DE2344079C3 - Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

Endabschnitten Flansche (24, 11) zur Befestigung des Ausgleichsabschnittes an den benachbarten Abschnitten (7, 9) angebracht sind, wobei der Ausgleichsabschnitt und der Abschnitt (7) durch einen Zuganker (10) starr unterstützt wird.

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a) der Ausgleichsabschnitt (8) ein doppelwandiges Rohr (25) aufweist, wobei

b) jede Wandung zwei starre Endbereiche (26,27; 28, 29), einen in sich starren Zwischenabschnitt (12,19) und zwei in Längsrichtung ausdehnbare Abschnitte (13,14,16,17) besitzt, und

c) die ausdehnbaren Abschnitte (13, 14, 16, 17) zwischen den Endabschnitten (26, 27, 28, 29) und dem in sich starren Zwischenabschnitt (12, 19) angeordnet sind, sowie

d) die ausdehnbaren Abschnitte (13,14) der Innenwandung des Zwischenabschnitts (12) die Dehnfugenbereiche (30) überbrücken, und daß

e) eine Kammer (18) für das Kühlmittel zwischen den ausdehnbaren Abschnitten (13, 14, 16, 17) und den End- und Zwischenabschnitten (26, 27; 28,29; 12,19) der beiden Wandungen des Rohrs (25) vorgesehen ist.

2. Ausgleichsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenabschnitte der beiden Wandungen (12,19) starr verbunden sind.

3. Ausgleichsabschnitt, bei dem an der Außenseite der Außenwandung des doppelwandigen Rohres ein Schutzmantel angeordnet ist, nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (22) an einem starren Endabschnitt der Außenwandung (19) befestigt ist, während zwischen dem anderen Ende der Außenwandung und dem Schutzmantel (22) eine begrenzte Relativbewegung möglich ist.

4. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am tiefsten Punkt des Umführraumes (18) ein Kühlwassereinlaß (20) und am höchsten Punkt ein Dampfauslaß (21) vorgesehen ist.

5. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung für die Auskleidung aus feuerfestem Material (31) zu beiden Seiten der Dehnungsfugen (30) konisch ausgebildet ist, die in Radialrichtung innerhalb der ausdehnbaren Abschnitte (13, 14) der Innenwandung des Zwischenabschnitts (12) liegen.

6. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Auskleidung in den Bereichen der ausdehnbaren Abschnitte (13, 14) der Innenwandung (12) Fugen aufweist, die mit einem zusammendrückbaren feuerfesten Material gefüllt sind.

7. Ausgleichsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den starren Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock, der über eine Zweigleitung von einer Heißwindringleitung zu einer Windform eines Hochofens verläuft, wobei der Ausgleichsabschnitt als Rohrleitung für Heißwind dient und seine Wandung dehnbare Abschnitte aus gewellten Blechbälgen sowie starre Abschnitte aufweist und an beiden Stirnenden des Ausgleichsabschnitts Anschlußflansche vorgesehen sind und im Innenbereich des Ausgleichsabschnitts eine Auskleidung mit feuerfestem Material vorhanden ist, in der sich Dehnungsfugen befinden.

Aus der DE-OS 20 18 875 ist ein Ausgleichsabschnitt mit einwandigem Kompensator begrenzter Beweglichkeit bekannt, der keine Parallelverschiebung der Anschlußflansche zueinander zuläßt.

Aus dem Taschenbuch Nr. 456, 1971, S. 452, 453 der Metallschlauch-Fabrik Pforzheim, vorm. HcH. Witzenmann GmbH, ist ein doppelwandiger Kammerkompensator bekannt, bei dem das durch das Innenrohr geleitete Förder- bzw. Kühlmedium in unmittelbarer Berührung mit dem Balg des Innenrohrs steht. Die bei Heißwindleitungen von Hochöfen auftretenden Temperaturen erfordern eine zusätzliche feuerfeste Ausmauerung, so daß der bekannte Kammerkompensator nicht für Heißwindleitungen anwendbar ist.

