KÜHLPLATTE FÜR EIN KÜHLELEMENT FÜR METALLURGISCHE ÖFEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kühlplatte für ein Kühlelement für metallurgische Öfen, insbesondere Schachtöfen, beispielsweise Hochöfen, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Metallische Kühlplatten für Kühlelemente werden verwendet, um die Wand des Ofens, beispielsweise eines Hochofens, vor Überhitzung, vor abrasivem Verschleiß, vor thermomechanischen und vor thermochemischen Angriffen zu schützen. Der Einbau von Kühlelementen am Inneren der Ofenwand reduziert oder verhindert solche Angriffe. Es zählen flächendeckende Kühlelemente, sogenannte Staves, zum Stand der Technik, die aus metallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus Stahl, Grauguss und Kupfer bestehen. Auch sind Kombinationen aus punktuellen und flächendeckenden Kühlelementen bekannt.

[0003] Zum Schutz der Heißseite der Kühlelemente sind partielle oder vollflächige, feuerfeste Schutzmittel bekannt. Sie dienen als Anfahr- und während des weiteren Betriebs als Verschleißschutz. Sie bestehen aus feuerfesten, ungeformten oder geformten keramischen Materialien in unterschiedlichen Dicken bis circa 250 mm.

[0004] Ferner sind Einsätze bekannt, die in Aufnahmen auf der dem Ofeninneren zugewandten Heißseite der Kühlplatte angeordnet sind (US 6,580,743 B1). Bei den Aufnahmen handelt es sich zumeist um Nuten mit einer Hinterschneidung. In der Regel sind es schwalbenschwanzähnliche Nuten, die sowohl ungeformte als auch geformte feuerfeste Werkstoffe, Graphit, Stahl, Stahlguss oder Graugussarten aufnehmen. Es können auch keramische Materialien, wie z.B. Siliziumkarbid (US 4,437,651 A) Hochleistungskeramiken zum Einsatz kommen (EP 2 733 451 A1). Zur Verbesserung des Verschleißschutzes können die schwalbenschwanzförmigen Nuten auch durch zusätzliche Metalleinsätze geschützt werden, die in die Nuten eingesetzt werden (WO 2009/147192 A1). All diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Standzeit der Kühlelemente zu erhöhen. Allerdings tritt bei den an der Heißseite des Kühlelementes angeordneten, oberflächlichen Einsätzen teilweise bereits im normalen Ofenbetrieb ein Verschleiß oder eine Beschädigung auf. Zudem können Einsätze aus bestimmten Werkstoffen eine thermische Barriere darstellen, die das gewünschte Anfrieren einer Schutzschicht beim Anfahren und während des Betriebs des Ofens behindern kann.

[0005] Viele metallurgische Öfen werden im sogenannten Normalbetrieb betrieben, wobei kein nennenswerter Verschleiß an den Kühlelementen auftritt. Allerdings steigen die Anforderungen an die Ausbringung eines metallurgischen Ofens, so dass zukünftige, verschleißintensivere Betriebsweisen nicht ausgeschlossen werden können. Bei dieser Betriebsweise stoßen früher oder später die Kühlelemente verschleißbedingt an ihre Grenzen, insbesondere dann, wenn die in den Nuten der Heißseite eingesetzten Einsätze verschlissen sind und das Metall der Kühlplatte selbst abgetragen wird.

[0006] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kühlplatte für ein Kühlelement aufzuzeigen, welche die Fähigkeit besitzt, Schutzschichten anzufrieren und zu erhalten und gleichzeitig die Möglichkeit eröffnet, die Standzeit zu verbessern.

[0007] Diese Aufgabe ist bei einer Kühlplatte für ein Kühlelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

