DE19727008C2

DE19727008C2 - Kühlplatten für Schachtöfen

Info

Publication number: DE19727008C2
Application number: DE1997127008
Authority: DE
Inventors: Hartmut Hille; Werner Otremba
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: CN1073161C; KR19990007157A; RU2205338C2; US6132673A; EP0887428A1; CN1210891A; DE19727008C1; UA44821C2; ZA985229B; JPH1163846A; BR9802193A; CA2241413A1

Description

Die Erfindung betrifft Kühlplatten für mit einer feuerfe sten Auskleidung versehene Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten Kühl mittelkanälen, wobei die Kühlplatte mit einer gerade ausge führten Innenseite aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist, die Kühlkanäle innen verlaufende Sackbohrungen sind, mit am Rand der Kühlplatte angeord neten Seitenflanschen und mit Rohransätzen an den Enden der Kühlkanäle.

Derartige Kupferkühlplatten sind üblicherweise zwischen dem Ofenmantel und der Ofenausmauerung angeordnet und an das Kühlsystem des Schachtofens angeschlossen. Auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite sind die Kühlele mente im oberen Teil des Schachtofens weitgehend mit feu erfestem Material, im Bereich des Gestelles mit Kohlen stoffsteinen abgedeckt.

Es sind Platten aus Kupferguß bekannt, bei denen die Kühlkanäle entweder durch eingegossene Stahlrohre gebil det sind oder direkt eingegossen sind. Das Gefüge von Kup ferguß ist nicht so homogen und dicht wie das von ge schmiedetem bzw. gewalztem Kupfer. Infolgedessen ist auch die Wärmeleitung von Kupferguß schlechter und die Festigkeit geringer. Bei den eingegossenen Rohren behin dert eine Oxidschicht zwischen Rohr und Kupferblock die Wärmeleitung.

Aus der DE 29 07 511 A1 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefer tigt ist und wo die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sack bohrungen sind, welche durch mechanisches Tiefbohren eingebracht sind. Das Gefüge der Kühlplatte ist wesentlich dichter und homogener als das einer gegossenen Kupfer platte. Die Festigkeitswerte liegen höher als die der gegosse nen Kupferplatten. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau eingehalten und dadurch eine gleich mäßige Wärmeabfuhr gewährleistet.

Diese Kühlplatte ist an der dem Ofeninneren zugekehrten Seite mit Stegen und Nuten versehen und kann mit feuerfe sten Steinen oder mit einer feuerfesten Stampfmasse ausge kleidet werden.

Aus der EP 0 705 906 A1 ist eine aus einem geschmiede ten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte Kühlplatte bekannt, bei der zur Kühlung der Randzonen zusätzlich zu den vertikal verlaufenden Sackbohrungen Kühlkanäle ein gebracht werden, die als vertikale oder horizontale Sackboh rungen kleineren Durchmessers um die vertikal angeordne ten Sackbohrungen in die Ränder eingebracht werden.

Aus der DE 195 03 912 A1 ist eine aus einem geschmie deten oder gewalzten Kupferrohrblock gefertigte Kühlplatte bekannt, bei der zusätzlich zu den vertikal verlaufenden Sackbohrungen im oberen bzw. unteren Bereich ein zusätz liches Kühlelement, lösbar oder angeschmiedet, angebracht wird, in das zusätzlich vertikale und horizontale Sackboh rungen eingebracht werden und die über Kupferrohrstutzen ebenfalls mit dem Kühlsystem des Hochofens verbunden sind.

Aus der DE 195 45 048 A1 sind unterschiedlich ausge führte Kühlplatten, bestehend aus Kupfer oder einer niedri glegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordne ten Kühlmittelkanälen, bekannt, wobei die Kühlplatte aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist und die Kühlkanäle vertikal verlaufende Sackbohrungen sind.

Die Kühlplatten sind mit beidseitigen, vertikalen Seiten flanschen und/oder mit beidseitigen, horizontalen Seiten flanschen sowie mit horizontal angeordneten, dem Ofenin neren zugekehrten Stegen und Nuten auf dem Kühlkörper versehen.

Die Kühlplatten werden so ausgeführt, daß die vertikalen oder horizontalen Seitenflansche bei der Montage am Ofen panzer überlappend ineinander greifen und damit Kühlseg mente oder umlaufende Kühlringe bilden. Bei dem einen Typ der Kühlplatte sind die Seitenflansche an der dem Ofen inneren zugewandten Seite, bei dem anderen Typ der Kühl platte sind die Seitenflansche an der dem Ofenpanzer zuge wandten Seite angeordnet.

