EP0705906B1 - Kühlplatte für Schachtöfen - Google Patents

Kühlplatte für Schachtöfen Download PDF

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EP0705906B1
EP0705906B1 EP94115821A EP94115821A EP0705906B1 EP 0705906 B1 EP0705906 B1 EP 0705906B1 EP 94115821 A EP94115821 A EP 94115821A EP 94115821 A EP94115821 A EP 94115821A EP 0705906 B1 EP0705906 B1 EP 0705906B1
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cooling plate
cooling
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vertical
plate
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Ing. Hartmut Hille
Ing. Werner Otremba
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SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/10—Cooling; Devices therefor

Definitions

  • the invention relates to a cooling plate for with a refractory lining shaft furnaces, in particular Blast furnaces consisting of copper or one low-alloy copper alloy with inside arranged coolant channels, the cooling plate made from a forged or rolled ingot and the cooling channels as vertical Blind holes are arranged.
  • Such cooling plates are usually between the Furnace jacket and the furnace lining arranged and on the cooling system of the shaft furnace is connected. On the the cooling elements are on the inside of the furnace partly provided with fireproof material.
  • Cooling plates are known in which the cooling channels are formed by pipes cast in cast iron. These plates have little heat dissipation as a result the low thermal conductivity of cast iron and because of the resistance between the cooling pipes and the Plate body caused by an oxide layer or an air gap.
  • a cooling plate is known made from a forged or rolled tube block is and where the cooling channels run vertically Blind holes are through mechanical deep drilling are introduced.
  • the structure of the cooling plate is much denser and more homogeneous than that of a cast copper plate; Blowholes, as they are common with cast copper plates occur are excluded.
  • the strength values are higher and the thermal conductivity is more even and higher than that of the cast copper plates.
  • the target position of the holes according to height and side is adhered to exactly and therefore even heat dissipation guaranteed.
  • the cooling plate faces the inside of the furnace Side with refractory bricks or with a refractory Rammed earth lined. This will make the heating surface the plate downsized and in case of wear or the loss of the refractory furnace lining heat removal from the oven is limited. Furthermore, the cooling of the plate should be so intense that the temperature of the hot plate side is well below the softening temperature of copper is maintained.
  • a disadvantage of these rolled or forged Copper cooling plates is that cooling to the Marginal zones is not optimal and therefore cooling the joints of the refractory ramming compounds or ff-stones between the cooling plates is not sufficient.
  • the object of the invention is therefore a To create a cooling plate in which the edge zones in the Cooling system to be included and heat dissipation in the Plates are made more evenly and homogeneously, so that improved cooling of the refractory furnace lining and the furnace is guaranteed and thereby longer service lives can be achieved. Furthermore, the Suspension of the cooling plate on the furnace shell improved to better reduce thermal stresses in the cooling plate to be able to.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through the cooling plate (1) with, for example, four vertically arranged blind holes (2, 3) and with the in the marginal areas of the Cooling plate (1) introduced vertical (13) and horizontal (14) Small diameter blind holes.
  • Cooling water supply at the blind holes (3) takes place via the with the coolant supply lines connected pipe lugs (2), in the vertical and horizontal blind bores (13, 14) of smaller diameter over the pipe section (5) in the area of Transport hook (8) of the cooling plate (1) is arranged.
  • the cooling water leaves the cooling plate (1) via the Pipe pieces (2 ') or (5').
  • Fig. 2 shows a section B-B through the cooling plate (1) in the area of the vertically hooked blind holes (3), at the lower end due to welding or soldering points (4) are closed.
  • the cooling water supply and discharge takes place via the pipe sections (5) or (5 ').
  • Fig. 3 shows a section A-A through the cooling plate (1) in the area of the vertical blind holes (13) with a welding or Solder joint (4) and a cut through the horizontal blind holes (14).
  • Fig. 4 shows a section C-C through the Cooling plate (1) in the area of the transport hook (8) Cooling water is supplied to the blind holes (14) via the pipe sections (5), the cooling water discharge via the pipe sections (5 ').
  • the cooling plate (1) itself can by an additional Trunnion (11) attached to the blast furnace shell (10) is to be held. This trunnion (11) engages in the recess (12) facing away from the inside of the furnace Side of the cooling plate (1).

