(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
|
(11) |
EP 1 153 142 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
04.01.2006 Patentblatt 2006/01 |
(22) |
Anmeldetag: 12.11.1999 |
|
(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/EP1999/008735 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 2000/036154 (22.06.2000 Gazette 2000/25) |
|
(54) |
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER KÜHLPLATTE FÜR EINEN OFEN ZUR EISEN- ODER STAHLERZEUGUNG
PROCESS FOR PRODUCING A COOLING PANEL FOR A FURNACE FOR PRODUCING IRON OR STEEL
PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE PLAQUE DE REFROIDISSEMENT POUR FOUR DE PRODUCTION
DE FER OU D'ACIER
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
(30) |
Priorität: |
16.12.1998 LU 90328
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
14.11.2001 Patentblatt 2001/46 |
(73) |
Patentinhaber: PAUL WURTH S.A. |
|
1122 Luxembourg (LU) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- SCHMELER, Robert
L-3592 Dudelange (LU)
- SOLVI, Marc
L-3961 Ehlange s/ Mess (LU)
- THILL, Roger
L-4118 Esch/Alzette (LU)
|
(74) |
Vertreter: Schmitt, Armand et al |
|
Office Ernest T. Freylinger S.A.
234, route d'Arlon,
B.P. 48 8001 Strassen 8001 Strassen (LU) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-U- 29 611 704 GB-A- 2 090 952 US-A- 5 426 664
|
DE-U- 29 715 971 GB-A- 2 131 137
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlplatte für einen Ofen zur Eisen- oder
Stahlerzeugung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
[0002] Solche Kühlplatten werden auf der Innenseite des Ofenpanzers angeordnet und weisen
interne Kühlkanäle auf. Über Anschlußstutzen, welche aus ihrer Rückseite hervorragen,
werden diese Kühlplatten, außerhalb des Ofenpanzers, an ein Kühlsystem des Schachtofens
angeschlossen. Ihre dem Inneren des Ofens zugekehrte Oberfläche ist meistens mit einem
feuerfesten Material ausgekleidet.
[0003] Die meisten dieser Kühlplatten werden heute noch aus Gußeisen hergestellt. Da Kupfer
jedoch eine weitaus bessere Wärmeleitfähigkeit als Gußeisen hat, besteht heute eine
Tendenz, Kühlplatten aus Kupfer oder Kupferlegierungen einzusetzen. Es sind inzwischen
mehrere Herstellungsverfahren für Kupferne Kühlplatten vorgeschlagen worden.
[0004] Anfangs wurde versucht, kupferne Kühlplatten, wie gußeiserne Kühlplatten, durch Formgießen
herzustellen, wobei die internen Kühlkanäle durch einen Sandkern in der Gießform ausgebildet
werden. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis jedoch nicht bewährt, da die gegossenen
Kupferplatten weitaus öfters Lunker und Porositäten, als gußeiseme Kühlplatten aufweisen..
Solche Lunker und Porositäten wirken sich jedoch bekanntlich äußerst negativ auf die
Lebensdauer und Wärmeleitfähigkeit der Platten aus.
[0005] Aus der GB-A-1571789 ist bekannt, beim Formgießen der Kühlplatten den Sandkem durch
eine vorgeformte metallische Rohrschlange aus Kupfer oder Edelstahl zu ersetzen. Letztere
wird in der Gießform in den Kühlplattenkörper eingegossen und bildet einen schlangenförmigen
Kühlkanal aus. Die beiden Enden der Rohrschlange ragen als Anschlußstutzen aus dem
Kühlplattenkörper heraus. Auch dieses Verfahren hat sich in der Praxis nicht bewährt.
Zwischen dem Kühlplattenkörper aus Kupfer und der eingegossenen Rohrschlange besteht
nämlich ein hoher Wärmeübergangswiderstand, so daß sich eine relativ schlechte Kühlung
der Platte ergibt. Weiterhin können auch bei diesem Verfahren Lunker und Porositäten
im Kupfer nicht wirksam verhindert werden.
[0006] Aus der DE 29611704 U1 sind kupferne Kühlplatten für metallurgische Öfen bekannt,
wobei vorgefertigte Kühlmittelkanäle, bestehend aus Kupferrohransätzen, Kupferrohrleitungen
und Kupferrohrbögen, in die Kühlplatte eingegossen werden. Die komplett vorgefertigte
kupferne Rohrleitung wird In die Gießform eingelegt und von der Kupferschmelze umgossen.
