DE3218126C1 - Winderhitzer fuer Hochoefen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Winderhitzer, insbesondere für Hochöfen, mit einer feuerfesten Auskleidung und einem aus Blechschüssen zusammengeschweißten Blechmantel, der wenigstens abschnittsweise als hohlräumiger Doppelmantel ausgebildet ist.

Bekanntlich sind moderne Winderhitzer, die mit relativ hohen Kuppeltemperaturen bis 1600⁰C und Heißwinddrücken bis 4 bar arbeiten, mit dem Problem der interkristallinen Spannungsrißkorrosion behaftet, in vielen Fällen wird der die feuerfeste Auskleidung umschließende Blechmantel vorzeitig derart beschädigt, daß aus Gründen der Betriebssicherheit mit niedrigerer, die Wirtschaftlichkeit der Anlage beeinträchtigender Kuppeltemperatur gefahren werden muß, um den Schadensvorgang zu bremsen bzw. eine Stillegung des Winderhitzers hinauszuzögern. Im allgemeinen wird für die interkristalline Spannungsrißkorrosion das Auftreten von Nitraten unter Zugspannungen als auslösend angesehen, was zu Rißbildungen an der Metalloberfläche führt.

Neben vielen anderen Druckschriften befaßt sich auch die DE-OS 27 42109 mit dem Problem der Spannungsrißkorrosion, die gemäß den dortigen Ausführungen durch einen Schutzmantel vermieden werden soll, der mit der Innenwandung des Mantels unter den thermischen und mechanischen Spannungen elastisch verformbar verschweißt ist. Vorzugsweise soll der Schutzmantel aus hochlegiertem Edelstahl bestehen. Diese Ausführung ist infolge der innenseitigen Anordnung des Schutzmantels gegenüber dem Mantel vornehmlich für Winderhitzerneubauten gedacht und bei zu reparierenden Winderhitzern nur kostspielig durchführbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Verwendung des Systems eines Doppelmantels einen wirkungsvollen Schutz gegen Spannungsrißkorrosion mit einfachen Mitteln zu schaffen, die in einfacher Weise auch an bereits erstellten Winderhitzern nachträglich angewendet werden können.

Die gestellte Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise lassen sich durch interkristalline Spannungsrißkorrosion bedrohte Winderhitzer-Blechmäntel oder an diesen gefährdete Abschnitte mit einfachen Mitteln vorbeugend schützen oder im nachhinein sanieren. Der mit Trockenmasse gefüllte Doppelmantel ist unschwer gemeinsam mit dem üblichen Blechmantel zu gestalten. Es entsteht ein in sich kraftschlüssiges und weitgehend wärmespannungsfreies Gebilde, vornehmlich bedingt durch die verhältnismäßig hohe Wärmeleitfähigkeit der auf wenigstens 1,7 kg/dm³ verdichteten Trockenmasse, die ein gleichmäßiges Temperaturfeld am Doppelmantel bewirkt.

Zweckmäßig besteht die im Doppelmantel verwendete Trockenmasse aus 80 Gew.-% SiC und Graphit, 5 Gew.-% MgO und 15 Gew.-% BaSO₄. Diese Zusammensetzung hat sich als besonders betriebsfähig erwiesen.

Obwohl die Trockenmasse den neuen Mantel vor aggressiven Medien schützt, ist es vorteilhaft, für einen speziellen Schutz der Innenfläche des äußeren Blechmantels einen säurefesten Anstrich auf Epoxidharzbasis zu geben und seine Schweißnähte durch eine zwischen den beiden Mänteln vorgesehene säurefeste Gießmasse aus Epoxidharz mit Quarzzuschlag abzudecken. Im einzelnen besteht die Gießmasse vorzugsweise aus 11% Epoxidharz, 13% Spezialteer mit Härter und 76% Quarz.