Nachteilig bei der Anordnung und Befestigung dieser letztgenannten Kühlplatten im Hochofen ist jedoch, daß zwischen den Kühlplatten und dem Ofenpanzer ein Spalt entsteht, der mit feuerfestem Stampfmaterial oder mit spe ziell zugeschnittenen Feuerfeststeinen ausgefüllt werden muß. Die Montage dieses Kühlsystems ist daher zeitauf wendig und kostenintensiv.

Die Aufgabe er Erfindung besteht deshalb darin, ein aus Kupferkühlplatten bestehendes Kühlsystem zu schaffen, bei dem vertikal nebeneinander bzw. horizontal übereinander angeordnete Kupferkühlplatten so dicht am Ofenpanzer ei nes Schachtofens angebracht werden, daß zwischen den Kühlplatten und dem Ofenpanzer keine feuerfeste Ausklei dung oder andere Dämm- bzw. Isolierstoffe in größerem Umfang erforderlich wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im Hauptanspruch angegeben ist. Weitere vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen auf geführt.

Erfindungsgemäß werden daher der mit inneren Sackboh rungen und mit beidseitig angeordneten, vertikalen und/ oder horizontalen Seitenflanschen versehenen Kühlkörper der geschmiedeten oder gewalzten Kupferkühlplatte mit ei ner gewölbt ausgeführten Außenseite sowie einer gerade ausgeführten Innenseite versehen.

Die gewölbte Außenseite der jeweiligen Kühlplatte wird an dem jeweiligen Durchmesser des Hochofens bzw des Einsatzortes im Hochofen - Gestell, Rast, Kohlensack u. a. - angepaßt, d. h. der Radius des Ofenpanzers des Einsatz ortes im Hochofen und der Radius der gewölbten Außen seite der Kühlplatte sind weitgehend identisch.

Für die Bildung eines horizontalen Kühlsegmentes sind mindestens drei Kühlplatten, für die Bildung eines komplet ten horizontalen Kühlringes innerhalb des Ofenpanzers sind eine Vielzahl von Kühlplatten erforderlich.

Durch die überlappende Verbindung der vertikalen Sei tenflansche der Kühlelemente sind in bekannter Weise zwei verschiedene Typen von Kühlplatten erforderlich.

Beide Typen von Kühlplatten werden daher auf der dem Ofeninneren zugewandten Seite mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen versehen, wobei die dem Ofeninneren zuge kehrten Seite sowohl mit als auch ohne Stege und Nuten auf dem Kühlkörper zwischen den Seitenflanschen ausgerüstet sein kann. Die andere Seite der beiden Kühlplatten wird mit einer gewölbten Außenseite, die dem Radius des Ofenpan zers angepaßt wird, versehen. Die vertikalen Seitenflansche der Kühlplatten werden daher einmal zur Innenseite des Hochofens, zum anderen zur Außenseite des Hochofens, dem Ofenpanzer hin, angeordnet.

Bei der einen Kühlplatte geht die gerade ausgeführte In nenseite nahtlos in den Seitenflansch, bei der anderen Kühl platte geht die gewölbt ausgeführte Außenseite nahtlos in den Seitenflansch über.

Sollten mehrere Lagen horizontale Kühlsegmente bzw komplette Kühlringe übereinander im Inneren eines Hoch ofens angeordnet werden, so können diese durch zusätzliche horizontale Seitenflansche an den Kopfenden Kühlplatten überlappend gestaltet werden.

Horizontale Kühlsegmente bzw. komplette Kühlringe können übereinander im Inneren eines Hochofens auch durch Kühlplatten ohne horizontale Seitenflansche gebildet werden. Die Kühlsegmente bzw. kompletten Kühlringe wer den dann jedoch Stoß an Stoß verlegt.

Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht durch eine Kühlplatte (1),

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (1),

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Kühlplatte (1),

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (2),

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Kühlplatte (2),

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung eines Kühlrin ges in einen Hochofen.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Kühlplatte (1) mit ei ner gewölbt ausgeführten Außenseite (8), die direkt mit dem Ofenpanzer (11) in Verbindung steht.

Durch den Ofenpanzer (11) sind die Rohrstücke (10) der vertikalen Sackbohrungen (4) geführt, die an das Kühlsy stem des Hochofens angeschlossen werden.

Die dem Ofeninneren zugewandte gerade ausgeführte In nenseite (7) der Kühlplatte (1) schließt direkt an eine nicht dargestellte Ausmauerung von Kohlenstoffsteinen an.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (1) mit im Kühlkörper (3) gestrichelt dargestellten Sackbohrun gen (4) und seitlich vom Kühlkörper (3) angeordneten verti kal verlaufenden Seitenflanschen (5) und am Kopf und Fuß des Kühlkörpers (3) austretenden horizontalen Sackbohrun gen (9).

Fig. 3 stellt einen Querschnitt durch die Kühlplatte (1) dar, wobei die Seitenflansche (5) als eine direkte seitliche Verlängerung der gerade ausgeführten Innenseite (7) zu se hen sind. Die der Innenseite (7) gegenüberliegende Seite (8) der Kühlplatte (1) zeigt eine gewölbte Außenseite, in die die Rohransätze (10) zur Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers eingearbeitet sind.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kühlplatte (2) mit im Kühlkörper (3) gestrichelt dargestellten Sackbohrun gen (4) und seitlich vom Kühlkörper (3) angeordneten verti kal verlaufenden Seitenflanschen (6) und am Ober- bzw. Unterteil des Kühlkörpers (3) austretenden Sackbohrungen (9).

Fig. 5 stellt einen Querschnitt durch die Kühlplatte (2) dar, wobei die Seitenfläche (6) als eine direkte seitliche Ver längerung der gewölbt ausgeführten Außenseite (8) zu se hen sind. Die Innenseite (7) der Kühlplatte (2) zeigt auch hier eine gerade Ausführungsform. Die Rohransätze (10) sind auch hier an der gewölbten Außenseite (8) zur Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers eingearbeitet.

Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung eines Kühlringes am Ofenpanzer (11) in einem Hochofen. Der Kühlring setzt sich abwechselnd aus den Kühlplatten (1) und (2) zusammen, wobei die gewölbt ausgeführten Außen seiten (8) der Kühlplatten (1, 2) dicht am Ofenpanzer (11) anliegen und die Seitenflansche (5) von Kühlplatte (1) je weils den Seitenflansch (6) von Kühlplatte (2) überlappt.

Die Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers aus den Sack bohrungen (4) erfolgt, wie bereits oben beschrieben, über Rohransätze (10), die mit dem Kühlkreislauf des Hochofens verbunden sind.

Bezugszeichenliste

1

Kühlplatte mit überkragen der Innenseite

2

Kühlplatte mit überkragen der Außenseite

3

Kühlkörper

4

vertikale Sackbohrungen

5

vertikaler Seitenflansch von

1

6

vertikaler Seitenflansch von

2

7

gerade ausgeführte Innenseite

8

gewölbt ausgeführte Außenseite

9

horizontale Sackbohrungen

10

Rohransätze/Rohrstücke

11

Ofenpanzer

Claims

1. Kühlplatten 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 mit einer gerade ausgeführten Innenseite aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock gefertigt ist, die Kühlkanäle innen verlaufende Sackbohrungen sind, mit am Rand der Kühlplatte angeordne ten Seitenflanschen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kühlplatte (1) mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen (5) mit einer gerade ausgeführten Innenseite (7) sowie einer gewölbt ausgeführten Außenseite (8) und
daß eine andere Kühlplatte (2) mit beidseitigen, vertikalen Seitenflanschen (6) mit einer gerade ausgeführten Innenseite (7) sowie einer gewölbt aus geführten Außenseite (8) versehen ist,
daß bei Kühlplatte (1) die gerade ausgeführte Innenseite (7) in den vertika len Seitenflansch (5) nahtlos übergeht,
daß bei Kühlplatte (2) die gewölbt ausgeführte Außenseite (8) in den verti kalen Seitenflansch (6) nahtlos übergeht,
wobei die gewölbt ausgeführten Außenseiten (8) der Kühlplatten (1, 2) dicht am Ofenpanzer zur Anlage kommen und
daß Rohransätze an den Enden der Kühlkanäle vorgesehen sind.

2. Kühlplatten nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß auf der gerade ausgeführten Innenseite (7) der Kühlplatte (1) Stege und Nuten aufgebracht sind.

3. Kühlplatten nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß auf der gerade ausgeführten Innenseite (7) der Kühlplatte (2) Stege und Nuten aufgebracht sind.

4. Kühlplatten nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils zwei Kühlplatten (1) mit einer Kühlplatte (2) oder eine Kühlplatte (1) und zwei Kühl platten (2) ein Kühlsegment innerhalb des Ofenpanzers (11) bilden.

5. Kühlplatten nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Vielzahl von Kühlplatten (1) und Kühlplatten (2) einen umlaufenden Kühlring innerhalb des Ofenpanzers (11) bilden.