kann. ■;
Da die Benetzungsfähigkeit der Oberfläche der äußeren Außenwand 3 an sich dafür verantwortlich ist, ob
das Kühlwasser 7 von der oberen Kante 10 bis unterhalb des Kühlwasserbehälters 9 in der gesamten Breite
abläuft, kann durch die weiteren vorteilhaften Ausbil- ι ο düngen der gewünschte breitbandige Ablauf des Kühlwassers
auch bei weniger benetzungsfähigem Material erzielt werden. Hierzu sind Mittel vorgesehen, die das
abfließende Kühlwasser in der Abflußrichtung seitlich führen, um der Kontraktionsneigung des Wasserbandes
auf der Außenwand 3 entgegenzuwirken. Dieses Mittel kanu äü» in PiüSrichtung ! i angeordneten Erhebungen
23 auf der Außenwandung 3. z. B. aus Drähten, die auf der Oberfläche angeordnet sind, oder durch aus der
Oberfläche herausragende Sicken. Dieser Effekt kann auch durch die Verwendung von Wellblech 24 erzielt
werden, wobei sich gleichzeitig der vorbeschriebene Effekt einer Verzahnung gemäß Pos. 22 an der oberen
Kante 10 ergibt.
Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von Hochöfen sind einfach herzustellen und erlauben die
Verwendung von unterschiedlichen Werkstoffen und Anpassung einer sierfür zweckmäßigen Ausführungsform, womit in jedem Falle eine optimale Verteilung
und damit verbundene effektive Kühlung erreicht wer- jo den kann.
Der Kühlwasserbehälter ist auch für andere metallurgische öfen sowie für Einrichtungen und Anlagen, z. B.
für Aufgaben der Kühlung und des Wärmeaustausches,
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. KOhlwasserbehälter für die Außenberieselung
von Hochöfen mit einer schräg zum Ofenpanzer gestellten Außenwand, die mit Seitenwänden versehen
einen oben offenen, trichterförmigen Behälter bildet und zur Ofenwand abgedichtet oder im unteren Bereich
mit Abflußöffnungen versehen ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenwand (3) in Richtung (11) des überlaufenden Kühlwassers (7)
von der oberen Kante (10) bis zur unteren zur Ofenwand führenden Kante (4), mindestens jedoch im
oberen Bereich, eine nach außen gebogene, konvexe Fläche aufweist
2. Kühlwasserbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die gebogene Fläche mindestens
von der oberen Kante (11) bis etwa zur Projektionssenkreshten
(20) eine der Ablußkurve durch die horizontale Abflußgeschwindigkeit und der Schwerkraft
bestimmte, entsprechend angepaßte Ausbildung aufweist
3. Kühlwasserbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der konvex gewölbten
Fläche der Außenwand (3) im unteren Bereich zum Ofenpanzer (2) eine konkav gewölbte Fläche
(19) anschließt
4. Kühlwasserbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die obere Kante (10) abgerundet
ist
5. Kühlwasserbehä'irter nav'\ Anspruch 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet laß die Seitenwände (8) über die obere Kante (10) der Auf -.nwand (3) hinausragen.
6. K.ühlwasserbehälter nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die Vorderkanten (12) der Seitenwände (8) oberhalb der konvexen Flächen der
Außenwand (3) vom Ofenpanzer (2) nach außen bis zu der Senkrechten (20) zum Scheitelpunkt (13) erstrecken.
7. Kühlwasserbehälter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante (4) der
Außenwand (3) in Längsrichtung am Ofenpanzer (2) durchgehend oder zur Bildung von zusätzlichen
Durchflußöffnungen (6) abschnittsweise verschweißt (5) sind.
8. Kühlwasserbehälter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenwänden
(8) in einem Abstand über der oberen Kante (10) der Außenwand (3) eine Stauschiene (14) angeordnet
ist.
9. Kühlwasserbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauschiene (14) mittels
Verschraubungen (17) in vertikalen Führungsschlitzen (16) höhenverstellbar ausgebildet ist
10. Kühlwasserbehälter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Kante (10) der Außenwand (3) mit einer Verzahnung (22) versehen ist.
11. Kühlwasserbehälter nach einem oder mehreren
der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (3) mit in Ablaufflußrichtung
(11) ausgerichteten Erhebungen (23) in Form lion aufgesetzten Drähten oder Sicken ausgestattet
ist.
12. Kühlwasserbehälter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenwandung (3) aus gewelltem
Material gefertigt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833304187 DE3304187C2 (de) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von Hochöfen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833304187 DE3304187C2 (de) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von Hochöfen |
Publications (2)
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DE3304187A1 DE3304187A1 (de) | 1984-08-16 |
DE3304187C2 true DE3304187C2 (de) | 1985-01-10 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833304187 Expired DE3304187C2 (de) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | Kühlwasserbehälter für die Außenberieselung von Hochöfen |
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DE (1) | DE3304187C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109880952B (zh) * | 2019-03-29 | 2020-09-11 | 北京科技大学 | 一种冷却水管优化配置的方法及均匀分流的水管结构 |
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1983
- 1983-02-08 DE DE19833304187 patent/DE3304187C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3304187A1 (de) | 1984-08-16 |
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