Eine besonders günstige Ausbildung des Doppelmantels ergibt sich, wenn die Distanzhalter zwischen den beiden Mänteln die vertikalen Schweißnähte des äußeren Mantels flankierend angeordnet sind und dazwischen die Gießmasse vorgesehen ist. Dadurch wird der Hinterfüllvorgang mit den verschiedenartigen Massen wesentlich erleichtert. Die Distanzhalter selbst können aus U-Profileisen bestehen, deren Profil mit Gießmasse gefüllt ist.

In vielen Fällen wird der Doppelmantel mehrere übereinander angeordnete Mantelschüsse umfassen, so daß es sich zwecks optimaler Ausbildung empfiehlt, den oberen abschließenden Mantelschuß mit Entlüftungen

und verschließbaren Einfüllstutzen zu versehen, durch die der Schuß ausschließlich mit Gießmasse hinterfüllt wird. Diese Konstruktion hat sich als besonders widerstandsfähig und wirtschaftlich erwiesen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nächste-' hend anhand der Zeichnung erläutert.

-Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Teil des Blechmantelprofils eines einen Doppelmantelbereich aufweisenden Winderhitzers,

Fig.2 den strichpunktierten Ausschnitt A nach F i g. 1, in größerem Maßstab und verkürzter Länge und

F i g. 3 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch den Doppelmantel an einer vertikalen Schweißnaht des äußeren Mantels.

In der Zeichnung bedeutet 1 den Blechmantel, der den is Gitterschacht 2, den Brennschacht 3 und die beide Schächte verbindende Kuppel 4 eines Winderhitzers mit außenstehendem Brennschacht umschließt. Die vom Blechmantel 1 eingeschlossene feuerfeste Auskleidung ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Blechmantel I₁ der bekanntlich aus Mantelschüssen zusammengesetzt ist, hat am Brennschacht 3, in dem die Flamme während der Aufheizphase des im Gitterwerksschacht 2 untergebrachten Gitterwerks aufbrennt, einen zweiten äußeren Mantel 5, so daß ein Doppelmantel 1,5 mit dazwischenliegendem Spalt 6 entsteht. Der äußere Mantel 5 ist, gleich dem Mantel I₁ aus aufeinanderstellenden Mantelschüssen 5a bis 5e aufgebaut und diese bestehen jeweils aus zwei halbringförmigen Abschnitten 7 und 8 (Fig.3). Alle Stoßstellen sind durch Schweißnähte 9 und 10 unter Hinterlegen von Schweißleisten 11 verbunden, wobei an den Längsseiten der vertikalen Schweißnähte 9 am Mantel 1 befestigte U-profilförmige Distanzhalter 12 verlaufen, die den Spalt 6 fixieren und deren Profil mit abbindender elastischer Masse 13 ausgegossen ist.

Am unteren Ende stützt sich der äußere Mantel 5 mittels horizontaler Schweißnaht 25 auf einem Basisring 14 ab, der seinerseits am inneren Mantel 1 und an einer Ringkonsole 15 desselben festgeschweißt ist. Ein entsprechender Topring 16, ebenfalls an einer Ringkonsole 18 und am Mantel 1 angeschweißt, hält mittels einer weiteren horizontalen Schweißnaht 18 das obere Ende des äußeren Mantels 5. Dort befinden sich mit Hilfe von Flanschen 19 verschließbare Einfüllstutzen 20 sowie an der höchsten Stelle des Spaltes 6, zu der die Füllöffnungsenden der Stutzen 20 aufragen, Entlüftungen 21. Beide, Einfüllstutzen 20 und Entlüftungen 21, sind gleichmäßig über den Umfang des Mantels 5 verteilt angeordnet.

Der Spalt 6 zwischen den Mänteln 1 und 5 weist zwei Arten von Füllmassen 22 und 23 auf, eine gießfähige, chemisch abbindende und säurefeste sowie eine rieselfähige, trockene, von denen die säurefeste Gießmasse 22 entlang der Schweißnähte 9 und 10 vorgesehen ist, während die Trockenmasse 23 die Zwischenräume ausfüllt.

Die Hinterfüllung der beiden Massen 22 und 23 erfolgt schußweise, in dem nach Anbringen des ersten Mantelschusses 5a zunächst eine Bodenschicht 24 aus Gießmasse 22 eingebracht wird, wobei der Schweißnahtraum zwischen den Distanzhaltern 12 freibleibt. Nach Abbinden der Masse werden auf die Bodenschicht 24 unter Einsatz von Vibratoren bis etwa 150 mm unterhalb der Oberkante des Schusses 5a Trockenmasse 23 und danach die vertikalen Schweißnahträume zwischen den Distanzhaltern 12 mit Gießmasse 22 bis auf Schußhöhe gefüllt.

Anschließend beginnt die Montage des zweiten Schusses 5b und sodann das Einfüllen der Gießmasse 22 bis etwa 150 mm über die horizontale Schweißnaht 10, welche die Schüsse 5a und 5b verbindet. Sobald die Gießmasse 22 abgebunden hat, geht es gemäß vorstehend beschriebenem Schema weiter. Der letzte Schuß 5e, der ohne Distanzhalter 17 montiert wird, ist ausschließlich mit Gießmasse 22 hinterfüllt, deren Eingießen durch die Einfüllstutzen 20 dann beendet ist, wenn Masse durch die Entlüftungen 21 austritt.

Die Gießmasse 22 und die Masse 13 der Distanzhalter 12 sind zweckmäßig identisch.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Winderhitzer, insbesondere für Hochöfen, mit einer feuerfesten Auskleidung und einem aus Blechschüssen zusammengeschweißten Blechmantel, der wenigstens abschnittsweise als hohlräumiger Doppelmantel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantel gebildet wird durch Aufbringen eines zweiten äußeren Blechmantels (5) auf den die feuerfeste Auskleidung umschließenden Blechmantel (1) mittels 15 bis 40 mm starken Distanzhaltern (12) und die Hinterfüllung des Spaltes (6) zwischen beiden Mänteln (1, 5) mit einer rieselfähigen Trockenmasse (23) auf SiC-Graphitbasis mit einer Körnung bis 8 mm und einer Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1,5 bis 2,5 W/Km.

2. Winderhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenmasse (23) aus 80 Gew.-% SiC-Graphit, 5 Gew.-% MgO und 15 Gew.-% BaSO₄ besteht.

3. Winderhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des äußeren Blechmantels (5) eine säurefeste Beschichtung auf der Basis von Epoxidharz besitzt und seine innenseitig Schweißleisten (11) aufweisenden Schweißnähte (9, 10) durch eine im Spalt (6) zwischen beiden Mänteln (1, 5) vorgesehene säurefeste Gießmasse (22) auf Epoxidharzbasis mit Quarzzuschlag abgedeckt sind.

4. Winderhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießmasse (22) 11% Epoxidharz, 13% Spezialteer mit Härter und 76% Quarz aufweist und die Körnungsanteile des Quarzes 0 bis 1 mm gleich 38 Gew.-% und über 1 mm als Rundkorn ebenfalls gleich 38 Gew.-% betragen.

5. Winderhitzer nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Spalt (6) zwischen den beiden Mäntel (1,5) vorgesehenen Distanzhalter (12) die vertikalen Schweißnähte des äußeren Mantels (5) flankierend angeordnet sind und dazwischen die Gießmasse (22) vorgesehen ist.

6. Winderhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhalter (12) aus U-Profileisen bestehen und das Profil mit Gießmasse (13 bzw. 22) gefüllt ist.

7. Winderhitzer nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, abschließende Mantelschuß (5e) Entlüftungen (21), verschließbare Einfüllstutzen (20) und ausschließlich Gießmasse (22) als Hinterfüllung aufweist.