DE3249375C2 - Device for cooling the wall, especially in blast furnaces - Google Patents
Device for cooling the wall, especially in blast furnacesInfo
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Description
Ofenmantel befestigt, daß sich die Rohre in der Nähe des Ofenmantels befinden und im wesentlichen parallel zur iängsgerichteten Mantellinie verlaufen. Dabei befindet sich die Schicht der Platte mit der niedr.gen Wärmeleitfähigkeit auf der Seite des Ofenmantels und die Schicht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit auf der Seite des Arbeitsraumes des Ofens.Furnace jacket fastened so that the pipes are close of the furnace shell and are essentially parallel to the longitudinal shell line. It is located the layer of the plate with the low thermal conductivity on the side of the furnace shell and the Layer with high thermal conductivity on the side of the working space of the furnace.
Bei der Herstellung der oben beschriebenen Vorrichtung wurde einzeln die hochwärmeleitende Schicht der Platte aus Roheisen und die Schicht der Platte mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aus hitzebeständigem Beton mit Vertiefungen für die Kühlrohre gegossen. In diesen Vertiefungen wurden die stählernen Kühlrohre verlegt und die Schichten der Platte mit den Rohren durch Spannschrauben verbunden.In the manufacture of the device described above, the highly thermally conductive layer was individually Plate made of pig iron and the layer of the plate with low thermal conductivity made of heat-resistant concrete cast with recesses for the cooling pipes. The steel cooling pipes were laid in these recesses and the layers of the plate are connected to the tubes by tensioning screws.
Solch eine Konstruktion der Vorrichtung läßt eine Verschlechterung der Festigkeitswerte und der plastischen Eigenschaften der stählernen Kühlrohre vermeiden, da es bei der Herstellung der Vorrichtung zu keiner Eisenkarbidbildung und keinem Wachsen des Korns der stählernen Rohrbasis kommt Außerdem ist in gewissem Maße der Herstellungsprozeß der Vorrichtung vereinfacht worden.Such a construction of the device allows strength values and plasticity to be deteriorated Avoid properties of the steel cooling tubes, as there are none in the manufacture of the device There is also some iron carbide formation and no grain growth of the steel tube base Dimensions of the device manufacturing process have been simplified.
Beim Herstellungsprozeß der Vorrichtung (bei deren Montage) gelingt es jedoch meistens nicht, einen innigen Kontakt der Schichten der Platte und der Kühlrohre auf ihrer Kontaktfläche herzustellen. Das verringert die Qualität der Kühlung der Ofenwände.In the process of manufacturing the device (when assembling it), however, it is usually not possible to achieve an intimate Make contact of the layers of the plate and the cooling tubes on their contact surface. That diminishes the quality of the cooling of the furnace walls.
Außerdem ist die hochwärmeleitende Schicht (aus Roheisen) verhältnismäßig dick, was beim Betrieb urter den Bedingungen starker Temperaturschwankungen zur Bildung von Rissen und zur Zerstörung dieser Schicht führen kann. Infolge dessen, daß die Trennfläche zwischen den Plattenschichten durch die Diametralebene der Kühlrohre verläuft, zerfällt die Platte letzten Endes trotz der Spannschrauben. Nach der Zerstörung und Ausbröcklung der hochwärmeleitenden Schicht dringt das Gichtgas unter Druck durch die in der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit entstehenden Risse unter den Ofenmantel und erhitzt und deformiert ihn.In addition, the highly thermally conductive layer (made of pig iron) is relatively thick, which is urter during operation the conditions of strong temperature fluctuations for the formation of cracks and their destruction Shift can lead. As a result of the fact that the interface between the plate layers is through the diametrical plane runs along the cooling pipes, the plate ultimately crumbles despite the tensioning screws. After the destruction and When the highly thermally conductive layer crumbles, the furnace gas penetrates under pressure through the layer in the layer With low thermal conductivity, cracks develop under the furnace shell and heat and deform it.
Folglich hat die oben beschriebene Konstruktion der Vorrichtung zur Abkühlung der Wandung hüttenmännischer Öfen eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer, ist durch niedrige Gasabdichtung gekennzeichnet und gewährleistet keine hochwertige Kühlung der Ofenwandung. Consequently, the construction of the device for cooling the wall described above is more metallurgical Furnaces have a relatively short service life, are characterized by low gas sealing and does not guarantee high quality cooling of the furnace wall.
