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Dokumentenidentifikation DE19727008C2 23.05.2002
Titel Kühlplatten für Schachtöfen
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Hille, Hartmut, Ing., 47447 Moers, DE;
Otremba, Werner, Ing., 46145 Oberhausen, DE
Vertreter Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 25.06.1997
DE-Aktenzeichen 19727008
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.10.1998
Date of publication of amended patent 23.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.05.2002
IPC-Hauptklasse C21B 7/10
IPC-Nebenklasse F27B 1/24   F27B 1/10   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft 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 angeordneten 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 Kühlelemente im oberen Teil des Schachtofens weitgehend mit feuerfestem Material, im Bereich des Gestelles mit Kohlenstoffsteinen abgedeckt.

Es sind Platten aus Kupferguß bekannt, bei denen die Kühlkanäle entweder durch eingegossene Stahlrohre gebildet sind oder direkt eingegossen sind. Das Gefüge von Kupferguß ist nicht so homogen und dicht wie das von geschmiedetem 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 A1 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder gewalzten Rohblock 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 gegossenen Kupferplatte. Die Festigkeitswerte liegen höher als die der gegossenen Kupferplatten. Die Sollage der Bohrungen nach Höhe und Seite wird genau eingehalten und dadurch eine gleichmäßige Wärmeabfuhr gewährleistet.

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

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

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

Aus der DE 195 45 048 A1 sind unterschiedlich ausgeführte Kühlplatten, bestehend aus Kupfer oder einer niedriglegierten Kupferlegierung mit in ihrem Inneren angeordneten 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 Seitenflanschen und/oder mit beidseitigen, horizontalen Seitenflanschen sowie mit horizontal angeordneten, dem Ofeninneren zugekehrten Stegen und Nuten auf dem Kühlkörper versehen.

Die Kühlplatten werden so ausgeführt, daß die vertikalen oder horizontalen Seitenflansche bei der Montage am Ofenpanzer überlappend ineinander greifen und damit Kühlsegmente oder umlaufende Kühlringe bilden. Bei dem einen Typ der Kühlplatte sind die Seitenflansche an der dem Ofeninneren zugewandten Seite, bei dem anderen Typ der Kühlplatte sind die Seitenflansche an der dem Ofenpanzer zugewandten 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 speziell zugeschnittenen Feuerfeststeinen ausgefüllt werden muß. Die Montage dieses Kühlsystems ist daher zeitaufwendig 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 eines Schachtofens angebracht werden, daß zwischen den Kühlplatten und dem Ofenpanzer keine feuerfeste Auskleidung 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 Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Erfindungsgemäß werden daher der mit inneren Sackbohrungen und mit beidseitig angeordneten, vertikalen und/oder horizontalen Seitenflanschen versehenen Kühlkörper der geschmiedeten oder gewalzten Kupferkühlplatte mit einer 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 Einsatzortes im Hochofen und der Radius der gewölbten Außenseite der Kühlplatte sind weitgehend identisch.

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

Durch die überlappende Verbindung der vertikalen Seitenflansche 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 zugekehrten 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 Ofenpanzers 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 Innenseite nahtlos in den Seitenflansch, bei der anderen Kühlplatte geht die gewölbt ausgeführte Außenseite nahtlos in den Seitenflansch über.

Sollten mehrere Lagen horizontale Kühlsegmente bzw komplette Kühlringe übereinander im Inneren eines Hochofens 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 werden dann jedoch Stoß an Stoß verlegt.

Die Erfindung wird anhand von schematischen Ausführungsbeispielen 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 Kühlringes in einen Hochofen.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Kühlplatte (1) mit einer 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 Kühlsystem des Hochofens angeschlossen werden.

Die dem Ofeninneren zugewandte gerade ausgeführte Innenseite (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 Sackbohrungen (4) und seitlich vom Kühlkörper (3) angeordneten vertikal verlaufenden Seitenflanschen (5) und am Kopf und Fuß des Kühlkörpers (3) austretenden horizontalen Sackbohrungen (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 sehen 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 Sackbohrungen (4) und seitlich vom Kühlkörper (3) angeordneten vertikal 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 Verlängerung der gewölbt ausgeführten Außenseite (8) zu sehen 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 Außenseiten (8) der Kühlplatten (1, 2) dicht am Ofenpanzer (11) anliegen und die Seitenflansche (5) von Kühlplatte (1) jeweils den Seitenflansch (6) von Kühlplatte (2) überlappt.

Die Zu- bzw. Abführung des Kühlwassers aus den Sackbohrungen (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


Anspruch[de]
  1. 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 angeordneten 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 ausgeführten Außenseite (8) versehen ist,

    daß bei Kühlplatte (1) die gerade ausgeführte Innenseite (7) in den vertikalen Seitenflansch (5) nahtlos übergeht,

    daß bei Kühlplatte (2) die gewölbt ausgeführte Außenseite (8) in den vertikalen 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. 2. Kühlplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gerade ausgeführten Innenseite (7) der Kühlplatte (1) Stege und Nuten aufgebracht sind.
  3. 3. Kühlplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gerade ausgeführten Innenseite (7) der Kühlplatte (2) Stege und Nuten aufgebracht sind.
  4. 4. Kühlplatten nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Kühlplatten (1) mit einer Kühlplatte (2) oder eine Kühlplatte (1) und zwei Kühlplatten (2) ein Kühlsegment innerhalb des Ofenpanzers (11) bilden.
  5. 5. Kühlplatten nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kühlplatten (1) und Kühlplatten (2) einen umlaufenden Kühlring innerhalb des Ofenpanzers (11) bilden.






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