Aus der US-PS 20 14 355 ist eine Rohrleitung bekannt, durch die heiße Strömungsmittel zu Maschinen, z. B. Motoren, zu- und abgeleitet werden. Um die Übertragung der Vibration von der Arbeitsmaschine auf die Maschinenunterlage zu verhindern, ist die Rohrleitung mit einer flexiblen Ankopplung versehen. Diese Ankopplung ist als doppelwandiges Rohr ausgebildet, dessen Wandungen aus ausdehnbaren Abschnitten in Form von gewellten Blechbälgen und starren Abschnitten gebildet sind. Bei einer Ausführungsform dieser Rohrleitung liegt in der Innenleitung ein starrer Teil zwischen zwei Bälgen und in der Außenleitung ein Balg zwischen zwei starren zylindrischen Teilen. Bei einer anderen Ausführungsform dieser Rohrleitung liegt umgekehrt in der Innenleitung der Balg zwischen zwei Zylindern und in der Außenleitung der zylindrischen Teil zwischen zwei Bälgen. Das doppelwandige Rohr ist stirnseitig jeweils durch Flansche begrenzt. Dabei können die Flansche lediglich geringfügig gegeneinander verschwenkt werden. Diese geringfügigen seitlichen Schwenkbewegungen genügen auch für den angegebenen Zweck, nämlich die Übertragung von Vibrationen der Arbeitsmaschine zu verhindern. Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß eine Parallelverschiebung der Flansche gegeneinander nicht möglich ist, da ein Blechbalg an seinen Enden bekanntlich keine Parallelverschiebung zuläßt, wie diese im bekannten Fall bei Parallelverschiebungen der Flansche auch am jeweils mittleren Flansch auftreten müßten. Ein Einsatz des bekannten Ausgleichsabschnitts für Düsenstöcke im Bereich der Heißwindringleitungen an Hochöfen ist somit wegen der dort notwendigen Anpassungsbewegungen nicht möglich. Diese Anpassungsmöglichkeiten sind einerseits bei der Montage durch Konstruktionsungenauigkeiten er-

forderlich und ergeben sich andererseits durch die im Betrieb auftretenden Wärmedehnungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der Entwicklung zu größeren Hochleistungs-Hrichöfen sich aus erhöhter Windtemperatur und erhöhtem Winddruck sowie zunehmender Wärmeausdehnung ergebenden mechanischen Beanspruchungen sowie Verschleiß- und Dichtungsschwierigkeiten zu bewältigen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Dadurch, daß die ausdehnbaren Abschnitte auf den Innen- und Außenwandungen nicht wie im bekannten Fall mit jeweils einem einzelnen Mittelabschnitt versetzt zueinander, sondern vielmehr zweifach paarweise übereinander angeordnet sind, wird eine unabhängige Bewegung der Flansche an den Verbindungsstellen ermöglicht. Durch diese völlige Bewegungsfreiheit können auch Parallelverschiebungen an den Enden des Ausgleichsabschnittes aufgenommen werden, dp diese nicht entsprechende Parallelverbindungen der unmittelbaren !Bälgenden erfordern, sondern durch paarweise gegenläufige Gelenkbiegungen der Bälge erzeugt werden können. Eine solche räumliche Flexibilität ist notwendig, um eine bei der Montage gegebenenfalls vorhandene Konstruktionsungenauigkeit und zum anderen beim Betrieb auftretenden Wärmeausdehnungen auszugleichen.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes wieder. Durch die Maßnahme des Anspruchs 2 bleibt der Abstand zwischen den gewählten Blechbälger, konstant, so daß eine gleichbleibende Querschnittsfläche für die durchströmende Kühlflüssigkeit aufrechterhalten wird. Nach Anspruch 3 ist der an sich bekannte Schutzmantel in besonderer Weise ausgebildet, um eine begrenzte Relativbewegung zu ermöglichen. Zur Verhinderung einer Überbelastung der Blechbälge wird der Schutzmantel mit Anschlägen verwendet. Aus der britischen Patentschrift 10 96 461 ist es zwar bekannt, als Kühlmittel bei Vibrationsdämpfern Kühldruckluft zu verwenden. Dabei ist der Raum um den Balg mit trockenen Sandkörnern gefüllt, wobei Preßluft als Kühlmittel dient. Bei dem Luftauslaß ist ein Sandfilter angebracht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergibt sich eine besonders wirksame Kühlung dann, wenn am tiefsten Punkt des Umführraumes ein Kühlwasseranschluß und an seinem höchsten Punkt ein ■ Dampfauslaß nach Anspruch 4 vorgesehen sind, da eine solche Verdampfungskühlung thermodynamisch besonders wirksam ist. Aus der schweizer Patentschrift 2 51 730 ist es zwar bekannt, zwischen einem Führungsrohr und zwei weiteren Rohren ein wärmeisolierendes Material vorzusehen, das eine zu hohe Erwärmung des Hohlkörpers verhindert. Jedoch bezieht sich diese Entgegenhaltung auf eine elastische Verbindung zwischen den Enden zweier einem hohen Innendruck ausgesetzter Hohlkörper, bei der insbesondere wegen der dynamischen Schwingungen völlig andere Verhältnisse als beim Anmeldungsgegenstand vorliegen.