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kühlung der Wandung hüttenmännischer öfen, insbesondere Hochöfen, zu schaffen, deren konstruktive Ausführung und Anordnung der Schichten der Platte eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer der Vorrichtung mit gleichzeitiger Verbesserung der Gasabdichtung und der Qualität der Kühlung der Ofenwandung ermöglicht.The invention is based on the object of a device to cool the wall of metallurgical furnaces, especially blast furnaces, to create their constructive Execution and arrangement of the layers of the plate significantly increase the life of the Device with simultaneous improvement of the gas seal and the quality of the cooling of the furnace wall enables.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zur Kühlung der Wandung hüttenmännischer Öfen, insbesondere Hochöfen, die eine zweischichtige Platte enthält, deren Schichten durch eine niedrige und eine hohe Wärmeleitfähigkeit gekennzeichnet sind, und wenigstens zwei Stahlkühlrohre aufweist, die mit einem Zwischenraum zwischen ihnen in der Platte so angeordnet sind, daß die Trennfläche der Schichten der Platte den Innenraum der Rohre in Längsrichtung parallel zur Ebene der Platte schneidet, gemäß der Erfindung die Trennfläche der Schichten der Platte relativ zur Diametralebene der Kühlrohre in Richtung zur Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit versetzt ist.The object is achieved in that in one device for cooling the wall of metallurgical furnaces, especially blast furnaces that have a two-layer Contains plate, the layers of which are characterized by low and high thermal conductivity, and has at least two steel cooling tubes arranged with a space between them in the plate are that the interface of the layers of the plate is parallel to the interior of the tubes in the longitudinal direction The plane of the plate intersects, according to the invention, the interface of the layers of the plate relative to the diametrical plane the cooling pipe is offset in the direction of the layer with low thermal conductivity.
Solch eine konstruktive Ausführung und Anordnung der Schichten der Platte ermöglicht eine zuverlässige Befestigung der hochwärmeleitenden Schicht auf der Oberfläche der Kühlrohre. Dabei ist die Entstehung einer Luftschicht zwischen den Schichten der Platte und der Oberfläche der Kühlrohre ausgeschlossen, wodurch die Qualität der Kühlung der Ofenwandung wesentlich erhöht wird. AiI das führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Vorrichtung. Außerdem ist der Metallverbrauch für die Herstellung solcher Vorrichtungen ίο erheblich geringer, da die Oberfläche der hochwärmeleitenden Schicht auf jeden Fall nicht über die Grenzen der Mantellinie des Kühlrohres tritt Auf diese Weise ist die Dicke der hochwärmeleitenden Schicht wesentlich verringert worden, wodurch die Temperatur in dieser Schicht unter den Bedingungen einer stark schwankenden Temperaturbeanspruchung sinkt (bis auf 3500C) und sich keine Risse bilden. Das erhöht erheblich die Gasabdichtung der Vorrichtung und verringert die Abmessungen und das Gewicht der Vorrichtung, was positiv auf die Qualität der Kühlung einwirktSuch a structural design and arrangement of the layers of the plate enables the highly thermally conductive layer to be reliably attached to the surface of the cooling tubes. The formation of a layer of air between the layers of the plate and the surface of the cooling tubes is excluded, which significantly increases the quality of the cooling of the furnace wall. AiI this leads to an extension of the life of the device. In addition, the metal consumption for the production of such devices ίο is significantly lower, since the surface of the highly thermally conductive layer in any case does not go beyond the boundaries of the surface line of the cooling pipe.In this way, the thickness of the highly thermally conductive layer has been significantly reduced, thereby reducing the temperature in this layer drops under the conditions of a strongly fluctuating temperature load (up to 350 ° C.) and no cracks form. This significantly increases the gas seal of the device and reduces the dimensions and weight of the device, which has a positive effect on the quality of the cooling
Es ist zweckmäßig, daß die Trennfläche der Schichten der Platte um 0,180 bis 0,318 des Außendurchmessers des Kühlrohres versetzt wird. Bei einer Verlagerung der Trennfläche der Schichten um einen Wert von weniger als 0,180 des Außendurchmessers des Kühlrohres kann die hochwärmeleitende Schicht beim Betrieb des Ofens in einigen Fällen abblättern, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Vorrichtung insgesamt verringert Wenn dagegen die Verlagerung der Trennfläche der Schichten mehr als 0,318 des Außendurchmessers des Kühlrohres beträgt, verkleinert sich die Dicke der Plattenschicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit was letzten Endes zu einer Überhitzung des Ofenmantels mit dessen anschließender Deformierung und Zerstörung führen kann.It is appropriate that the interface between the layers of the plate is 0.180 to 0.318 of the outer diameter of the cooling pipe is offset. With a shift in the interface between the layers by a value of less than 0.180 of the outer diameter of the cooling tube can be the highly thermally conductive layer when the furnace is in operation flake in some cases, reducing the overall reliability and life of the device On the other hand, if the displacement of the interface of the layers is more than 0.318 of the outer diameter of the Cooling tube, the thickness of the plate layer with low thermal conductivity is reduced which is the last Ultimately lead to overheating of the furnace shell with its subsequent deformation and destruction can.