Durch ein teilweises Verschmelzen von Kupferschmelze und Rohrwand erhofft man sich
eine Verbesserung des Wärmeübergangs.
[0007] Aus der DE-A-2907511 ist eine Kühlplatte bekannt, die aus einem geschmiedeten oder
gewalzten Kupferblock gefertigt ist Die Kühlkanäle sind hierbei Sackbohrungen, die
durch mechanisches Tiefbohren in den gewalzten Kupferblock eingebracht werden. Die
Sackbohrungen werden durch Einlöten oder Einschweißen von Gewindestopfen abgedichtet.
Von der Rückseite der Platte werden Verbindungsbohrungen zu den Sackbohrungen gebohrt.
Anschließend werden Anschlußstutzen für Kühlmittelvorlauf, bzw. Kühlmittelrücklauf
in diese Verbindungsbohrungen eingesetzt und angelötet oder angeschweißt Als Abstandshalter
werden schließlich Rohrstutzen größeren Durchmessers koaxial zu den Anschlußstutzen
auf die Rückseite der Platte aufgeschweißt oder aufgelötet.
[0008] In der nachveröffentlichten WO 98/30345 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine
Vorform der Kühlplatte stranggegossen wird. Einsätze im Gießkanal der Stranggießform
erzeugen hierbei in Stranggießrichtung verlaufende Kanäle, die in der fertigen Kühlplatte
gerade Kühlkanäle ausbilden. Der Querschnitt dieser eingegossenen Kanäle weist vorzugsweise
eine längliche Form auf, die ihre kleinste Ausdehnung senkrecht zur Kühlplatte hat
Hierdurch können Kühlplatten mit einer geringeren Plattendicke hergestellt werden
als Kühlplatten mit gebohrten Kanälen. Hierdurch wird Kupfer eingespart, und das nutzbare
Volumen des Ofens erhöht Ein weiterer Vorteil des länglichen Querschnitts besteht
darin, daß größere kühlmittelseitige. Austauschflächen in der Kühtplatte zu erzielen
sind. Aus der stranggegossenen Vorform wird durch zwei Schnitte quer zur Gießrichtung
ein Platte herausgetrennt, wobei zwei Stirnflächen ausgebildet werden, deren Abstand
der gewünschten Länge der Kühlplatte entspricht In dem nächsten Herstellungsschritt
werden in die Durchgangskanäle einmündende Anschlußbohrungen senkrecht zur Rückfläche
in die Platte gebohrt, und die stimseitigen Einmündungen der Kanäle verschlossen.
In die Anschlußbohrungen werden anschließend, wie weiter oben bereits beschrieben,
Anschlußstutzen eingesetzt.
[0009] Die in der DE-A-2907511 und in der WO 98/30345beschriebenen Verfahren erlauben beide
qualitativ hochwertige Kühlplattenkörper aus Kupfer oder Kupferlegierungen herzustellen,
wobei das in der WO98/30345beschriebene Verfahren sich durch besonders niedrige Herstellungskosten
auszeichnet Die fertigen Kühlplatten beider Verfahren haben jedoch, im Vergleich zu
Kühlplatten mit eingegossenen Kühlschlangen oder zu formgegossenen Kühlplatten, den
Nachteil, daß sie im Bereich der Übergänge Anschlußstutzen/Kühlkanäle einen relativ
großen Druckverlust aufweisen. Dies gilt insbesondere, jedoch nicht ausschließlich,
wenn die Kühlkanäle, wie in der WO 98/30345beschrieben, einen länglichen Querschnitt
aufweisen.
[0010] Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß in der EP-A-0144578 eine gußeiseme
Kühlplatte mit eingegossenen Kühlrohren beschrieben wird, die in ihrem geraden Teil
einen länglichrunden Querschnitt, am Einlauf und Auslauf jedoch einen kreisrunden
Querschnitt aufweisen.