[0009] Die erfindungsgemäße metallische Kühlplatte für ein Kühlelement für metallurgische Öfen besitzt in ihrem Inneren verlaufende Kühlmittelkanäle. Die Kühlplatte besitzt wenigstens einen Hohlraum zur Aufnahme eines in ihrem Inneren angeordneten Verschleißschutzeinsatzes mit höherer Verschleißfestigkeit als die umgebende metallische Kühlplatte. Der wenigstens eine Hohlraum befindet sich im Abstand von den Kühlmittelkanälen. Der wenigstens eine einbringbare Verschleißschutzeinsatz befindet sich in einer Einbaulage nicht an der Oberfläche der Kühlplatte oder steht mit der Oberfläche der Kühlplatte in Kontakt, sondern befindet sich im Abstand von einer einem Ofeninneren zugewandten ebenen oder oberflächenstrukturierten Heißseite der Kühlplatte, genauso wie die ebenfalls im Inneren, d. h. im Abstand zur Heißseite verlaufenden Kühlmittelkanäle. Kühlmittelkanäle können durch Bohrungen in der metallischen Kühlplatte ausgebildet sein oder sie können z.B. innerhalb von Rohren verlaufen, die in die metallische Kühlplatte eingegossen sind. Rohre, Ummantelungen oder Begrenzungen von Kühlkanälen, wie z.B. Stopfen sind keine Verschleißschutzeinsätze im Sinne der Erfindung. Die erfindungsgemäßen Verschleißschutzelemente kommen nicht mit den Kühlmittelkanälen in Kontakt und sind nicht Bestandteil der Wandung eines Kühlmittelkanals.

[0010] Die Verschleißschutzeinsätze, die nachfolgend auch als Inserts bezeichnet werden, haben auf die normale Kühlfunktion des Kühlelementes und insbesondere auf das Anfrieren einer Schutzschicht keinen negativen Einfluss. Der vorteilhafte Effekt dieser Inserts kommt erst dann zum Tragen, wenn die oberflächliche Schutzschicht der Kühlplatte selbst abgetragen worden ist und wenn zudem aufgrund abrasiver Betriebsweisen die Kühlplatte selbst einem erhöhten Verschleiß und einem Materialabtrag ausgesetzt ist. Die innen liegenden, also im Abstand von der Heißseite angeordneten oder anordnenbaren Inserts, können das Fortschreiten des Verschleißes der Kühlplatte erst dann verhindern, wenn Material der metallischen Kühlplatte selbst so weit abgetragen worden ist, dass die Inserts selbst einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind. Sie entfalten ihre Wirkung, weil sie im Unterschied zu dem metallischen Werkstoff, der sie umgibt, eine höhere Verschleißfestigkeit aufweisen. Die Inserts befinden sich also so lange im Inneren der Kühlplatte, solange diese noch soweit intakt ist, dass der Werkstoff der Kühlplatte die Inserts bedeckt. Der Abstand der Inserts von der Heißseite reduziert sich mit fortschreitendem Verschleiß zunehmend. Das Fortschreiten des Verschleißes wird gehemmt, wenn die Inserts einem unmittelbaren Kontakt mit dem Ofeninneren ausgesetzt sind und gewissermaßen ein Teil der Heißseite werden.

[0011] Die Erfindung stellt eine Kühlplatte bereit, die dazu ausgebildet ist, Inserts aufzunehmen. Die Inserts können in den dafür vorgesehenen Hohlräumen werkseitig vormontiert sein oder später vom Kunden nach Bedarf in die Hohlräume eingesetzt werden. Die Hohlräume befinden sich zwischen der Heißseite und den Kühlmittelkanälen, bzw. zwischen der Heißseite und einem Rohr in der Kühlplatte, durch welches das Kühlmittel fließt. In diesem Zwischenbereich kann der Schutz durch nachträglich eingesetzte Inserts verbessert werden. Da eine Veränderung der Kühlplatte durch z. B. nachträglich vom Kunden eingebrachte Hohlräume zu einem Verlust der Gewährleistung des Herstellers führen kann, stellt die Erfindung vorgefertigte Kühlplatten zur Verfügung, die je nach Wunsch des Kunden mit entsprechenden Hohlräumen für die besagten Inserts ausgestattet sind.

[0012] Die Inserts sind bevorzugt nicht von der Heißseite her in das Innere der Kühlplatte einsetz- oder montierbar und haben daher keinen Einfluss auf die Oberflächengestaltung der Heißseite. Die Heißseite kann unabhängig von den Inserts gestaltet und mit weiteren, oberflächlich angeordneten Verschleißschutzmitteln versehen sein. Die Inserts, also die inneren Verschleißschutzeinsätze, sind bevorzugt auch nicht von der Rückseite der Kühlplatte, d. h. von der Kaltseite, in die Kühlplatte einsetzbar, sondern von der schmaleren Randseite.