Am zuverlässigsten im Betrieb ist und entsprechend die größte Lebensdauer hat eine Modifikation der Vorrichtung, in der die Plattenschicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aus hitzebeständigem Beton und die hochwärmeleitende Schicht aus einem metallischen Material aus der Gruppe: Stahl, Aluminiumroheisen, Gußeisen mit Kugelgraphit angefertigt ist. Die Verwendung von hitzebeständigem Beton in der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit gewährleistet sogar beim Ausfall der hochwärmeleitenden Schicht einen zuverlässigen Schutz des Ofenmantels vor Überhitzung. Gleichzeitig verhindert die Verwendung von Stahl, Aluminiumroheisen oder Gußeisen mit Kugelgraphit in der hochwärmeleitenden Schicht die Bildung von Eisenkarbid in den Stahlkühlrohren im Herstellungsprozeß der erfindungsgemäßen Vorrichtung.A modification of the device is the most reliable in operation and accordingly has the longest service life, in which the plate layer with low thermal conductivity made of heat-resistant concrete and the highly thermally conductive Layer made of a metallic material from the group: steel, aluminum pig iron, cast iron is made with spheroidal graphite. The use of heat-resistant concrete in the layer with lower Thermal conductivity ensures reliable even if the highly thermally conductive layer fails Protection of the furnace jacket from overheating. At the same time prevents the use of steel, aluminum pig iron or spheroidal graphite cast iron in the highly thermally conductive layer, the formation of iron carbide in the Steel cooling tubes in the manufacturing process of the device according to the invention.
Zur Gewährleistung einer zuverlässigen Verbindung der Schichten der Platten miteinander ist es zweckmäßig, daß die Plattenschicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit mit der hochwärmeleitenden Schicht mit Hilfe von Bewehrungseinlagen verbunden ist.To ensure a reliable connection between the layers of the panels, it is advisable to that the plate layer with low thermal conductivity with the high thermal conductivity layer using connected by reinforcement.
Es ist zweckmäßig, daß die Bewehrungseinlagen als kegelstumpfförmige Vorsprünge der hochwärmeleitenden Plattenschicht ausgeführt sinrt, die in durchgehende kegelförmige öffnungen in der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit eingeführt sind. Dabei zeigt der geringere Durchmesser der kegelstumpfförmigen Vorsprünge in Richtung zur hochwärmeleitenden Schicht. Solch eine Verbindung der Plattenschichten miteinander verhindert praktisch ein Abblättern und Abbröckeln der hochwärmeleitenden Schicht und gewährleistet somit den Schutz der Kühlrohre vor der unmittelbaren Einwirkung hoher Temperaturen, die im ArbeitsraumIt is useful that the reinforcement inserts as frustoconical projections of the highly thermally conductive Plate layer is executed, which is in continuous conical openings in the layer with lower Thermal conductivity are introduced. It shows the smaller diameter of the frustoconical projections in the direction of the highly thermally conductive layer. Such a connection of the plate layers to one another practically prevents peeling and crumbling of the highly thermally conductive layer and thus guarantees the protection of the cooling pipes from the direct effects of high temperatures in the work area
des hüttenmännischen Ofens herrschen. Das alles gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit der Vorrichtung und erhöht ihre Lebensdauer.of the ironworks furnace. All of this ensures a high level of operational safety for the device and increases their lifespan.