Nach Anspruch 5 weist die Innenwand mit feuerfestem Material ausgekleidete konische Ansätze auf, die der besseren Haftung der Auskleidung dienen. Dadurch gelingt eine wirksame Wärmeisolierung auch bei thermischer Ausdehnung des Spaltes, die noch durch die Auffüllung in den Fugen im Bereich der ausdehnbaren Abschnitte nach Anspruch 6 verstärkt wird. Der Ausgleichsabschnitt und der untere Flansch sind nach Anspruch 7 durch einen Zuganker starr unterstützt. Diese Ausbildung bekommt ihre besondere Bedeutung dadurch, daß die auf das Blasrohr und den Abschnitt einwirkenden Kräfte bei einer Ausdehnung des Ausgleichsabschnittes durch Einstellung des Zugankers in Gleichgewicht gebracht werden können. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausgleichsabschnittes, der in eine Heißwindleitung eines Hochofens eingeschaltet ist.

In der Wand 1 eines Hochofens ist eine Anordnung für die Heißwindzuführung vorgesehen, die aus einem Halter 2, einem Windformkühler 3 und einer Windform 4 besteht Die Windform wird von einem Blaserohr 5 gespeist, das über ein Blaserohrknie 6, einen konischen Rohrabschnitt 7 und einen Ausgleichsabschnitt 8 mit einer Zweigleitung 9 einer nicht dargestellten Heißwindringleitung verbunden ist.

Damit die Stützkräfte möglichst dicht längs der Mittellinie der Blaserohre und des Blaserohrknies 6 wirken, ist das Blaserohrknie 6 mittels eines Zugankers 10 an der Wand 1 des Hochofens gehaltert, wobei die verlängerte Mittellinie des Zugankers 10 durch den Schnittpunkt zwischen den Mittellinien des Blaserohrs 5 und des Blaserohrknies 6 verläuft

Der Zuganker 10 halten außerdem das Blaserohr 5 gegen lotrechte Verschiebungen, so daß der konkavkonvexe Anschluß zwischen der Windform 4 und dem Blaserohr 5 beliebig durch einen anderen zweckmäßigen Anschluß, beispielsweise eine Flanschverbindung oder eine Bajonett-Verriegelungsverbindung ersetzt werden kann.
Die Heißwindhauptleitung ist über ihre Gesamtlänge hinweg mit feuerfestem Material ausgefuttert. Zur Aufnahme der thermischen Ausdehnung im Betrieb des Hochofens sowie zur Ermöglichung begrenzter Maßabweichungen der Heißwindhauptleitung im Hochofenbetrieb ist ein ausdehnbares und verkürzbares Verbindungsstück bzw. ein Ausgleichsabschnitt 8 vorgesehen.

Der Ausgleichsabschnitt 8 ist an seinen Enden mit Flanschen 24, 11 versehen, über welche er mit den benachbarten Abschnitten 7, 9 der Heißwindhauptleitung verbunden ist. Zwischen den Flanschen weist der Ausgleichsabschnitt 8 ein doppelwandiges Rohr 25 auf, das durch eine Innenwandung 12 und eine Radial-Abstand davon besitzende Außenwandung 19 mit einem zwischen beiden Wandungen festgelegten Umführraum 18 für Kühlfluidum gebildet wird.