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und die Kühlkanäle als vertikal verlaufende Sackbohrungen angeordnet sind.
Derartige Kühlplatten sind üblicherweise zwischen dem Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und an das Kühlsystem des Schachtofens angeschlossen. Auf der dem Ofeninnern zugewandten Seite sind die Kühlelemente zum Teil mit feuerfestem Material versehen.
Es sind Kühlplatten bekannt, bei denen die Kühlkanäle durch in Gußeisen eingegossene Rohre gebildet werden. Diese Platten haben eine geringe Wärmeabfuhr infolge der geringen Wärmeleitfähigkeit des Gußeisens und wegen des Widerstandes zwischen den Kühlrohren und dem Plattenkörper, verursacht durch eine Oxidschicht oder einen Luftspalt.
Im Falle eines Verlustes des Hochofenmauerwerks nach einer gewissen Betriebszeit ist die Innenfläche der Kühlplatten direkt der Ofentemperatur ausgesetzt. Da die Ofentemperatur weit oberhalb der Schmelztemperatur des Gußeisens liegt und die inneren Wärmedurchgangswiderstände der Kühlplatten zu einer ungenügenden Kühlung der heißen Plattenseite führen, ist ein beschleunigter Verschleiß der gußeisernen Platten unvermeidbar und die Standzeit entsprechend begrenzt.
Es sind weiterhin Platten aus Kupferguß bekannt, bei denen die Kühlkanäle entweder durch eingegossene Rohre gebildet sind oder direkt eingegossen sind. Das Gefüge von Kupferguß ist nicht so homogen und dicht wie das von geschmiedeten bzw. gewalztem Kupfer. Infolgedessen ist auch die Wärmeleitung von Kupferguß schlechter und die Festigkeit geringer. Bei den eingegossenen Rohren behindert eine Oxidschicht zwischen Rohr und Kupferblock die Wärmeleitung.
Aus der DE 29 07 511 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohrblock gefertigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sackbohrungen sind, welche durch mechanisches Tiefbohren eingebracht sind. Das Gefüge der Kühlplatte ist wesentlich dichter und homogener als das einer Kupfergußplatte; Lunker, wie sie bei Kupfergußplatten häufig auftreten, sind ausgeschlossen. Die Festigkeitswerte liegen höher und die Wärmeleitfähigkeit ist gleichmäßiger und höher als die der gegossenen Kupferplatten. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau eingehalten und dadurch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet.
Die Kühlplatte ist an der dem Ofeninnern zugekehrten Seite mit feuerfesten Steinen oder mit einer feuerfesten Stampfmasse ausgekleidet. Dadurch wird die Heizfläche der Platte verkleinert und im Falle des Verschleißes bzw. des Verlustes der feuerfesten Ofenauskleidung wird der Wärmeentzug aus dem Ofen begrenzt. Ferner sollte die Kühlung der Platte so intensiv sein, daß die Temperatur der heißen Plattenseite weit unter der Erweichungstemperatur von Kupfer gehalten wird.
Nachteilig bei diesen gewalzten oder geschmiedeten Kupferkühlplatten ist jedoch, daß die Kühlung an den Randzonen nicht optimal ist und dadurch eine Kühlung der Fugen der feuerfesten Stampfmassen bzw. ff-Steine zwischen den Kühlplatten nicht ausreichend ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Kühlplatte zu schaffen, bei der die Randzonen in das Kühlsystem einbezogen werden und die Wärmeabfuhr in den Platten gleichmäßiger und homogener erfolgt, so daß eine verbesserte Kühlung der feuerfesten Ofenauskleidung und des Ofenpanzers gewährleistet wird und dadurch höhere Standzeiten erreicht werden. Ferner soll die Aufhängung der Kühlplatte am Ofenpanzerblech verbessert werden, um Wärmespannungen in der Kühlplatte besser abbauen zu können.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im Hauptanspruch angegeben ist, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Erfindungsgemäß werden daher in die geschmiedete oder gewalzte Kupferkühlplatte zusätzliche Kühlkanäle eingebracht, die als vertikale oder horizontale Sackbohrungen kleineren Durchmessers um die vertikal angeordneten Sackbohrungen in die Ränder der Kühlplatte eingebracht werden. Diese vertikalen und horizontalen Sackbohrungen werden endseitig durch verschweißte oder verlötete Stopfen dicht verschlossen.
Durch die dem Ofeninneren abgewandeten Seite der Kühlplatte werden jeweils im Bereich des Transporthakens in die horizontalen Sackbohrungen kleineren Durchmessers horizontal verlaufende Rohrstücke mit gegenüber den vertikalen und horizontalen Sackbohrungen vergrößertem Querschnitt angebracht, an denen jeweils ein gemeinsamer Kühlmittelzu- oder abfluß angeordnet ist.
An der dem Ofeninneren abgewandeten Seite der Kühlplatte wird ferner mindestens eine zentrisch angeordnete Aussparung vorgesehen, in die ein am Hochofenpanzer befestigter Tragzapfen eingreift.
Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausführungszeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kühlplatte
  • Fig. 2 einen Querschnitt B-B durch die Kühlplatte
  • Fig. 3 einen Querschnitt A-A durch die Kühlplatte
  • Fig. 4 einen Querschnitt C-C durch die Kühlplatte.
    • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Kühlplatte (1) mit beispielsweise vier vertikal angeordneten Sackbohrungen (2, 3) sowie mit den in den Randbereichen der Kühlplatte (1) eingebrachten vertikalen (13) und horizontalen (14) Sackbohrungen kleineren Durchmessers.
    Die Zuführung des Kühlwassers bei den Sackbohrungen (3) erfolgt über die mit den Kühlmittelversorgungsleitungen verbundenen Rohransätzen (2), bei den vertikalen und horizontalen Sackbohrungen (13, 14) kleineren Durchmessers über das Rohrstück (5), das im Bereich des Transporthakens (8) der Kühlplatte (1) angeordnet ist.
    Das Kühlwasser verläßt die Kühlplatte (1) über die Rohrstücke (2') bzw. (5').
    Zusätzlich zu den Gewindebohrungen (9) ist in der Mitte der Kühlplatte (1) auf der dem Ofeninneren abgekehrten Seite eine Aussparung (12) angeordnet, in die ein Tragzapfen des Hochofenpanzers eingreift.
    Fig. 2 zeigt einen Schnitt B-B durch die Kühlplatte (1) im Bereich der vertikal eingehakten Sackbohrungen (3), die am unteren Ende durch Schweiß- bzw. Lötstellen (4) verschlossen sind. Die Kühlwasserzu- bzw. abfuhr erfolgt über die Rohrstücke (5) bzw. (5').
    Für das Einbringen von Feuerfest-Material, entweder Steine oder Spritz-/Stampfmassen, sind auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite in die Kühlplatte (1) Nuten (6) eingearbeitet, die jeweils durch Stege (7) begrenzt werden.
    Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-A durch die Kühlplatte (1) im Bereich der vertikal eingebrachten Sackbohrungen (13) mit einer am oberen Ende angeordneten Schweiß- bzw. Lötstelle (4) sowie einen Schnitt durch die horizontalen Sackbohrungen (14).
    Fig. 4 zeigt schließlich einen Schnitt C-C durch die Kühlplatte (1) im Bereich des Transporthakens (8), die Kühlwasserzufuhr zu den Sackbohrungen (14) erfolgt über die Rohrstücke (5), die Kühlwasserabfuhr über die Rohrstücke (5').
    Die Kühlplatte (1) selbst kann durch einen zusätzlichen Tragzapfen (11), der am Hochofenpanzer (10) befestigt ist, gehalten werden. Dieser Tragzapfen (11) greift in die Aussparung (12) auf der dem Ofeninneren abgewandten Seite der Kühlplatte (1) ein.

    Claims (4)

    1. Kühlplatte für mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühlmittelkanälen, wobei die Kühlplatte aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sackbohrungen sind,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß außerhalb der vertikal angeordneten Sackbohrungen (3) zusätzlich entlang den Ränder der Kühlplatte verlaufende vertikale und horizontale Sackbohrungen (13, 14) kleineren Durchmessers in die Kühlplatte (1) eingebracht sind.
    2. Kühlplatte nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die vertikalen und horizontalen Sackbohrungen (13, 14) endseitig durch verschweißte oder verlötete Stopfen (4), vorzugsweise Gewindestopfen, dicht verschlossen sind.
    3. Kühlplatte nach den Ansprüchen 1 und 2,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die vertikalen und horizontalen Sackbohrungen (13, 14) oben und unten in horizontal verlaufende Rohrstücke (5, 5') mit gegenüber den vertikalen und horizontalen Sackbohrungen (13, 14) vergrößertem Querschnitt einmünden, an denen jeweils ein gemeinsamer Kühlmittelzu- oder abfluß angeordnet ist.
    4. Kühlplatte nach den Ansprüchen 1 - 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß auf der dem Ofeninneren abgewandeten Seite in die Kühlplatte (1) zentrisch mindestens eine Aussparung (12) eingebracht ist.
    EP94115821A 1994-10-07 1994-10-07 Kühlplatte für Schachtöfen Expired - Lifetime EP0705906B1 (de)

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    BR (1) BR9504314A (de)
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