[0013] Die Inserts sind vorzugsweise in Bohrungen in der Kühlplatte platzierbar. In der Einbaulage der Kühlplatte verlaufen die Bohrungen vorzugsweise horizontal. Dies entspricht der üblichen Einbaurichtung von äußeren Verschleißschutzeinsätzen, die an der Oberfläche der Kühlplatte montiert sind. In der Regel handelt es sich um äußere Verschleißschutzeinsätze, die in parallel zueinander verlaufenden Nuten gehalten sind.

[0014] Es ist bevorzugt wenigstens ein Insert in einem mittleren Bereich der Kühlplatte anordnenbar. Der mittlere Bereich erstreckt sich über circa 25 bis circa 75 % der in Horizontalrichtung gemessenen Breite der Kühlplatte. Vorzugsweise erstreckt sich dieser mittlere Bereich von einem oberen Ende der Heißseite bis zu einem unteren Ende der Heißseite. Die Breite des mittleren Bereiches kann vom oberen Ende zum unteren Ende hin variieren. Es hat sich gezeigt, dass der Verschleiß der Kühlelemente auf der vertikalen Achse, d. h. im Wesentlichen in Hochrichtung der Kühlplatten, am stärksten ist, so dass die erfindungsgemäßen Inserts gezielt dort einsetzbar sind, wo der Verschleiß am stärksten ist.

[0015] Umgekehrt bedeutet dies, dass die Inserts in dem mittleren Bereich benachbarten Randbereichen nicht zwingend erforderlich sind. Diese Randbereiche können dementsprechend frei von Inserts und frei von Hohlräumen zur Aufnahme der Inserts sein. Die Breite der beiden benachbarten Randbereiche ergibt sich aus der in Horizontalrichtung gemessenen gesamten Breite der Kühlplatte abzüglich der Breite des mittleren Bereichs.

[0016] Je nach zu erwartendem Verschleißbild können mehrere Verschleißschutzeinsätze vorgesehen und in abweichenden Abständen von der Heißseite der Kühlplatte angeordnet sein. Beispielsweise können die Hohlräume in zwei parallel zueinander verlaufenden Ebenen, die wiederum parallel zur Heißseite der Kühlplatte angeordnet sind, verlaufen. Dadurch werden nicht alle eingesetzten Inserts gleichzeitig dem Verschleiß ausgesetzt, sondern mit fortschreitendem Verschleiß zeitlich nacheinander. Darüber hinaus kann je nach verwendetem Werkstoff der Inserts die Wärmeabfuhr durch das Kühlelement optimiert werden, indem mehrere Hohlräume mit kleineren Inserts ausgestattet werden als einzelne große Hohlräume und Inserts mit entsprechend großem Querschnitt. Die Inserts befinden sich räumlich zwischen der Heißseite und den im größeren Abstand zur Heißseite verlaufenden Kühlmittelkanälen.

[0017] Grundsätzlich haben die innenliegenden Inserts den Vorteil, dass diese bei werkseitiger Vormontage beim Transport und bei der Montage der Kühlelemente nicht beschädigt werden können und insbesondere gegen Beschädigungen durch Schläge geschützt sind. Das ist insbesondere von Vorteil, wenn es sich um Inserts aus spröden Werkstoffen, insbesondere keramischen Werkstoffen, handelt.

[0018] Die erfindungsgemäßen Kühlplatten weisen auf ihrer Heißseite vorzugsweise Stege auf, wobei in wenigstens einem der Stege ein Hohlraum für einen inneren Verschleißschutzeinsatz angeordnet ist. Die Stege können hinterschnitten sein, so dass z. B. schwalbenschwanzförmige Nuten zur Aufnahme der im Stand der Technik bekannten keramischen oder metallischen äußeren Einsätze zum Schutz der Heißseite dienen können. Erfindungsgemäß kommt es jedoch nicht auf die Ausgestaltung der Nuten an, sondern darauf, dass die Stege geschützt werden, wenn die keramischen oder metallischen oberflächlich angeordneten Verschleißschutzeinsätze verschlissen sind. Es ist dabei nicht erforderlich, dass jeder Steg über seine gesamte Länge mit einem inneren Insert versehbar ist. Es kann beispielsweise jeder zweite oder dritte Steg ganz oder teilweise mit einem Insert versehen sein. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Inserts wird der Bereich der Stege besonders geschützt, so dass ein Teil der Schutzwirkung von den heißseitigen, äußeren Verschleißschutzeinsätzen auf die innen liegend montierbaren Inserts übertragen wird. In Folge dessen ist es möglich, die Dicke der Kühlplatte zu reduzieren und die Nuten zwischen den Stegen weniger tief auszugestalten. Daraus ergibt sich eine Gewichtseinsparung für das gesamte Kühlelement.