Die Innenwandung weist steife zylindrische Endabschnitte, die starr an den Flanschen 24, il befestigt sind, sowie zwei in Längsrichtung ausdehnbare Abschnitte auf, die durch Balgen 13, 14 aus quer gewelltem Blech gebildet werden und welche ihrerseits durch einen steifen zylindrischen Zwischenabschnitt voneinander getrennt sind. Die Außenwandung 19 ist ebenfalls mit an den Flanschen 24, 11 befestigten steifen zylindrischen Endabschnitten, einem steifen zylindrischen Zwischenabschnitt und zwei längsdehnbaren Abschnitten versehen, welche durch Balgen 16, 17 aus gewelltem Blech gebildet werden, deren Wellungen quer, d. h. umfangsmäßig, verlaufen. Die Balgen 16,17 dienen zur dichten Verbindung des steifen Zwischenabschnitts mit dem betrefftnden steifen Endabschnitt. Die beiden steifen Zwischenabschnitte der Innenwandung 12 und der Außenwandung 19 sind durch mehrere Radialglieder starr miteinander verbunden.

Die steifen Abschnitte der Innenwandung 12, die

durchgehend mit feuerfestem Material 31 ausgefuttert sind, weisen konische Ansätze 15 auf, welche sich über die Fugen 30 zwischen ihnen erstrecken und radial innerhalb der Balgen 13, 14 liegen. Die einander zugewandten und nicht aneinander anstoßenden Ansätze 15 konvergieren jeweils aufeinander zu und sind mit feuerfestem Material ausgekleidet, wobei ihre konische Gestalt die Haftung des Futters verbessert. Die beispielsweise 35 mm breiten Fugen 30 zwischen den Ansätzen sind mit einem zusammendrückbaren feuerfestem Material mit faserigem Gefüge ausgefüllt.

Die Innenwandung 12 ist somit über ihre Gesamtlänge hinweg mit einer Auskleidung versehen. Der Mittelteil des Ausgleichers, d. h. die beiden steifen Zwischenabschnitte, wird durch das feuerfeste Futter und durch die Balgen 13, 14, 16, 17 getragen. Die Außenwandung 19 wird durch einen zylindrischen Mantel 22 geschützt, der am einen Ende starr mit dem oberen Endabschnitt der Außenwandung 19 verbunden ist. An seinem anderen Ende vermag der Mantel eine begrenzte freie Bewegung gegenüber dem unteren Endabschnitt der Außenwandung 19 durchzuführen, wobei die längsgerichtete Relativbewegung zwischen den beiden Teilen durch an der Außenwandung 19 vorgesehene Anschläge 23 begrenzt wird.

Mit der Erfindung wird somit ein Ausgleichsabschnitt geschaffen, der ein beträchtliches Ausmaß relativ freier Bewegung der miteinander verbundenen Rohrabschnitte 7, 9, speziell in Längsrichtung ermöglicht. Kühlfluidum zum Kühlen des Ausgleichsabschnitts kann durch natürliche oder Zwangsströmung durch den eine einzige Kammer bildenen Umführraum zirkuliert werden. Zu diesem Zweck weist die Außenwandung an ihrer tiefsten Stelle einen Wassereinlaßanschluß 20 und an ihrer höchsten Stelle einen Auslaß 21 für in der Kammer

18 gebildeten Dampf auf. Diese Kühlungsart zieht Nutzen aus der hohen latenten Hitze der Verdampfung von Wasser, doch kann auch eine einfache Wasserkühlung, d. h. eine Wasserein- und -ausspeisung, oder eine Kühlung mittels Druckluft angewandt werden, wofür entsprechende Anschlüsse an der Kammer 18 vorgesehen werden. Das Kühlfluidum kommt mit der Gesamtfläche sowohl der Innenwandung als auch der Außenwandung

19 in Kontakt, d. h. mit den ausdehnbaren Abschnitten 13,14,16,17 und den in sich starren End- und Zwischenabschnitten 26,27,28,29 bzw. 12,19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Ausgleichsabschnitt für einen Düsenstock, der über eine Zweigleitung von einer Heißwindringleitung zu einer Windform eines Hochofens verläuft, wobei der Ausgleichsabschnitt als Rohrleitung für Heißwind dient und seine Wandung dehnbare Abschnitte aus gewellten Blechbälgen sowie starre Abschnitte aufweist und an beiden Stirnenden des Ausgleichsabschnitts Anschlußflansche vorgesehen sind und im Innenbereich des Ausgleichsabschnitts eine Auskleidung mit feuerfesten Material vorhanden ist, in der sich Dehnungsfugen befinden,