[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in kupfernen Kühlplatten einen
strömungstechnisch relativ günstgen Übergang von den Anschlußstutzen auf die Kühlkanäle
zu schaffen, ohne daß hierbei auf formgegossene Kühlplattenkörper oder auf Kühlplattenkörper
mit eingegossenen Kühlrohren, mit ihren vorerwähnten Nachteilen, zurückgegriffen werden
muß. Diese Aufgabe wird durch eine Kühlplatte nach Anspruch 1 gelöst, bzw. durch eine
Kühlplatte nach dem Verfahren aus Anspruch 16 gelöst.
[0012] Die erfindungsgemäße Kühlplatte umfaßt einen kupfernen Kühlplattenkörper (d.h. einen
Kühlplattenkörper aus Kupfer oder einer Kupferlegierung), mit mindestens einem Kühlkanal,
der sich im wesentlichen parallel zur Rückseite der Kühlplatte erstreckt Mindestens
ein Anschlußstutzen ist an der Rückseite des Kohlplattenkörpers angeordnet und mündet
in dem Kühlplattenkörper in den mindestens einen Kühlkanal ein. Die Kühlplatte weist
erfindungsgemäß ein Formstück auf, das in eine vorgefertigte, von außen zugängliche
Aussparung in dem Kühlplattenkörper eingepaßt ist und, im Bereich der Einmündung des
Anschlußstutzens in den Kühlkanal, eine Umlenkfläche für das Kühlmedium ausbildet
Durch diese Umlenkfläche läßt sich der Eintritt des Kühlmediums aus Anschlußstutzen
in den Kühlkanal, bzw. aus dem Kühlkanal in den Anschlußstutzen strömungstechnisch
auf eine äußerst einfache Art und Weise verbessern. Hierdurch lassen sich die Druckverluste
in der Kühlplatte wesentlich reduzieren, was sich natürlich günstig auf den Energieverbrauch
für die Umwälzung des Kühlmediums auswirkt. Das Risiko einer Dampfblasenbildung durch
- hohe lokale Druckverluste wird ebenfalls stark reduziert. Durch die erfindungsgemäße
Umlenkfläche wird weiterhin das Entweichen der Luft während des Befüllens der Kühlplatten
mit dem Kühlmedium vereinfacht. In anderen Worten, die erfindungsgemäßen Umlenkflächen
verhindern, daß sich Luftsäcke .in den Kühlkanälen bilden und sogenannte "Hot Spots"
verursachen. Es bleibt anzumerken, daß die vorliegende Erfindung mit ausgezeichneten
Resuttaten, betreffend die Reduzierung der Druckverluste, auf Kühlplattenkörper anwendbar
ist die nach den in der DE-A-2907511 und in der WO 98/30345beschriebenen Verfahren
hergestellt werden. Hierdurch können diese Kühlplattenkörper auch eingesetzt werden,
wenn niedrige Druckverluste erwünscht sind, was bis jetzt nicht möglich war.
[0013] In einer äußerst einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist das Formstück in axialer
Verlängerung des Kühlkanals angeordnet, wobei die Umlenkfläche durch eine seiner Stimflächen
ausgebildet wird. Wird der Kühlkanal zum Beispiel durch einen Kanal ausgebildet der
eine Einmündung in einer Stirnfläche des Kühlplattenkörpers aufweist, so ist das Formstück
vorteilhaft ein Stopfen, der in diese Einmündung eingesetzt ist und sich bis zur Einmündung
des Anschlußstutzens in den Kühlkanal erstreckt, wo er die Umlenkfläche für das Kühlmedium
ausbildet Um den Übergang zwischen Anschlußstutzen und Kühlkanal strömungstechnisch
wesentlich zu verbessern, genügt es bereits, daß die Umlenkfläche durch ein abgeschrägtes
Ende des Formstücks ausgebildet wird. Strömungstechnisch optimierte Umlenkflächen
mit einer konkaven Krümmung ermöglichen natürlich den lokalen Druckverlust noch weiter
zu reduzieren.
[0014] Das Formstück kann auch ein vorgefertigtes Übergangsstück, zum Beispiel ein kupfemes
Formgußstück sein, das in eine entsprechend angepaßte Aussparung im Kühlplattenkörper,
in die der Kühikanal eine Einmündung ausbildet, nach außen abgedichtet eingesetzt
ist. Dieses Übergangsstück weist einen bogenförmigen internen Übergangskanal auf,
der in dem Übergangsstück eine erste und eine zweite Einmündung ausbildet. Die erste
Einmündung mündet hierbei in den Anschlußstutzen ein. Die zweite Einmündung liegt
dagegen im Kühlplattenkörper gegenüber der Einmündung des Kühlkanals. Der bogenförmige
Übergangskanal, der zum Beispiel in ein Formgußstück eingegossenen sein kann, bildet
einen strömungstechnisch wesentlich günstigeren Übergang von dem Anschlußstutzen auf
den Kühlkanal aus, als ein unmittelbar in eine Bohrung des Kühlplattenkörpers eingeschweißter
oder eingelöteter Rohrstutzen.
