DE1533862C - Gekühlte Heißwindschieberzunge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Heißwindschieberzunge mit zwei zu den Schieberzungenplanseiten parallelen Einzelhohlräumen, in denen durch spiralförmig verlaufende Leitmittel gebildete Kühlkanäle angeordnet sind, die zur Erzielung hoher Kühlwassergeschwindigkeiten enge Querschnittsabmessungen aufweisen. ·

Heißwindschieber, die in verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisende Heißwindleitungen von Hochofenanlagen¹ eingebaut werden, sind relativ hohen Wärmebeanspruchungen ausgesetzt, die in besonderem Maße auch auf die Schieberzuhge einwirken. Man hat deshalb die Schieberzunge als Hohlkörper ausgebildet und im Laufe der Entwicklung mit verschiedenen Kühlsystemen versehen, unter anderem auch solche, bei denen angestrebt wird, das Kühlmittel mit hoher Geschwindigkeit durch ein Kanalsystem hindurchzuführen, um damit die Bildung von Luftkissen, Filmverdampfungen, Schmutzablagerungen u. dgl. zu vermeiden, die in den meisten Fällen die Ursachen für einen frühzeitigen Verschleiß der Schieberzunge infolge örtlicher Überhitzungen bilden.

Aus der deutschen Patentschrift 1 031 329 ist eine Heißwindschieberzunge bekannt, die aus spiralförmig gewickelten Rohren besteht, welche an den Berührungsstellen zu einer Scheibe verschweißt sind und von einem die Dichtflächen sowie den Kühlmittel-Zuführungsstutzen und den Kühlmittelabführungs-Stutzen tragenden Umfangsring umschlossen werden, der über die Breiten-Abmessung der Scheibe vorsteht, deren Planflächen mit feuerfestem Material verkleidet sind. Dabei ist die Anwendung von Rohren mit besonders kleinem Durchmesser zur Erzielung hoher Kühlwassergeschwindigkeiten empfohlen. Diese Ausführung hat insbesondere den Nachteil, daß die Herstellung des spiralförmigen Rohrsystems relativ hohen Aufwand an Material und Arbeitszeit erforderlich macht. Außerdem hat sich die Konstruktion in der Praxis nicht bewährt, was vor allem darauf zurückzuführen ist, daß während des beim Umstellen eines Winderhitzers von der Heizzeit auf die Blasezeit erfolgenden Druckausgleiches zwischen Winderhitzer und Hcißwindleitung die Schieberzunge Flatterbewegungen ausführt, die ein Abfallen der feuerfesten Verkleidung schön nach relativ kurzer Betriebszeit zur Folge hat.

Ferner beinhaltet die deutsche Auslegeschrift 1212 378 eine Heißwindschieberzunge, die aus einem Hohlkörper mit spiralförmig verlaufenden Leitmitteln besteht, mit Hilfe deren das Kühlwasser vom Umfang zur Mitte der Schieberzunge und wieder zurück zum Umfang geführt wird. Dabei sind die von den Leitmittel gebildeten, Spiralen mit umgekehrtem Drehsinn an beiden Seiten einer plattenförmigen Trennwand vorgesehen, die den Schieberzungenhohlraum in zwei Hohlräume aufteilt. Beide Einzelhohlräumc stehen durch eine in der Mitte der Trennwand vorgesehene Bohrung miteinander in Verbindung, durch die das am Umfang eines Einzelhohlraumes , eintretende, spiralförmig zur Zungenmitte fließende Kühlwasser in den anderen Einzelhohlraum überströmt, in dem es spiralförmig zum Zungenumfang fließt und dann aus der Schieberzunge austritt.

Für Heißwindschieber mit kleinem Durchgangsquerschnitt mag diese bekannte Ausführung tragbar sein, jedoch ergeben sich für Schieber mit großen Abmessungen insofern Mängel, als dort die plattenförmige, massive Trennwand bei gleichen Verhältnissen und Wassergeschwindigkeiten relativ dick ausfällt, da die Schieberzunge aus festigkeitsmäßigen Überlegungen heraus an eine bestimmte Breite gebunden, ist und nicht schmaler gebaut werden kann.

■5 Eine dicke Trennwand bedeutet aber eine gewichtsmäßig schwere, materialaufwendige Schieberzunge, zu deren Betätigung entsprechend viel Antriebskraft notwendig ist. Des weiteren wird durch den entgegengesetzten Strömungsverlauf des Kühlmittels in

ίο den Einzelhohlraum eine unterschiedliche Kühlung der Zungenplanwände bewirkt, was zu Wärmespannungen und zu Verwerfungen des Materials und damit zum Undichtwerden des Schiebers sowie eventuell auch zu Rißbildungen führen kann.