Es ist zweckmäßig, daß der größere Durchmesser jedes kegelstumpiförmigen Vorsprungs der hochwärmeleitenden Piattenschicht 0,5 bis 3,ö Dicken der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit beträgt und die Kegelneigung des Vorsprungs in Grenzen von 1 :3 bis 1 :10 liegt Wenn der größere Durchmesser des kegelstumpfförmigen Vorsprungs weniger als 0,5 Dicken der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit beträgt, ist eine zuverlässige Verbindung der Plattenschichten miteinander auf Grund des geringen Querschnittes der haltenden kcgclstümpfförrnigen Vorsprür.ge nicht gewährleistet Wenn der größere Durchmesser des kegelstumpfförmigen Vorsprungs mehr als 3,0 Dicken der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit beträgt, wird in erheblichem Grad die Konstruktion der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit geschwächt, was zu deren vorzeitiger Zerstörung führen kann.It is appropriate that the larger diameter of each frustoconical projection of the highly thermally conductive Plate layer is 0.5 to 3, ö the thickness of the layer with low thermal conductivity and the cone inclination of the projection is within 1: 3 to 1:10 if the larger diameter of the frustoconical Projection is less than 0.5 thicknesses of the low thermal conductivity layer is reliable Connection of the plate layers to one another due to the small cross-section of the holding A stump-shaped projection is not guaranteed If the larger diameter of the frustoconical protrusion is more than 3.0 thicknesses of the layer with If the thermal conductivity is lower, the construction of the layer with lower will be to a considerable extent Thermal conductivity weakened, which can lead to their premature destruction.
Beim Betrieb des hüttenmännischen Ofens kommt es zu einer allmählichen Einwirkung der Charge auf die hochwärmeleitende Plattenschicht, wodurch Spannungen im Metall der kegelstumpfförmigen Vorsprünge im Gebiet der Trennfläche der Plattenschichten entstehen. Dabei entsteht ein Spielraum zwischen der Oberfläche des kegelstumpfförmigen Vorsprungs der hochwärmeleitenden Plattenschicht und der Oberfläche der kegelförmigen öffnungen der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, und bei ungenügender Kegelneigung (mehr als 1:10) kann es zu einer Lösung der Verbindung zwischen den Plattenschichten und zum Ausfall der Platte kommen. Bei größerer Kegelneigung der Vorsprünge (weniger als 1 :3) verursacht der große Unterschied zwischen den Durchmessern (dem kleineren und dem größeren) ein sprunghaftes Ansteigen der Spannungen im Metall der hochwärmeleitenden Schicht im Gebiet der Trennfläche der Plattenschichten. Das kann zur Bildung von Rissen in den kegelstumpfförmigen Vorsprangen und zu deren Abriß und folglich zur Lösung der Verbindung zwischen den Plattenschichten führen.When the ironworks furnace is in operation, the charge gradually affects the Highly thermally conductive plate layer, reducing stresses in the metal of the frustoconical projections in the The area of the interface between the plate layers is created. This creates a space between the surface of the frustoconical protrusion of the highly thermally conductive plate layer and the surface of the conical openings in the layer with low thermal conductivity and insufficient cone inclination (more than 1:10) the connection between the plate layers can be loosened and the connection can fail come off the record. The greater the taper of the projections (less than 1: 3) causes the big difference between the diameters (the smaller and the larger) there is a sudden increase in the Tensions in the metal of the highly thermally conductive layer in the area of the interface between the plate layers. That can cause cracks to form in the frustoconical projections and to tear them away, and consequently to Lead loosening of the connection between the plate layers.
Zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Kontaktes der Plattenschichten miteinander bei minimaler Anzahl kegelstumpfförmiger Vorsprünge ist es zweckmäßig, daß die erwähnten kegelstumpfförmigen Vorsprünge schachbrettartig in den Zwischenräumen zwischen den Kühlrohren und gleichweit von den Achsen nebeneinanderliegender Kühlrohre entfernt angeordnet sind.To ensure uniform contact of the plate layers with one another with a minimum number frustoconical projections, it is appropriate that the aforementioned frustoconical projections Checkerboard-like in the spaces between the cooling tubes and equidistant from the axes next to each other Cooling tubes are arranged remotely.
Am wenigsten arbeitsaufwendig in άζτ Herstellung und am zuverlässigsten beim Transport, bei der Montage und im Betrieb ist eine Modifikation der Vorrichtung, in der die zweischichtige Platte mit den Kühlrohren in einem Metallkorb aufgestellt ist wobei der Korb auf der Seite der Schicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit geschlossen und auf der Seite der hochwärmeleitenden Schicht offen ist Der erwähnte Metallkorb stellt gleichzeitig eine Form dar, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellt wird. Dieser Korb schützt die Plattenschicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit vor Beschädigungen beim Transport und bei der Montage der Vorrichtung auf dem Ofenmantel und schützt außerdem die gesamte Platte vor Verschleiß durch die absinkende Charge beim Betrieb des Ofens.The least labor-intensive in production and the most reliable in terms of transport, assembly and operation is a modification of the device in which the two-layer plate with the cooling tubes is placed in a metal basket, the basket being closed and on the side of the layer with low thermal conductivity is open on the side of the highly thermally conductive layer. The metal basket mentioned at the same time represents a form in which the device according to the invention is manufactured. This basket protects the plate layer with low thermal conductivity from damage during transport and during assembly of the device on the furnace shell and also protects the entire plate from wear and tear caused by the sinking charge during operation of the furnace.
Am kompaktesten und bequemsten bei der Montage ist eine Modifikation der Vorrichtung, bei der die Tiefe des Metallkorbes wenigstens gleich dem Außendurchmesser der Kühlrohre istThe most compact and convenient in assembly is a modification of the device, in which the depth of the metal basket is at least equal to the outer diameter of the cooling tubes
Im folgenden wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele mit Hinweisen auf die Zeichnungen erläutert, und zwar zeigtIn the following, the invention will be explained on the basis of specific exemplary embodiments with reference to the drawings explained, namely shows
F i g. 1 schematisch die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung der Wandung hüttenmännischer öfen ohne Mantel,F i g. 1 schematically shows the overall view of a device according to the invention for cooling the wall metallurgical stoves without a jacket,
F i g. 2 die erfindungsgemäße, in F i g. 1 abgebildete Vorrichtung im Schnitt nach der Linie H-II mit der Darstellung der Verkleidung der Ofenwand,F i g. 2 according to the invention, shown in FIG. 1 device shown in section along the line H-II with the representation the cladding of the furnace wall,
ίο F i g. 3 schematisch eine Modifikation der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ohne Ofenmantel, die Schichten der Platte des Ofens sind durch Bewehrungssätze miteinander
verbunden,
F i g. 4 eine in F i g, 3 abgebildete Modifikation der Vorrichtung im Schnitt nach der Linie IV-IV mit der
Darstellung der Verkleidung der Ofenwand,ίο F i g. 3 schematically shows a modification of the device according to the invention without a furnace jacket, the layers of the furnace plate are connected to one another by sets of reinforcement,
F i g. 4 shows a modification of the device shown in F ig, 3 in section along the line IV-IV with the representation of the cladding of the furnace wall,
Fig.5 einen Ausschnitt der in Fig.4 abgebildeten
Modifikation der Vorrichtung,
F i g. 6 schematisch eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem M etallkorb ohne Ofenmantel,
FIG. 5 shows a section of the modification of the device shown in FIG.
F i g. 6 schematically shows a modification of the device according to the invention with a metal basket without a furnace jacket,
Fig.7 eine in Fig.6 abgebildete Modifikation der Vorrichtung im Schnitt nach der Linie VlI-VII mit Abbildung der Verkleidung der Ofenwand.7 shows a modification of the shown in FIG Device in section along line VI-VII with illustration of the cladding of the furnace wall.
Die Vorrichtung zur Kühlung der Wandung hüttenmännischer öfen enthält eine zweischichtige Platte 1 (s.
F i g. 1 und 2), die eine Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit
und eine hochwärmeleitende Schicht 3 hat In der Platte 1 sind wenigstens zwei (im gegebenen Fall
vier) Stahlkühlrohre 4 installiert Die Rohre 4 sind mit einem Zwischenraum zwischen ihnen in der Platte 1
montiert Dabei schneidet die durch die Linie 5 (s. F i g. 2) gekennzeichnete Trennfläche der Schichten 2
und 3 der Platte 1 den Innenraum der Kühlrohre 4 in Längsrichtung im wesentlichen parallel zur Ebene der
Platte 1 und ist relativ zur Diametralebene der Kühlrohre 4 um die Größe »a« in Richtung zur Schicht 2 mit
niedriger Wärmeleitfähigkeit versetzt.
Zur Gewährleistung einer betriebssicheren Funktion der Vorrichtung ist es zweckmäßig, daß die Trennfläche
5 der Schichten 2 und 3 der Platte 1 um die Größe »a« versetzt ist die 0,180 bis 0,318 des Außendurchmessers
»Ek< des Kühlrohres 4 beträgtThe device for cooling the wall of metallurgical furnaces contains a two-layer plate 1 (see Figs. 1 and 2), which has a layer 2 with low thermal conductivity and a highly thermally conductive layer 3. In the plate 1 there are at least two (in the given case four ) Steel cooling pipes 4 installed The pipes 4 are mounted in the plate 1 with a space between them The longitudinal direction is essentially parallel to the plane of the plate 1 and is offset relative to the diametrical plane of the cooling tubes 4 by the amount "a" in the direction of the layer 2 with low thermal conductivity.
To ensure reliable operation of the device, it is advisable that the separating surface 5 of the layers 2 and 3 of the plate 1 is offset by the size "a", which is 0.180 to 0.318 of the outer diameter "Ek" of the cooling tube 4
Die größte Lebensdauer hat eine Modifikation der Vorrichtung, in der die Schicht 2 der Platte 1 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aus hitzebeständigem Beton und die hochwärmeleitende Schicht 3 aus einem metallischen Material der Gruppe: Stahl, Aluminiumroheisen, Gußeisen mit Kugelgraphit angefertigt istThe longest life has a modification of the device in which the layer 2 of the plate 1 with lower Thermal conductivity made of heat-resistant concrete and the highly thermally conductive layer 3 made of a metallic Group material: steel, aluminum pig iron, spheroidal graphite cast iron
so Bei der Herstellung der beschriebenen Vorrichtung wird zuerst eine Verschalung errichtet auf deren Boden die Kühlrohre 4 mit einem Zwischenraum untereinander befestigt werden. Dann wird die Verschalung mit hitzebeständigem Beton gefüllt wobei die Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und vorgegebener Dicke entsteht Nachdem der Beton die vorgegebenen Festigkeitswerte erreicht hat wird auf die Betonschicht 2 eine metallische hochwärmeleitende Schicht 3 eingegossen, deren Oberfläche auf keinen Fall über die Grenzen der Mantellinie des Kühlrohres 4 trittso in the manufacture of the device described a casing is first erected on the bottom of which the cooling pipes 4 with a gap between them be attached. Then the formwork is filled with heat-resistant concrete, layer 2 with Low thermal conductivity and specified thickness is created after the concrete has the specified strength values has reached a metallic highly thermally conductive layer 3 is poured onto the concrete layer 2, the surface of which does not in any case exceed the boundaries of the surface line of the cooling tube 4
Nach dem Erstarren der Metallschicht 3 wird die zweischichtige Platte 1 mit den Kühlrohren 4 aus der Verschalung gehoben, wonach die Vorrichtung zur Kühlung der Wandung hüttenmännischer öfen montiert und in Betrieb genommen werden kann.After the metal layer 3 has solidified, the two-layer plate 1 with the cooling tubes 4 is made of Cladding lifted, after which the device for cooling the wall of metallurgical furnaces is installed and can be put into operation.
Die Platte 1 mit den Kühlrohren 4 wird auf bekannte Weise an dem Mantel 6 (s. Fig.2) des hüttenmännischen Ofens derart befestigt daß die Kühlrohre 4 nebenThe plate 1 with the cooling tubes 4 is in a known manner on the jacket 6 (see Fig.2) of the metallurgical Oven attached so that the cooling tubes 4 next
dem Mantel 6 und im wesentlichen parallel zu deren längsgerichteter Mantellinie liegen. Dabei befindet sich die Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit der Platte 1 auf der Seite des Mantels 6 und die hochwärmeleitende Schicht 3 auf der Seite des Arbeitsraumes des Ofens.the jacket 6 and are substantially parallel to the longitudinal surface line thereof. There is the layer 2 with low thermal conductivity of the plate 1 on the side of the jacket 6 and the highly thermally conductive Layer 3 on the side of the working area of the furnace.
in Fig.3—5 der Zeichnungen ist eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgebildet, die durch die zuverlässigste Befestigung der Schichten 2 und 3 der Platte 1 miteinander durch Bewehrungseinlagen gekennzeichnet ist. Dabei sind die Berwehrungsein-Iagen als kegelstumpfförmige Vorsprünge 7 der hochwärmeleitenden Schicht 3 der Platte 1 ausgeführt, die in durchgehende kegelförmige öffnungen in der Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit eingeführt werden. Dabei ist der geringere Durchmesser der kegelstumpfförmigen Vorsprünge 7 zu der hochwärmeleitenden Schicht 3 der Platte 1 gerichtet.in Fig. 3-5 of the drawings is a modification the device according to the invention shown, which by the most reliable attachment of the layers 2 and 3 of the plate 1 is characterized with one another by reinforcement inserts. There are the Berwehrungsein-Iagen designed as frustoconical projections 7 of the highly thermally conductive layer 3 of the plate 1, which in continuous conical openings are introduced in the layer 2 with low thermal conductivity. The smaller diameter of the frustoconical projections 7 is compared to the highly thermally conductive Layer 3 of the plate 1 directed.
Es muß erwähnt werden, daß in Fig.3 die Umrisse der Kühlrohre zum besseren Verständnis der Zeichnung bedingt mit ausgezogenen Linien abgebildet sind.It must be mentioned that in Fig.3 the outlines the cooling pipes are shown with solid lines for a better understanding of the drawing.
Zuverlässiger im Betrieb ist eine Modifikation der Vorrichtung, in der der größere Durchmesser »d« jedes kegelstumpfförmigen Vorsprungs 7 der hochwärmeleitenden Schicht 3 der Platte 1 0,5 bis 3,0 Dicken »ö«der Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit beträgt und die Kegelneigung des Vorsprungs 7 sich in Grenzen von 1 :3 bis 1 :10 befindetA modification of the device in which the larger diameter "d" of each frustoconical projection 7 of the highly thermally conductive layer 3 of the plate 1 is 0.5 to 3.0 thicknesses "ö" of the layer 2 with low thermal conductivity and the inclination of the cone is more reliable in operation Projection 7 is within the limits of 1: 3 to 1:10
Zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Kontaktes der Schichten 2 und 3 der Platte 1 miteinander bei minimaler Anzahl kegelstumpfförmiger Vorsprünge 7 ist es zweckmäßig, daß die erwähnten kegelstumpfförmigen Vorsprünge 7 schachbrettartig in den Zwischenräumen zwischen den Kühlrohren 4 und gleichweit von den Achsen nebeneinanderliegender Kühlrohre 4 entfernt angeordnet sind (was gut in F i g. 3 zu sehen ist).To ensure uniform contact of layers 2 and 3 of plate 1 with one another with minimal Number of frustoconical projections 7, it is appropriate that the aforementioned frustoconical Projections 7 like a checkerboard in the spaces between the cooling tubes 4 and equidistant from the Axes of adjacent cooling tubes 4 are arranged away (which can be seen well in F i g. 3).
Bei der Herstellung der oben beschriebenen Modifikation der Vorrichtung wurden nach der Füllung der Verschalung mit einer Schicht 2 aus hitzebeständigem Beton mit niedriger Wärmeleitfähigkeit in der erwähnten Schicht 2 durchgehende kegelförmige Öffnungen ausgebildet, wonach die Metallschicht 3 aufgegossen wurde. Dabei füllte das Metall die öffnungen in der Schicht 2 aus und bildete die kegelstumpfförmigen Vorsprünge 7.When making the above-described modification of the device, after filling the Formwork with a layer 2 of heat-resistant concrete with low thermal conductivity in the mentioned Layer 2 formed continuous conical openings, after which the metal layer 3 was poured on became. The metal filled the openings in the layer 2 and formed the frustoconical projections 7th
In F i g. 6 und 7 ist eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgebildet, die am wenigsten arbeitsaufwendig in der Herstellung und am zuverlässigsten beim Transport, bei der Montage und im Betrieb ist In dieser Modifikation der Vorrichtung ist die zweischichtige Platte 1 mit den Kühlrohrcn 4 ir. einem Metallkorb 8 aufgestellt Dabei ist der Metallkorb 8 auf der Seite der Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und der Stirnseiten der Platte 1 geschlossen und auf der Seite der hochwärmeleitenden Schicht 3 offen.In Fig. Figures 6 and 7 show a modification of the device according to the invention which is the least labor intensive in manufacture and most reliably in transport, assembly and operation In this modification of the device, the two-layer plate 1 with the cooling tubes 4 is in a metal basket 8 set up The metal basket 8 is on the side of the layer 2 with low thermal conductivity and the end faces of the plate 1 are closed and open on the side of the highly thermally conductive layer 3.
Kompakter und bequemer bei der Montage ist eine Modifikation der Vorrichtung, bei der die Tiefe des Metallkorbes 8 wenigstens gleich dem Außendurchmesser »A< der Kühlrohre 4 gleich istMore compact and convenient to assemble is a modification of the device, in which the depth of the metal basket 8 is at least equal to the outer diameter »A <of the cooling tubes 4
Bei der Herstellung dieser Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient der Metallkorb 8 als Verschalung, an dessen Boden die Kühlrohre 4 angeschweißt sind.In the production of this modification of the device according to the invention, the metal basket 8 serves as a Formwork, on the bottom of which the cooling tubes 4 are welded.