[0015] Diese Kühlplatten mit eingesetzten Übergangsstücken haben ebenfalls den Vorteil,
daß der Übergang Anschlußstutzen/Kühlkanal durch ein standardisiertes, vorgefertigtes
Übergangsstück immer gleich gestaltet ist, so daß die Druckverluste in den einzelnen
Kühlkreisen weitaus leichter vorauszuberechnen und abzustimmen sind. Auch vom mechanischen
Standpunkt aus sind die Übergangsstücke einem direkten Einschweißen oder Einlöten
eines Anschlußstutzens in eine Bohrung des Kühlplattenkörpers vorzuziehen.
[0016] Die Reduzierung des Druckverlustes durch das erfindungsgemäße Übergangsstück ist
besonders ausgeprägt für Kühlplattenkörper mit Kühlkanälen die einen länglichen Querschnitt
aufweisen. Bei diesen Kühlplatten erfolgt der Übergang vom länglichen Querschnitt
des Kühlkanals auf einen kreisrunden Querschnitt im Kühlmittelanschluß in der Tat
progressiv im bogenförmigen Übergangskanal des Übergangsstücks, so daß Diskontinuitäten
im Strömungsbild vermieden werden.
[0017] Das Übergangsstück weist vorteilhaft einen massiven Ansatzkörper auf, welcher einen
Abstandshöcker ausbildet, der aus der Rückseite der Kühlplatte hervorragt. Bei der
montierten Kühlplatte pressen diese Ansatzkörper zugleich eine Dichtung in die Durchführung
der Anschlußstutzen in dem Ofenpanzer. Es braucht somit kein zusätzliches Element
um den Anschlußstutzen an die Rückseite der Kühlplatte angeschweißt oder angelötet
zu werden, so daß der Herstellungsvorgang der Kühlplatte vereinfacht wird. Weiterhin
erleichtert ein relativ massiver Ansatzkörper am Übergangsstück das Montieren des
Anschlußstutzens.
[0018] Die Aussparung für das Übergangsstück wird vorteilhaft von der Rückseite her in den
kupfernen Kühlplattenkörper eingefräst, wobei die Tiefe der Aussparung kleiner als
die Dicke des Kühlplattenkörpers ist Bei dieser Ausführung bleibt die dem Ofeninneren
zugekehrte Vorderseite der Kühlplatte intakt
[0019] Die Aussparung für das Übergangsstück mündet vorteilhaft in eine Stirnseite des Kühlplattenkörpers
ein. Hierdurch ist sie leichter herzustellen und der Kühlkanal kann sich bis unmittelbar
an das Stimende des Kühlplattenkörpers erstrecken. Zu dieser Ausgestaltung der Erfindung
ist weiterhin anzumerken, daß das Übergangsstück den Kühlkanal stirnseitig verschließt
und abdichtet. Hierdurch entfällt das in der DE-A-2907511 und in der WO 98/30345beschriebene
Einlöten oder Einschweißen von Stopfen in die stimseitig offenen Kühlkanäle, so daß
ein weiterer Arbeitsschritt eingespart wird.
[0020] In einer ersten Ausführung ist der Kühlplattenkörper, wie in der DE-A-2907511 beschrieben,
ein geschmiedeter oder gewalzter Kupferblock, wobei die Kühlkanäle durch mechanisches
Tiefbohren als Sackbohrungen erzeugt wurden.
[0021] In einer bevorzugten Ausführung ist der kupferne Kühlplattenkörper jedoch, wie in
der WO 98/30345beschrieben, stranggegossen, wobei die Kühlkanäle als in Gießrichtung
durchgehende Kanäle beim Stranggießen erzeugt wurden. Die Herstellung einer solchen
Kühlplatte ist besonders einfach, wobei sie dennoch weitaus bessere mechanische und
thermische Eigenschaften als eine formgegossene kupferne Kühlplatte aufweist.
[0022] Zwecks besserer Veranschaulichung der Erfindung und ihrer Vorteile, wird ein Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
[0023] Es zeigen:
- Figur 1:
- eine Draufsicht auf die Rückseite einer erfindungsgemäßen Kühlplatte;
- Figur 2:
- einen perspektivisch gezeichneten Ausschnitt aus der Kühlplatte der Figur 1;
- Figur 3:
- eine perspektivisch gezeichnete Detailansicht eines Übergangsstücks mit Anschlußstutzen;
- Figur 4:
- eine perspektivisch gezeichnete Detailansicht des Übergangsstücks der Figur 3, eingesetzt
in eine stirnseitige Aussparung in einem Kühlplattenkörper,
- Figur 5:
- einen Schnitt durch eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kühlplatte
im Bereich des Übergangs zwischen Kühlkanal und Anschlußstutzen;
- Figur 6:
- eine Ansicht eines Formstücks für die Ausgestaltung des Übergangs zwischen Kühlkanal
und Anschlußstutzen nach Figur 5.
[0024] In Figur 1 ist eine Kühlplatte 10 für einen Schachtofen, insbesondere einen Hochofen
gezeigt Derartige Kühlplatten, auch noch "Staves" genannt, sind an der Innenseite
der Ofenpanzerung angeordnet und an das Kühlsystem des Ofens angeschlossen. Die in
Figur 1 gezeigte Rückseite 11 der Kühlplatte 10 liegt hierbei der Ofenpanzerung gegenüber.
[0025] Die gezeigte Kühlplatte 10 besteht im wesentlichen aus einem Kühlplattenkörper 12
aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit rechteckiger Oberfläche. In den Kühlplattenkörper
12 sind vier gerade Kühlkanäle 14 integriert, die sich parallel zur Oberfläche, von
einer Stirnseite 16 zur gegenüberliegenden Stirnseite 18, durch den Kühlplattenkörper
12 erstrecken. Dieser Kühlplattenkörper 12 ist vorteilhaft nach dem in der nachveröffentlichten
Patentanmeldung WO 98/30345 beschriebenen Verfahren hergestellt worden. Hierbei wurde
eine Vorform des Kühlplattenkörpers 12 in einer Stranggießform stranggegossen, wobei
stabförmige Einsätze im Gießkanal in Stranggießrichtung verlaufende Kanäle erzeugten,
welche die Kühlkanäle 14 ausbilden. Wie aus Figur 2 ersichtlich weist der Querschnitt
der eingegossenen Kanäle 14 eine längliche Form auf, die ihre kleinste Ausdehnung
senkrecht zur Platte hat. Aus dieser stranggegossenen Vorform wurde durch zwei Schnitte
quer zur Gießrichtung ein Platte herausgetrennt, wobei die zwei Stirnflächen 16 und
18 des Kühlplattenkörpers 12 ausgebildet wurden. Anschließend wurden quer zur Längsrichtung
der Platte verlaufende Nuten 19 in eine der beiden Oberflächen des Kühlplattenkörpers
12 eingefräst (siehe Figur 2). Diese Oberfläche mit den eingefrästen Nuten 19 bildet
die Vorderseite 25 des Kühlplattenkörpers 12 aus, die dem Ofeninneren zugewandt ist.
Nach Montage der Kühlplatte 10 im Hochofen, kann die Vorderseite 25 des Kühlplattenkörpers
12 mit einem feuerfesten Material versehen werden, wobei die Nuten 19 eine bessere
Haftung des feuerfesten Materials gewährleisten.
[0026] An Rückseite der Kühlplatte 10 weist jeder Kühlkanal 14, an jedem-Ende, jeweils einen
Anschlußstutzen 20, bzw. 22 auf. Diese Anschlußstutzen 20, 22 stehen im wesentlichen
rechtwinklig zur Oberfläche des Kühlplattenkörpers 12. Sie werden durch die Ofenpanzerung
außerhalb des Ofens geführt, wo sie mit den Anschlußstützen einer benachbarten Kühlplatte
verbunden werden, so daß die Kühlplatte 10 in den Kühlkreislauf der Ofenpanzerung
eingebunden wird. Die Anschlußstutzen 20 dienen hierbei zum Beispiel als Vorlaufanschlüsse
und die Anschlußstutzen 22 als Rücklaufanschlüsse der Kühlplatte 10.
[0027] Ein erfindungsgemäßer Anschluß der Anschlußstutzen 20, 22 an die Kühlkanäle 14 in
dem Kühlplattenkörper 12 wird anhand der Figuren 2 bis 4 näher beschrieben. In Figur
3 ist ein Übergangsstück 24 gezeigt, das erfindungsgemäß für diesen Anschluß benutzt
wird. Es handelt sich hierbei vorteilhaft um ein Formgußstück aus Kupfer oder einer
Kupferlegierung. Da die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs aus dem das Übergangsstück
24 hergestellt wird keine große Rolle spielt, kann zum Beispiel eine Kupferlegierung
gewählt werden, die sich gut zum Formgießen eignet und eine größere mechanische Festigkeit
als die Kupferlegierung des Kühlplattenkörpers aufweist. Letztere soll sich in der
Tat hauptsächlich durch eine gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnen. Das einstückige
Übergangsstück setzt sich aus einem prismatischen Basiskörper 26, mit zwei abgerundeten
Kanten 28, 30, und einem zylindrischen Ansatzkörper 32 zusammen. Der Anschlußstutzen
22 ist in eine Bohrung im Ansatzkörper 32 eingeschweißt, eingelötet, eingeschraubt
oder gleichzeitig mitvergossen und steht senkrecht aus der freien Oberfläche 33 dieses
Ansatzkörpers 32 hervor. Der Innendurchmesser dieser Bohrung entspricht hierbei im
wesentlichen dem Außendurchmesser des Anschlußstutzens 22. In das Formgußstuck 24
ist ein bogenförmiger Übergangskanal 34 eingegossenen. Letzterer bildet im Ansatzkörper
32 eine Einmündung 36 in den Anschlußstutzen 22 aus, die im wesentlichen den gleichen
kreisrunden freien Querschnitt wie der Anschlußstutzen 22 aufweist Eine zweite Einmündung
38 des Übergangskanals 34 ist in einer Seitenfläche 40 des prismatischen Basiskörper
26 angeordnet. Diese zweite Einmündung 38 weist im wesentlichen den gleichen länglichen
Querschnitt wie die Kühlkanäle 14 in dem Kühlplattenkörper auf. Der eingegossene Übergangskanal
34 ist hierbei derart gestaltet, daß der Übergang vom länglichen auf den kreisrunden
Querschnitt progressiv, d.h. ohne wesentliche Diskontinuitäten erfolgt, welche im
strömenden Kühlmedium lokale Wirbel und somit Druckverluste erzeugen würden.
[0028] Wie aus den Figuren 1, 2 und 4 ersichtlich, ist an jedem Ende eines Kühlkanals 14
ein Formgußstück 24 mit seinem Basiskörper 26 in eine passende Aussparung im kupfernen
Kühlplattenkörper 12 eingesetzt. Diese Aussparungen sind vorteilhaft von der Rückseite
her in den kupfernen Kühlplattenkörper eingefräst, wobei die abgerundeten Ecken 28
und 30 am Basiskörper 26 diese Arbeit wesentlich vereinfachen. Wie aus Figur 4 ersichtlich,
mündet jede der Aussparungen seitlich in die jeweilige Stirnfläche 16, 18 des Kühlplattenkörpers
12, wobei die Tiefe der Aussparungen kleiner als die Dicke des Kühlplattenkörpers
12 ist, so daß die Vorderseite des Kühlplattenkörpers 12 mit seinen eingefrästen Nuten
19 intakt bleibt (siehe auch Figur 4). Die zweite Einmündung 38 des Übergangskanals
34 im Formgußstück 24 liegt in dieser Aussparung genau gegenüber der Einmündung des
Kühlkanals 14 in diese Aussparung. Der übrigbleibende Spalt zwischen dem Kühlplattenkörper
und dem in die Aussparung eingesetzten Basiskörper 26 wird rundum an der Oberfläche
zugeschweißt oder zugelötet, so daß durch diesen Spalt kein Kühlmedium nach außen
treten kann. Aus den Figuren 2 und 4 erkennt man, daß diese Naht einen relativ einfachen
Verlauf aufweist, so daß sie ohne weiteres auch maschinell auszuführen ist.
[0029] