DE3405870C2

DE3405870C2 - Cooling device for wall structures and / or lid structures of industrial furnaces

Info

Publication number: DE3405870C2
Application number: DE3405870A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Rieger
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1984-02-18
Filing date: 1984-02-18
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2004-02-19
Also published as: DE3405870A1; ZA849214B

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Kühlvorrichtung für Wandkonstruktionen und/oder Deckelkonstruktionen von Industrieöfen, insbesondere Elektrolichtbogenöfen, mit einer Mehrzahl von nebeneinander und mit Abstandszwischenraum voneinander angeordneten Kühlrohren, die endseitig aufgeschweißte Umlenkkappen aufweisen und dadurch zu einem schlangenlinienförmigen Kühlmittelströmungskanal zusammengefaßt sind, wobei die Kühlrohre durch die Umlenkkappen zu einem selbsttragenden Aggregat vereinigt sind.The invention relates generally to a cooling device for wall constructions and / or lid constructions of industrial furnaces, especially electric arc furnaces, with a plurality of side by side and with a space between them arranged cooling tubes, the ends have welded deflection caps and thereby to a serpentine Coolant flow channel summarized are, the cooling tubes through the deflection caps to a self-supporting Unit are united.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Kühlvorrichtung (DE-PS 32 02 574) sind die Kühlrohre an ihren mit den Umlenkelementen verbundenen Enden mit einander zugewandten Aufweitungen versehen, die aneinanderliegen, den Abstandszwischenraum definieren und an ihren Anlageflächen miteinander verschweißt sind. Das hat sich bewährt und macht die Kühlvorrichtung zu einem selbsttragenden Aggregat in statischer Hinsicht, ohne daß es erforderlich ist, zwischen den Kühlrohren Flacheisen oder Stege anzuschweißen, wie es früher üblich war. Dadurch werden auch die Wärmespannungen vermieden, die früher im Bereich von angeschweißten Flacheisen und Stegen auftraten und die Standzeit der Kühlvorrichtung reduzierten, weil vorzeitige Wärmerisse auftraten. Die bekannte Ausführungsform verlangt jedoch in fertigungstechnischer Hinsicht einen verhältnismäßig großen Aufwand, weil die beschriebenen Aufweitungen besonders angeformt werden müssen. In the known generic cooling device (DE-PS 32 02 574) are the cooling tubes on their with the deflection elements connected ends with mutually facing widenings, that lie against each other, define the space between them and are welded together at their contact surfaces. This has proven itself and makes the cooling device one self-supporting unit in static terms without it is necessary between the cooling tubes flat bars or webs to weld on, as was customary in the past. This will also avoided the thermal stresses that used to be in the welded area Flat iron and bars occurred and the service life the cooling device reduced because premature heat cracks occurred. However, the known embodiment requires manufacturing technology A relatively large effort in terms of because the enlargements described are specially molded Need to become.

Aus der DE-OS 30 35 299 A1 ist es bekannt, zwischen den parallel verlaufenden Rohren eines Kühlelements Hafteisen vorzusehen, die als Distanzstücke dienen. Diese Distanzstücke besitzen jedoch im Zusammenhang mit den stirnseitigen Umlenkelementen an den Rohren keine tragende Funktion und sind als Hafteisen relativ spontan zwischen den Rohren verteilt.From DE-OS 30 35 299 A1 it is known to run between the parallel ones Tubes of a cooling element to provide adhesive iron, which as Spacers serve. However, these spacers are related with the end-side deflection elements on the pipes, no load-bearing Function and are relatively spontaneous as adhesive iron between the tubes distributed.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zur Abstandshaltung für eine aus geraden Rohren und halbkreisförmig gebogenen Umlenkkappen zusammengeschweißte Kühlvorrichtung anzugeben, bei der technologisch schwierig erzeugbare Aufweitungen der Rohrenden nicht erforderlich sind, bei der handelsübliche Rohre unter Einsatz der modernen bekannten Schweißtechnik mit Abstand untereinander verbindbar sind und durch die sich eine Kühlvorrichtung ergibt, die hinsichtlich ihres selbsttragenden Charakters in statischer Hinsicht, hinsichtlich der Kühlmittelströmung, der Vermeidung von Druckverlusten und der Standfestigkeit bei Temperaturwechselbeanspruchungen allen Anforderungen genügt. The invention was therefore based on the object, a construction for spacing for one made of straight tubes and semicircular curved To specify deflection caps welded together cooling device, at the technological Difficult to produce widening of the pipe ends is not necessary are, in the commercial pipes using the modern known welding technology can be connected to each other at a distance and by which results in a cooling device that is self-supporting Character from a static point of view, with regard to the coolant flow, the avoidance of pressure losses and the stability in the event of temperature changes meets all requirements.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zwischen den nicht aufgeweiteten mit den Umlenkkappen verbundenen Enden der Kühlrohre Abstandshalter angeordnet sind, die in einer Projektion in Achsrichtung der Kühlrohre im wesentlichen diaboloförmige Gestalt aufweisen und mit den entsprechenden Kühlrohrwandbereichen bündig verschweißt sind, und daß die Umlenkkappen mit ihrem Kappenrand auch auf die Abstandshalter aufgeschweißt sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weisen die Abstandshalter und die zugeordneten Kühlrohrwandbereiche Abschrägungen für die Aufnahme von V-Schweißnähten auf.To achieve this object, the invention teaches that between the unexpanded connected with the deflection caps Ends of the cooling tubes are arranged in spacers a projection in the axial direction of the cooling tubes essentially have diabolic shape and with the corresponding Cooling pipe wall areas are welded flush, and that the Deflection caps with their cap edge also on the spacers are welded on. According to a preferred embodiment of the invention have the spacers and the associated cooling tube wall areas Bevels to accommodate V welds on.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß unter Berücksichtigung der extremen Belastung, denen die Rohrwände bei ihrem Einsatz in einen Lichtbogenofen ausgesetzt sind, durch die Erfindung eine besonders einfache aber wirkungsvolle Umlenkung vorgeschlagen wurde. Es läßt sich nicht nur in besonders einfacher Weise die Kappe herstellen, sondern auch durch die Ausgestaltung, wie Anordnung der Abstandshalter und das gemeinsame Verbinden mit den keine besondere Vorbereitung aufweisenden Rohrenden wird eine spannungsarme und sichere Schweißverbindung geschaffen.The advantages achieved can be seen in the fact that taking into account the extreme load that the pipe walls when exposed to an arc furnace, through which Invention proposed a particularly simple but effective redirection has been. It is not only possible to remove the cap in a particularly simple manner produce, but also by the design, such as arrangement of the spacers and connecting with them with no special preparation tube ends will be a low-stress and safe Welded connection created.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß Kesselschweißen besondere Erfahrungen und Geschick der Schweißer erfordert, so daß es sich nicht um eine übliche handwerkliche Maßnahme handelt. In diesem herstellungstechnischen Bereich gelingt es durch die Erfindung, eine Kühlvorrichtung für Wandkonstruktionen und/oder Deckelkonstruktion von Industrieöfen zu schaffen, die mögliche Fehler beim Zusammenfügen einzelner Bauteile minimiert.In this context it should be noted that boiler welding is special Experience and skill of the welder is required so that it can is not a usual manual measure. In this manufacturing The area succeeds through the invention, a cooling device for wall structures and / or lid construction of industrial furnaces create, which minimizes possible errors when assembling individual components.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer DarstellungIn the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment drawing explained in more detail. It shows a schematic representation

Fig. 1 ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, teilweise aufgebrochen, Fig. 1 a section of a cooling device according to the invention, partially broken away,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 2 is a section in direction A by the subject matter according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 is a section in direction B by the subject matter according to Fig. 1,

Fig. 4 in gegenüber der Fig. 1 verkleinertem Maßstab die Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung vor einem Abdeckblech und Fig. 4 on a reduced scale compared to Fig. 1, the view of a cooling device according to the invention in front of a cover plate and

Fig. 5 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach Fig. 4. Fig. 5 is a section in direction CC by the subject matter according to Fig. 4.

Die in den Figuren dargestellte Kühlvorrichtung dient für Wandkonstruktionen und/oder Deckelkonstruktionen von Industrieöfen, insbesondere von Elektrolichtbogenöfen. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört eine Anzahl von nebeneinander und mit Abstandszwischenraum 1 voneinander angeordneten Kühlrohren 2. Diese weisen endseitig aufgeschweißte Umlenkkappen 3 auf. Die Kühlrohre 2 sind durch diese Umlenkkappen 3 zu einem schlangenlinienförmigen oder mäanderförmigen Kühlmittelströmungskanal zusammengefaßt.The cooling device shown in the figures is used for wall structures and / or lid structures of industrial furnaces, in particular electric arc furnaces. The basic structure includes a number of cooling tubes 2 arranged next to one another and with a spacing 1 from one another. These have deflection caps 3 welded on at the end. The cooling tubes 2 are combined by these deflecting caps 3 to form a serpentine or meandering coolant flow channel.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß zwischen den nicht aufgeweiteten, mit den Umlenkkappen 3 verbundenen Enden 4 der Kühlrohre 2 Abstandshalter 5 angeordnet sind, die in einer Projektion auf die Achse der Kühlrohre 2 im wesentlichen diaboloförmige Gestalt aufweisen und mit den entsprechenden Kühlrohrwandbereichen bündig verschweißt sind. In der Fig. 2 ist diese diaboloförmige Gestalt durch besonders enge Schraffur hervorgehoben worden, im übrigen erkennt man in der Fig. 2, aber auch in Fig. 1, die entsprechenden Schweißnähte 6. Die Umlenkkappen 3 sind im übrigen mit ihrem Kappenrand 7 nicht nur auf die Kühlrohre 2, sondern auch auf die Abstandshalter 5 aufgeschweißt, wie die Fig. 1 und 4 erkennen lassen. Die Abstandshalter 5 und die zugeordneten Kühlrohrwandbereiche besitzen Abschrägungen 8 für die Aufnahme einer V-förmigen Schweißnaht 6. Um dieses deutlich zu machen, ist der Bereich der Umlenkkappen in Fig. 1 links geschnitten gezeichnet worden.In particular from a comparison of FIGS. 1 and 2, it removes that unexpanded between the 2 spacers 5 are disposed with the Umlenkkappen 3 connected ends 4 of the cooling tubes which have 2 substantially diabolo-like shape in a projection onto the axis of the cooling tubes and are welded flush with the corresponding cooling tube wall areas. This diaboloidal shape has been emphasized in FIG. 2 by particularly tight hatching, otherwise the corresponding weld seams 6 can be seen in FIG. 2, but also in FIG. 1. The deflection caps 3 are welded with their cap edge 7 not only on the cooling tubes 2 , but also on the spacers 5 , as can be seen in FIGS. 1 and 4. The spacers 5 and the associated cooling tube wall regions have bevels 8 for receiving a V-shaped weld seam 6 . In order to make this clear, the area of the deflection caps has been drawn in section on the left in FIG. 1.

Im Ausführungsbeispiel besitzen die Umlenkkappen 3 gegenüber den Kühlrohren 2 eine vergrößerte Wanddicke, um alle auftretenden Beanspruchungen aufzunehmen. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist auf der dem Ofenraum abgewandten Seite eine als Montagehilfe und/oder als Ofenwand dienende Blechplatte 9 erkennbar. Diese ist ohne Schweißverbindung mit dem Aggregat aus den Kühlrohren 2 und den Umlenkkappen 3 verbunden. Die Blechplatte 9 trägt im Ausführungsbeispiel Anker 10 für aufzubringendes Feuerfestmaterial bzw. für festzuhaltende Schlacke. Diese Anker 10 sind mit der Blechplatte 9 verschweißt und durchfassen den Abstandszwischenraum 1 zwischen den Kühlrohren 2. Die Anker 10 dienen zugleich als Halter für die Kühlrohre 2 bzw. die Umlenkkappen 3 und sind entsprechend umgebogen. Insoweit ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung an den Ankern 10 gleichsam aufgehängt.In the exemplary embodiment, the deflection caps 3 have an increased wall thickness compared to the cooling tubes 2 in order to accommodate all the stresses that occur. In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, a sheet metal plate 9 serving as an assembly aid and / or as a furnace wall can be seen on the side facing away from the furnace chamber. This is connected to the assembly of the cooling tubes 2 and the deflection caps 3 without a welded connection. In the exemplary embodiment, the sheet metal plate 9 carries anchors 10 for refractory material to be applied or for slag to be held. These anchors 10 are welded to the sheet metal plate 9 and cover the space 1 between the cooling tubes 2 . The armatures 10 also serve as holders for the cooling tubes 2 or the deflection caps 3 and are bent accordingly. In this respect, the cooling device according to the invention is, as it were, suspended from the anchors 10 .

Claims

1. Cooling device for wall structures and / or lid structures of industrial furnaces, in particular electric arc furnaces with a plurality of cooling tubes arranged next to one another and with a spacing between them, which have welded-on deflection caps at the ends and are thus combined to form a serpentine-shaped coolant flow channel, the cooling tubes through the deflection caps to form a self-supporting unit are united, characterized in that spacers ( 5 ) are arranged between the unexpanded ends ( 4 ) of the cooling tubes ( 2 ) connected to the deflecting caps ( 3 ), which spacers have a substantially diaboloidal shape in a projection in the axial direction of the cooling tubes ( 2 ) and are welded flush with the corresponding cooling tube wall regions, and that the deflection caps ( 3 ) are also welded with their cap edge ( 7 ) onto the spacers ( 5 ).

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the spacers ( 5 ) and the associated cooling tube wall areas have bevels ( 8 ) for receiving a V-weld ( 6 ).