[0019] Die erfindungsgemäßen Inserts lassen sich fertigungstechnisch sehr einfach innerhalb der Kühlplatte platzieren. Die Fertigung der Hohlräume in Form von Bohrungen ist vergleichsweise einfach. Auch das Einschieben von vorgeformten Inserts ist nur mit sehr geringem Montageaufwand verbunden. Die Bohrungen müssen zudem nur in denjenigen Bereichen ausgeführt sein, in denen Inserts angeordnet sein sollen. Die Bohrungen müssen nicht komplett durchgängig sein. Es kann sich um Sacklöcher handeln, in welche das jeweilige Insert nur von einer Randseite der Kühlplatte her bei Bedarf eingesetzt wird. Insbesondere erstrecken sich diese Bohrungen nur über den mittleren Bereich der Kühlplatte.

[0020] Die Inserts selbst können aus Stahl oder auch aus keramischen Werkstoffen bestehen. Im Unterschied zum Werkstoff der metallischen Kühlplatte oder im Unterschied zu eingegossenen Rohren für die Kühlmittelkanäle hat ein Insert eine höhere Verschleißfestigkeit. Es kann sich insbesondere um sogenannte hochleistungskeramische Werkstoffe handeln, wie z. B. Silizium infiltriertes, reaktionsgebundenes Siliziumcarbid, Kürzel RBSiC. Keramische Werkstoffe lassen sich im Strangpressverfahren einfach in verschiedenen Profilformen herstellen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Insert um einen Stab mit kreisrundem Querschnitt, da dieser durch Bohren hergestellte Bohrungen optimal ausfüllt. Es kann sich im Rahmen der Erfindung bei dem Insert aber auch um ein Hohlprofil handeln. Inserts aus Hybridwerkstoffen, bei denen mehrere Werkstoffe miteinander kombiniert sind, sind ebenso möglich, wie verschiedene Inserts in ein- und derselben Bohrung, wobei je nach zu erwartendem Verschleiß über die Länge der Bohrung unterschiedliche Inserts eingesetzt werden. Auf diese Weise können Inserts aus Stahl in einem ersten Längenabschnitt der Bohrung mit einem weiteren Insert aus Keramik in einem anderen Längenabschnitt der Bohrung kombiniert werden. Ein Insert entspricht in seinem äußeren Querschnitt nicht zwingend, allerdings vorzugsweise, dem Querschnitt der Bohrung. Das Insert kann einen beliebigen Querschnitt haben, beispielsweise ein im Querschnitt kreuzförmiger Stab sein, der z. B. zusätzlich in eine feuerfeste Vergussmasse gedrückt ist, die z. B. vorab in die Bohrung eingebracht wurde, so dass der Verschleißschutzeinsatz fest und formschlüssig in der Bohrung verankert ist. Theoretisch kann ein Insert auch eine Vergussmasse sein, die in eine Bohrung in der Kühlplatte eingebracht ist und erst in situ aushärtet.

[0021] Die metallische Kühlplatte selbst besteht insbesondere aus Kupfer oder einem Kupferwerkstoff. Andere metallische Werkstoffe wie Stahl oder Grauguss können für die Kühlplatten ebenfalls in Frage kommen. Es kann sich um gewalzte oder gegossene Kühlplatten handeln.

[0022] Maßgeblich ist, dass die erfindungsgemäße Kühlplatte die Möglichkeit bildet, eine hohe Standzeit zu erreichen und eine Betriebssicherheit eines metallurgischen Ofens auch dann gewährleistet, wenn eine auf der Heißseite oberflächlich und mit dem Ofeninneren in Kontakt stehende Verschleißschutzschicht verschlissen ist und der metallische Werkstoff der Kühlplatte selbst bereits einem unmittelbaren Verschleiß ausgesetzt ist.

[0023] Die Erfindung betrifft ferner ein Kühlelement mit der oben beschriebenen Kühlplatte und den in den Hohlräumen vormontierten Verschleißschutzeinsätzen.

[0024] Die erfindungsgemäßen Kühlelemente können insbesondere in Hochöfen eingesetzt werden, bei denen es noch keinen abrasiven Verschleiß gibt. Herkömmliche Kühlelemente sind mit den erfindungsgemäßen inneren Inserts nachrüstbar, so dass für den Betreiber des Hochofens eine zusätzliche Sicherheit geschaffen wird.

[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1

ein erfindungsgemäßes Kühlelement in einer Draufsicht auf seine Heißseite und

Figur 2

das Kühlelement der Figur 1 in einer Seitenansicht.

[0026] Die Figuren 1 und 2 zeigen einmal in einer Frontansicht und einmal in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Kühlelement 1 für einen metallurgischen Ofen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kühlelement 1 in der Einbaulage schräg gestellt montiert (Figur 2). Es kann sich hierbei um ein Kühlelement handeln, das im unteren Bereich eines Hochofens, d. h. in der sogenannten Rast montiert ist. Der Neigungswinkel des Kühlelementes 1 ist im Hinblick auf die Erfindung unerheblich. Das Kühlelement 1 kann ebenso senkrecht oder zu der dargestellten Variante gegensätzlich geneigt montiert sein.

[0027] Das Kühlelement 1 umfasst als wesentliches Bauteil eine Kühlplatte 2, die im Wesentlichen rechteckig konfiguriert ist. Sie kann sich bei dieser Einbaulage zum unteren Ende hin leicht verjüngen. Die Kühlplatte 2 besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Kupfer oder aus einem Kupferwerkstoff. Die Kühlplatte 2 besitzt eine Heißseite 3, die einem nicht näher dargestellten Ofeninneren eines metallurgischen Ofens zugewandt ist. Die sogenannte Kaltseite 4 liegt der Heißseite 3 gegenüber. Die Kaltseite 4 ist zur nicht näher dargestellten Wand eines Ofens hin orientiert. Zur Kühlmittelzuführung befinden sich an der Kaltseite 4 im Bereich des oberen Endes 5 und im Bereich des unteren Endes 6 Kühlmittelanschlüsse 7, 8, die eine nicht näher dargestellte Wand des Ofens durchsetzen. Im Bereich des oberen Drittels des Kühlelements 1 befindet sich auf der Kaltseite 4 ein Befestigungselement 9 in Form eines Befestigungsbolzens. Über dieses Befestigungselement 9 kann das Kühlelement 1 an der Wand des Ofens befestigt werden.

[0028] Auf der Heißseite 3 der Kühlplatte 2 befinden sich in der Einbaulage in Horizontalrichtung verlaufende Stege 10 im parallelen Abstand zueinander. Zwischen den Stegen 10 sind nutenförmige Aufnahmen 11 ausgebildet, die einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt besitzen. Die nutenförmigen Aufnahmen 11 dienen zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Profilbauteilen, die in der Einbaulage ein kleines Stück über die Stege 10 der Heißseite 3 vorstehen können und die Kühlplatte 2 vor abrasivem Verschleiß während des Betriebs schützen.

[0029] Die Kühlplatte 1 ist in nicht näher dargestellter Weise von Kühlmittelkanälen durchzogen, die den oberen Kühlmittelanschluss 7 mit dem unteren Kühlmittelanschluss 8 fluidleitend verbinden und zur Durchleitung des Kühlmittels, vorzugsweise Kühlwassers, dienen. Zusätzlich zu den Kühlmittelkanälen befinden sich im Inneren, d. h. ohne Kontakt zur Heißseite 3 oder Kaltseite 4 Verschleißschutzeinsätze 12, 13, 14 im Inneren der Kühlplatte 2. Im Inneren bedeutet nicht, dass die Verschleißschutzeinsätze 12-14 nicht an den Randseiten 18, 19 der Kühlplatte 1 sichtbar sein dürften, sondern dass sie sich nicht an der Oberfläche der Heißseite 3 befinden. Bevorzugt sind die Verschleißschutzeinsätze 12-14 vollständig, d. h. allseitig von dem Werkstoff der Kühlplatte 2 und eventuell einem Verschluss einer Bohrung umgeben.

[0030] Die Verschleißschutzeinsätze 12 - 14 sind identisch konfiguriert. Sie befinden sich lediglich in unterschiedlichen Abständen von der Heißseite 3 der Kühlplatte 2, wobei für die Erfindung als Bezug für die Heißseite 3 die Stirnseite 16 der Stege 10 angenommen wird. Die Heißseite 3 ist allerdings die gesamte Oberfläche der Kühlplatte 2, die dem Inneren des Ofens zugewandt ist, d. h. einschließlich der Flanken der Stege 10 und einschließlich des Nutgrundes 15 der Aufnahmen 11. Sämtliche Verschleißschutzeinsätze 12, 13, 14 befinden sich im Bereich der Stege 10. Der Verschleißschutzeinsatz 12 befindet sich beispielsweise im Bereich der Basis des Stegs 10 etwa auf Höhe des Nutgrundes 15 der Aufnahme 11. Im unmittelbar benachbarten Steg 10 befindet sich der Verschleißschutzeinsatz 13 etwa auf mittlerer Höhe zwischen dem Nutgrund 15 und der Stirnseite 16 des Stegs 10. Der wiederum benachbarte Verschleißschutzeinsatz 14 befindet sich benachbart der Stirnseite 16 des Stegs 10 bzw. in noch geringerem Abstand zur Heißseite 3. Bei den weiteren benachbarten Verschleißschutzeinsätzen 12 - 14 variieren die Abstände, so dass sich vom oberen Ende 5 zum unteren Ende 6 ein alternierender oder wellenförmiger Verlauf hinsichtlich der Anordnung der Verschleißschutzeinsätze 12 - 14 ergibt. Die Verschleißschutzeinsätze 12 - 14 selbst sind in Hohlräumen 17 in Form von Bohrungen in der Kühlplatte 2 angeordnet. Die Hohlräume 17 erstrecken sich parallel zur Heißseite 3 und zudem in Horizontalrichtung. Konkret folgen die Hohlräume 17 dem Verlauf der Stege 10. Die Hohlräume 17 können sich über die gesamte horizontale Breite B (Figur 2) des Kühlelements 1 erstrecken. Zusätzlich oder alternativ können Hohlräume in einer Ebene E angeordnet sein, die parallel zur Heißseite 3 und von der Heißseite 3 her betrachtet unterhalb der Aufnahmen 11 verlaufen, allerdings den nicht näher dargestellten Kühlmittelkanälen vorgelagert sind.

[0031] In Figur 1 ist ein mittlerer Bereich M der Kühlplatte 2 gekennzeichnet, der sich über circa 50 % der Breite B des Kühlelements 1 und in Hochrichtung vom unteren Ende 6 zum oberen Ende 5 erstreckt. Die Verschleißschutzeinsätze sind wenigstens in diesem mittleren Bereich M angeordnet. Die dem mittleren Bereich M benachbarten Bereiche werden als Randbereiche R bezeichnet und erstrecken sich jeweils bis zu den äußeren Randseiten 18, 19 der Kühlplatten 2. In den Randbereichen R können zusätzlich Verschleißschutzeinsätze angeordnet sein. Falls nur in einem Teilbereich, insbesondere im mittleren Bereich M des Kühlelementes 1 Verschleißschutzeinsätze angeordnet sein sollen, ist es ausreichend, entsprechende Hohlräume 17 in Form von Bohrungen von einer Randseite 18, 19 her in die Kühlplatte 2 einzubringen. Bei den Hohlräumen 17 handelt es sich dann um Sacklöcher, die sich beispielsweise nur über einen der beiden Randbereiche R und den mittleren Bereich M erstrecken, um geeignete Verschleißschutzeinsätze aufzunehmen.

Bezugszeichen:

[0032] 

1 -

Kühlelement

2 -

Kühlplatte

3 -

Heißseite

4 -

Kaltseite

5 -

oberes Ende v. 2

6 -

unteres Ende v. 2

7 -

Kühlmittelanschluss

8 -

Kühlmittelanschluss

9 -

Befestigungselement

10 -

Steg

11 -

Aufnahme

12 -

Verschleißschutzeinsatz

13 -

Verschleißschutzeinsatz

14 -

Verschleißschutzeinsatz

15 -

Nutgrund

16 -

Stirnseite v. 10

17 -

Hohlraum (Bohrung)

18 -

Randseite

19 -

Randseite

B -

Breite

E -

Ebene

M -

mittlerer Bereich

R -

Randbereich

Ansprüche

1. Metallische Kühlplatte für ein Kühlelement für metallurgische Öfen, mit in ihrem Inneren verlaufenden Kühlmittelkanälen, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Kühlplatte (2) wenigstens einen Hohlraum (17) zur Aufnahme eines im Inneren der metallischen Kühlplatte (2) platzierbaren inneren Verschleißschutzeinsatzes (12, 13, 14) aufweist, welcher im Unterschied zum Werkstoff der metallischen Kühlplatte (2) eine höhere Verschleißfestigkeit aufweist.

2. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine innere Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) in einem als Bohrung ausgestalteten Hohlraum (17) in der Kühlplatte (2) platzierbar ist.

3. Kühlplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Bohrung ausgestaltete Hohlraum (17) in einer Einbaulage der Kühlplatte (2) horizontal verläuft.

4. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein innerer Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) in einem mittleren Bereich (M) der Kühlplatte (2) platzierbar ist.

5. Kühlplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mittlere Bereich (M) von einem oberen Ende (5) einer Heißseite (3) bis zu einem unteren Ende (6) der Heißseite (3) erstreckt, wobei mehrere innere Verschleißschutzeinsätze (12, 13, 14) in diesem mittleren Bereich (M) platzierbar sind.

6. Kühlplatte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem mittleren Bereich (M) benachbarte Randbereiche (R) frei von Verschleißschutzeinsätzen (12, 13, 14) sind.

7. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere innere Verschleißschutzeinsätze (12, 13, 14) vorgesehen und in abweichenden Abständen von einer Heißseite (3) der Kühlplatte (2) anordnenbar sind.

8. Kühlplatte nach Anspruch 7, Verschleißschutzeinsätze (12, 13, 14) in mehreren, parallel zueinander verlaufenden Ebenen im Abstand zur Heißseite (3) anordnenbar sind.

9. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein innerer Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) in wenigstens einem der Stege (10) anordnenbar ist.

10. Kühlplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatte (2) Stege (10) mit in ihrem Inneren anordnenbaren Verschleißschutzeinsätzen (12, 13, 14) und weitere Stege oder Abschnitte von weiteren Stegen ohne in ihrem Inneren anordnenbare Verschleißschutzeinsätze (12, 13, 14) aufweist.

11. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) aus Stahl im Inneren der Kühlplatte (2) platzierbar ist.

12. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14), der aus einem keramischen Werkstoff besteht, im Inneren der Kühlplatte (2) platzierbar ist.

13. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine einsetzbare innere Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) ein Stab mit kreisrundem Querschnitt ist.

14. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine einsetzbare innere Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) ein Hohlprofil ist.

15. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlräume (17) nur in denjenigen Bereichen ausgeführt sind, in denen Verschleißschutzeinsätze (12, 13, 14) vorgesehen sind.

16. Kühlelement (1) mit einer Kühlplatte (2) und mit wenigstens einem im Inneren der Kühlplatte (2) angeordneten inneren Verschleißschutzeinsatz (12, 13, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.

Claims

1. Metal cooling plate for a cooling element for metallurgical furnaces, with coolant channels running on the inside, characterised in that the metal cooling plate (2) comprises at least one cavity (17) for receiving an inner wear protection insert (12, 13, 14) which can be placed on the inside of the metal cooling plate (2), which wear protection insert unlike the material of the metal cooling plate (2) has a greater resistance to wear.

2. Cooling plate according to claim 1, characterised in that the at least one inner wear protection insert (12, 13, 14) can be placed in a cavity (17) in the cooling plate (2) configured as a bore.

3. Cooling plate according to claim 2, characterised in that the cavity (17) configured as a bore runs horizontally in an installation position of the cooling plate (2).

4. Cooling plate according to any of claims 1 to 3, characterised in that at least one inner wear protection insert (12, 13, 14) can be placed in a central area (M) of the cooling plate (2).

5. Cooling plate according to claim 4, characterised in that the central area (M) extends from an upper end (5) of a hot side (3) to a lower end (6) of the hot side (3), wherein a plurality of inner wear protection inserts (12, 13, 14) can be placed in said central area (M).

6. Cooling plate according to claim 4 or 5, characterised in that edge areas (R) adjacent to the central area (M) are free of wear protection inserts (12, 13, 14).

7. Cooling plate according to any of claims 1 to 6, characterised in that a plurality of inner wear protection inserts (12, 13, 14) are provided and can be arranged at various distances from a hot side (3) of the cooling plate (2).

8. Cooling plate according to claim 7, wear protection inserts (12, 13, 14) can be arranged in a plurality of planes that are parallel to one another at a distance from the hot side (3).

9. Cooling plate according to any of claims 1 to 8, characterised in that at least one inner wear protection insert (12, 13, 14) can be arranged in at least one of the webs (10).

10. Cooling plate according to claim 9, characterised in that the cooling plate (2) comprises webs (10) with wear protection inserts (12, 13, 14) which can be arranged on the inside thereof and additional webs or sections of additional webs without wear protection inserts (12, 13, 14) which can be arranged on the inside thereof.

11. Cooling plate according to any of claims 1 to 10, characterised in that at least one wear protection insert (12, 13, 14) made of steel can be placed on the inside of the cooling plate (2).

12. Cooling plate according to any of claims 1 to 10, characterised in that at least one wear protection insert (12, 13, 14), which is made from a ceramic material, can be placed on the inside of the cooling plate (2).

13. Cooling plate according to any of claims 1 to 12, characterised in that the at least one insertable inner wear protection insert (12, 13, 14) is a rod with a circular cross-section.

14. Cooling plate according to any of claims 1 to 13, characterised in that the at least one insertable inner wear protection insert (12, 13, 14) is a hollow profile.

15. Cooling plate according to any of claims 1 to 14, characterised in that cavities (17) are only formed in those areas in which wear protection inserts (12, 13, 14) are provided.

16. Cooling element (1) with a cooling plate (2) and with at least one inner wear protection insert (12, 13, 14) arranged on the inside of the cooling plate (2) according to any of claims 1 to 15.

Revendications

1. Plaque de refroidissement métallique pour un élément de refroidissement pour des fours métallurgiques, avec des canaux de moyen de refroidissement s'étendant en son intérieur, caractérisée en ce que la plaque de refroidissement (2) métallique présente au moins un espace creux (17) pour la réception d'un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur pouvant être placé dans l'intérieur de la plaque de refroidissement (2) métallique, qui présente à la différence du matériau de la plaque de refroidissement (2) métallique une résistance à l'usure supérieure.

2. Plaque de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur peut être placé dans un espace creux (17) configuré en tant que perçage dans la plaque de refroidissement (2).

3. Plaque de refroidissement selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'espace creux (17) configuré en tant que perçage s'étend horizontalement dans une position d'installation de la plaque de refroidissement (2).

4. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur peut être placé dans une zone médiane (M) de la plaque de refroidissement (2).

5. Plaque de refroidissement selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone médiane (M) s'étend d'une extrémité supérieure (5) d'un côté chaud (3) à une extrémité inférieure (6) du côté chaud (3), dans laquelle plusieurs inserts de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieurs peuvent être placés dans cette zone médiane (M).

6. Plaque de refroidissement selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que des zones de bord (R) contigües à la zone médiane (M) sont exemptes d'inserts de protection contre l'usure (12, 13, 14).

7. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que plusieurs inserts de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieurs sont prévus et peuvent être agencés à des distances divergentes d'un côté chaud (3) de la plaque de refroidissement (2).

8. Plaque de refroidissement selon la revendication 7, des inserts de protection d'usure (12, 13 14) peuvent être agencés dans plusieurs plans s'étendant parallèlement les uns aux autres à distance du côté chaud (3).

9. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur peut être agencé dans au moins une des nervures (10).

10. Plaque de refroidissement selon la revendication 9, caractérisée en ce que la plaque de refroidissement (2) présente des nervures (10) avec des inserts de protection contre l'usure (12, 13, 14) pouvant être agencés en son intérieur et d'autres nervures ou sections d'autres nervures sans inserts de protection contre l'usure (12, 13, 14) pouvant être agencés en son intérieur.

11. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) en acier peut être placé à l'intérieur de la plaque de refroidissement (2).

12. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) qui se compose d'un matériau céramique, peut être placé à l'intérieur de la plaque de refroidissement (2).

13. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur insérable est une barre avec une section transversale ronde et circulaire.

14. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur insérable est un profilé creux.

15. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que des espaces creux (17) sont réalisés seulement dans les zones dans lesquelles des inserts de protection contre l'usure (12, 13, 14) sont prévus.

16. Elément de refroidissement (1) avec une plaque de refroidissement (2) et avec au moins un insert de protection contre l'usure (12, 13, 14) intérieur agencé à l'intérieur de la plaque de refroidissement (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.

Zeichnung