Dazu kommt, daß durch die Verwendung von durch die Leitmittel hindurchgeführten, die Zungen-

- planwand und die Trennwand zusammenhaltenden Verbindungsbolzen die Fertigung der Schieberzunge aufwendig und kostspielig wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die angeführten Mängel zu beseitigen, d. h. bei einfachem, betriebssicherem Aufbau und einfacher Herstellungs- ( weise der Schieberzunge die angestrebte hohe Kühlmittelgeschwindigkeit in den Kühlkanälen zu erzielen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Schieberzungenhohlraum mittels zu den Zungenplanseiten parallel stehender Zwischenwände in drei Einzelhohlräume aufgeteilt wird und die in den äußeren Einzelhohlräumen spiralförmig verlaufenden Kühlkanäle an gleicher Stelle mit Kühlwasser-'Zu- und Abläufen versehen und strömungstechnisch voneinander unabhängig sind. Auf diese Weise ergibt sich für die Schieberzunge bei engen Kühlkanalquerschnitten eine gewichtsmäßig und fertigungstechnisch leichte, stabile Bauweise, die den Anforderungen der Praxis weitgehend entgegenkommt, wenn man bedenkt, daß Heißwindschieber und Heißwindschieberzungen im Hochofenbetrieb als Verschleißartikel mit einer beschränkten Lebensdauer gelten. Darüber hinaus ist infolge des gleichgerichteten Strömungsverlaufes des Kühlwassers in beiden Einzelhohlräumen die Schieberzunge während des Betriebes weitgehend gleichmäßig temperiert, so daß Wärmespannungen vermieden werden. Im ganzen gesehen erhält man eine Heißwindschieberzunge, die auch extremen Wärmebeanspruchungen standhält und die den im heutigen, mit Heißwindtemperaturen um 1300° C arbeitenden Hochofenbetrieb gestellten Anforderungen voll gerecht wird. : .

" Zweckmäßig werden die Zwischenwände, welche die Kühlwasser beaufschlagten Einzelhohlräume voneinander trennen, durch eine Zarge miteinander verbunden, die mit spaltbreitem Abstand parallel zu der Zungenumfangswand verläuft. Dadurch wird von den Kühlwasserströmen beider Einzelhohlräume die Um-,fangswand der Zunge gekühlt, in deren mittlerer Umfangslinie sich die Ströme vereinen, was infolge der gleichen Strömungsverhältnisse anstandslos vonstatten geht. Dabei bildet man vorteilhaft die Zwischenwände im Bereich des auf der Umfangswand der Zunge angeordneten Kühlwasserzuführungs-Anschluß dachartig zusammenlaufend aus, so daß für •beide Zungenkühlräume ein einziger, in der Mitte der Umfangswand angeordneter Kühlwasser-Zuführungsanschluß ausreichend ist, da die dachartige Spitze der Zwischenwände den eintretenden Kühlwässerstrom in zwei gleiche Teilströme trennt. Weiter vereinfacht wird die Konstruktion gemäß der Erfindung

durch die Anwendung von Leitmitteln, die durch Durchbrechungen der Zwischenwände hindurch von Zungenplanwand zu Zungenplanwand reichen.

Die Erfindung schlägt ferner vor, daß die Zwischenwände die Planseiten eines der Schieberzunge ähnlichen, jedoch kleineren Hohlkörpers sind, der in den Hohlraum der Schieberzunge eingesetzt wird, was insbesondere die Möglichkeit bietet, an bereits vorhandenen Schieberzungen eine Verengung der Kühlkanalquerschnitte durch die Bildung dreier Einzelhohlräume vorzunehmen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine neue Schieberzunge im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der LinieI-I der Fig. 1,

F i g. 3 die Draufsicht auf einen in den Schieberzungenhohlraum einbaubaren Hohlkörpers und

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 3.

