DE2127448B2 - Kühlelement, insbesondere Plattenkühler, für Hochöfen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Kühlelement, insbesondere einen Plattenkühler, zur Wandkühlung von Hochöfen, mit einem in einem Kühlkörper aus Stahlguß oder Grauguß unmittelbar eingegossenen, mit dem Kühlkörper verschweißten Kühlrohr aus Stahl.

Kühlelemente der vorstehend erläuterten Art sind in der Hochofentechnik allgemein bekannt. Bei diesen sind aus Stahl bestehende Kühlrohre, durch die das Kühlwasser hindurchgeleitet wird, unmittelbar so in den Gußkörper der Kühlelemente eingegossen, daß die Rohraußenwand mit den Kühlkörpern verschweißt. Sinn dieser Maßnahme ist es, die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Gußkörper des Kühlelements und dem in den Kühlrohren strömenden Wasser so hoch wie möglich zu halten, um dadurch eine hohe Kühlleistung zu erzielen (vgl. »Konstruktion moderner Hochöfen«, A. F. Nowospaski, 1954, VEB Verlag Technik Berlin, S. 97 bis 133). Auf Grund der hohen ' 'emperaturdifferenz zwischen dem Kühlwasser und dem Hochofeninneren sowie infolge plötzlicher Temperaturänderungen bei geänderten Betriebsbedingungen des Hochofens herrschen jedoch in den Kühlelementen außerordentlich hohe Wärmespannungen und treten Thermoschocks auf, die nach kürzerer oder längerer Betriebsdauer zu Rissen im Kühlelement führen. Auch Strukturänderungen im Werkstoff der Kühlelemente, die durch die ständige hohe Temperaturbelastung bedingt sind, führen zu mechanischen Beanspruchungen. Da die Kühlrohre auf Grund des Verschweißens ihrer Außenfläche mit dem Gußkörper des Kühlelements eine Einheit bilden, setzen sich im Kühlelement auftretende Risse in das Kühlrohr hinein fort und verursachen dessen Bruch. Dabei wird die Bruchneigung noch dadurch verstärkt, daß beim Eingießen der Kühlrohre die Rohraußenfläche regelmäßig stark aufgekohlt wird, was zu 5» einer Verringerung der Duktilität des Rohrwerkstoffes führt. Auftretende Rohrbrüche sind jedoch insbesondere bei Plattenkühlern sehr nachteilig, weil diese in der Regel nicht austauschbar sind und daher entweder der Hochofen stillgelegt oder der Wassereinbruch ins Hochofeninnere in Kauf genommen werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kühlelement der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei unverändert hoher Kühlleistung ein Austreten des Kühlwassers in den Hochofen zuverlässig verhindert, selbst wenn infolge der auftretenden thermischen und mechanischen Betastungen des Kühlelements dessen Gußkörper Risse bekommt Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Kühlrohr ein gezogenes Stahl-Ooppellagenrohr ist, von dem das Innenrohr dtrekt am Außenrohr anliegt.

Das Doppellagenrohr wird in der üblichen Weise in den Kühlkörper aus Grau- oder Stahlguß unmittelbar eingegossen, so daß die Außenwand der äußeren Rohrlage mit dem Gußmaterial verschweißt. Dadurch ist an der Verbindungsstelle Rohr/Kühlkörper eine hohe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet. Dadurch, daß ein gezogenes Doppellagenrohr verwendet wird, ergibt sich weiterhin eine innige Anlage der inneren Rohrlage an der äußeren und damit auch an der Trennstelle der beiden Lagen eine hohe Wärmeleitfähigkeit Die Trennstelle zwischen den beiden Rohrlagen verhindert aber mit Sicherheit die Fortpflanzung eines im Kühlkörper auftretenden und sich infolge der vorstehend geschilderten Umstände durch die äußere Rohrlage fortsetzenden Risses. Wassereinbrüche ins Hochofeninnere auf Grund von Rissen in den Kühlrohren sind deshalb ausgeschlossen.

Gezogene Doppellagenrohre und deren Verwendung in Wärmetauschern sind an sich bekannt (US-PS 3 330 337). In einem bekannten Anwendungsfall bestehen jedoch die beiden Lagen des Doppellagenronres aus unterschiedlichen Werkstoffen, um den Korrosionsangriff von Wärmetauscherrohren, deren Innen- und Außenseite durch unterschiedlich agressive Medien bespült sind, zu beherrschen. Darüber hinaus wird eine gegenseitige Anlage der beiden Lagen des Rohres durch eine Zwischenschicht verhindert.

Es ist weiterhin auch schon bekanntgeworden, in Kühlelemente einzugießende Rohre an einem Verschweißen mit dem Gußkörper dadurch zu hindern, daß sie vor dem Eingießen mit einer keramischen Schutzschicht überzogen werden, um sie vor zu starker Aufheizung zu bewahren (US-PS 1 025 817). Der Werkstoff dieser Schutzschicht wird so gewählt, daß diese unter der Einwirkung des Gießvorganges pulverisiert wird, jedoch beim Gießvorgang nicht schmelzen kann. Hierdurch wird jedoch die bei modernen Kühlelementen gerade angestrebte hohe Wärmeleitfähigkeit zwischen Kühlrohr und Gußkörper des Kühlelements unterbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, einer zum Zwecke der Erläuterung stark vereinfachten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wandabschnittes und

F i g. 2 einen Längsschnitt nach Linie A-A in F i g. 1.

Das erfindungsgemäße Kühlelement weist einen Hauptkörper a aus Gußstahl oder Gußeisen auf, sowie ein aus Stahl gezogenes Doppellagenrohr, bestehend aus einer äußeren Lage b und einer inneren Lage c, die beide in den Hauptkörper a während dessen Gießens eingesetzt sind. Die beiden Enden 1 und 2 des Doppellagenrohrs sind aus dem Hauptkörper a herausgeführt. Die Außenfläche der äußeren Lage b ist mit dem Hauptkörper a verschweißt, so daß sich eine Einheit ergibt. Das Kühlwasser fließt durch das Innenrohr in der durch die Pfeile 3 und 4 angedeuteten Richtung, so daß die von der Oberfläche 5 des Hauptkörpers a aufgenommene Wärme abgeführt werden kann.

Bei der Erfindung wird ein aus Stahl gezogenes Dop' pelrohr verwendet, das ausreichende Festigkeit aufweist Außerdem stehen die innere und äußere Lage c und b mechanisch in engem Kontakt zueinander, wobei die Außenfläche der äußeren Röhre b vollständig mit dem Hauptkörper a verschweißt ist, so daß die Wärmeleitung zwischen Kühlwasser und Hauptkörper a nicht behindert wird, Se-lbst dann, wenn sich Risse des Hauptkörpers a infolge thermischer Beanspruchung, Ermüdung» Schocks od. dgl. in die äußere Lage b hinein

fortsetzen, wird ein weiteres Fortschreiten der Risse an der Zwischenfläche zwischen der äußeren und der inneren Lage b und c verhindert, so daß Kühlwasser nicht in den Hochofen eintreten kann. Selbst wenn die öußere Lage b infolge Aufkohlung oder eines ähnlichen Vorganges während des Gießens brüchig werden sollte, bleibt die innere Lage c unbeeinflußt und behält eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kühlelement, insbesondere Plattenkühler, zur Wandkühlung von Hochöfen, mit einem in einem Kühlkörper aus Stahlguß oder Grauguß unmittelbar eingegossenen mit dem Kühlkörper verschweißten Kühlrohr aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr ein gezogenes Stahl-Doppellagenrohr ist, von dem das Innenrohr direkt am Außenrohr anliegt.