Es muß erwähnt werden, daß in jeder der oben beschriebenen Modifikationen die Kühlrohre 4 mit Ein- und Auslaufstutzen 9 bzw. 10 (siehe F i g. 1,3 und 6) für die Zirkulation eines Kühlmittels versehen sind. Dabei befinden sich die Einlaufstutzen 9 im unteren Teil der Kühlrohre 4 und die Auslaufstutzen 10 im oberen Teil.It must be mentioned that in each of the modifications described above, the cooling tubes 4 with and outlet nozzles 9 and 10 (see FIGS. 1, 3 and 6) are provided for the circulation of a coolant. Included the inlet nozzles 9 are located in the lower part of the cooling pipes 4 and the outlet nozzles 10 in the upper part.
Die oben beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: The device described above works as follows:
Ein Kühlmittel (z.B. Wasser) wird mit Überdruck über die Einlaufstutzen 9 (siehe Fig. 1, 3 und 6) in die Kühlrohre 4 geleitet und über die Auslaufstutzen 10 aus dem Bereich des Ofens entfernt. Beim Durchgang durch die Kühlrohre 4 erwärmt sich das Kühlmittel durch die Aufnahme des Wärmestromes, der von der Charge und dem Gasstrom ausgeht und durch die hochwärmeleitende Schicht 3 der Platte 1 und die Wände der Rohre 4 dringt. Dabei kühlt das Kühlmittel die Schichten 2 und 3 der Platte 1, während die Schicht 2 mit niedriger Wärmeleitfähigkeit ihrerseits den Mantel 6 (siehe F i g. 2, 4 und 7) der Wände des Ofens vor Überhitzung schützt.A coolant (e.g. water) is fed into the Cooling pipes 4 passed and removed from the area of the furnace via the outlet nozzle 10. When passing through the cooling tubes 4 heats up the coolant by absorbing the heat flow from the batch and the gas flow goes out and through the highly thermally conductive layer 3 of the plate 1 and the walls of the tubes 4 penetrates. The coolant cools the layers 2 and 3 of the plate 1, while the layer 2 with low thermal conductivity in turn protects the jacket 6 (see FIGS. 2, 4 and 7) of the walls of the furnace from overheating.
Beim Betrieb der in F i g. 3—5 der Zeichnungen abgebildeten Modifikation der Vorrichtung werden sowohl die Kühlrohre 4 als auch die Schichten 2 und 3 entsprechend ihrer thermischen Ausdehnung erwärmt. Die thermische Ausdehnung bewirkt einen innigeren Kontakt der Schichten 2 und 3 miteinander und mit den Kühlrohren 4, wodurch die Wärmeaufnahme durch das Kühlmittel erhöht und die Qualität der Kühlung verbessert wird.When operating the in F i g. 3-5 of the drawings shown Modification of the device are both the cooling tubes 4 and the layers 2 and 3 accordingly their thermal expansion is heated. The thermal expansion causes a closer contact of layers 2 and 3 with each other and with the cooling tubes 4, whereby the heat absorption through the Coolant is increased and the quality of cooling is improved.
Beim Betrieb der in F i g. 6 und 7 abgebildeten Modifikation der Vorrichtung schafft der Metallkorb 8 eine erhöhte Starrheit der gesamten Konstruktion, wodurch die Verschleißwirkung der Charge und des Gasstromes auf die hochwärmeleitende Schicht 3 vermindert wird und sogar bei möglicher Entstehung von Rissen in den Schichten 2 und 3 der Platte 1 diese vor der Zerstörung bewahrt bleiben.When operating the in F i g. 6 and 7 shown modification of the device, the metal basket 8 creates a increased rigidity of the whole construction, reducing the wear effect of the charge and the gas flow on the highly thermally conductive layer 3 is reduced and even with the possible formation of cracks in the Layers 2 and 3 of the plate 1, these are preserved from destruction.
Am erfolgreichsten kann die vorliegende Erfindung für die Kühlung der Wandung von Hochöfen und auch für die Kühlung der Zonen hüttenmännischer Öfen, in denen sich flüssige Schmelze befindet, eingesetzt werden. The present invention can be most successful for cooling the wall of blast furnaces and also be used for cooling the zones of metallurgical furnaces in which there is liquid melt.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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- 1982-02-03 GB GB08324032A patent/GB2123536B/en not_active Expired
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