In Fig. 1 und 2 bedeuten 1 und 2 die Schieberzungenplanwände und 3 einen beide Planwände verbindenden, die Dichtflächen 4 und 5 aufweisenden Ring, dessen Umfangswand 6 einen Kühlwasserzuführungsstutzen 7 und einen Kühlwasserabführungsstutzen 8 trägt. Im Zungenhohlraum sind zwei vom Kühlwasserabführungsstutzen 8 ausgehende und mit Abstand voneinander in spiralförmigem Bogen zur Zungenmitte hingezogene Leitbleche 9 und 10 angeordnet, die sich über den Querschnitt des Zungenhohlraumes erstrecken. Dadurch entsteht ein Kühlwasserkanal 11, der am Zuführungsstutzen 7 beginnt und in der ersten Phase von der Umfangswand 6 sowie dem äußeren Leitblech 9 und anschließend von beiden Leitblechen 9 und 10 gebildet wird. Der Zungenhohlraum ist durch zwei zu den Planseiten 1 und 2 parallel stehende, mit Durchbrüchen für die Leitbleche 9 und 10 versehene Zwischenwände 12 und 13 in drei Einzelhohlräume 14,15 und 16 unterteilt, wobei die Wände 12 und 13, die am Umfang durch eine mit geringem Abstand zur Zungenumfangswand 6 verlaufende Zarge 17 miteinander in Verbindung stehen, im Bereich des Kühlwasserzuführungsstutzens 7 zueinander streben und so einen Keil 18 bilden, der den durch den Stutzen 6 eintretenden Kühlwasserstrom in zwei Teilströme trennt, die in den äußeren, die Kühlräume bildenden Einzelhohlräumen 14 und 16, von den Leitblechen 9 und 10 geführt, zunächst zur Zungenmitte und dann zurück zum Austrittsstutzen strömen. Hierbei berühren sich die Teilströme auf dem Abschnitt des Strömungsweges, der durch die Zungenumfangswand 6 und durch das äußere Leitblech 9 gebildet wird und kühlen die Zungenumfangswand 6 gemeinsam. Der Einzelhohlraum 15 zwischen den Zwischenwänden und 13 stellt mehr oder weniger einen Blindraum dar, der sich beispielsweise durch mit Absicht unterbrochene Schweißnähte oder durch die Anordnung von teilweise zur Entlüftung dienende Bohrungen selbsttätig mit Wasser füllt, das sich über einen längeren Zeitraum austauscht, aber nicht direkt am Kühlprozeß teilnimmt.

In Fig. 3 und 4 ist ein Hohlkörper veranschaulicht, der den als Blindraum dienenden Hohlraum 15 ίο einschließt, d. h. die Zwischenwände 12 und 13 und die Zarge 17 sind zu einem separaten Körper zusammengebaut, dessen Durchbrechungen 19 für die Leitbleche 9 und 10 durch den Hohlraum 15 abschließende Querbleche 20 umsäumt sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gekühlte Heißwindschieberzunge, deren Hohlraum in zwei zu den Schieberzungenplan-Seiten parallele Einzelhohlräume abgeteilt ist, in denen durch spiralförmig verlaufende Leitmittel gebildete Kühlkanäle angeordnet sind, die zur Erzielung hoher Kühlwassergeschwindigkeiten enge Querschnittsabmessungen aufweisen, d a durch gekennzeichnet, daß der Schieberzungenhohlraum mittels zu den Zungenplanseiten (1 und 2) parallel stehender Zwischenwände (12 und 13) in drei Einzelhohlräume (14 bis 16) aufgeteilt ist und die in den äußeren Einzelhohlräumen spiralförmig verlaufenden Kühlkanäle an gleichen Stellen mit Kühlwasser-Zu- und Abläufen (7 und 8) versehen und strömungstechnisch voneinander unabhängig angeordnet sind.

2. Heißwindschieberzunge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (12 und 13) durch eine Zarge (17) miteinander verbunden sind, die mit spaltbreitem Abstand parallel zu der Zungenumfangswand (6) verläuft.

3. Heißwindschieberzunge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (12 und 13) wenigstens im Bereich des auf der Umfangswand (6) der Zunge angeordneten Kühlwasser-Zuführungsanschlusses (7) dachartig zusammenlaufend ausgebildet sind.

4. Heißwindschieberzunge nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmig angeordneten Leitmittel (9 und 10) von Zungenplanwand (1) zu Zungenplanwand (2) reichen und die Zwischenwände (12 und 13) Durchbrechungen für die Leitmittel aufweisen.

5. Heißwindschieberzunge nach den vorherigen

Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (12 und 13) die Planseiten eines

~. der Schieberzunge ähnlichen, kleineren Hohlkörpers (12, 13, 17, 19, 20) sind, der in den Hohlraum der Schieberzunge eingesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen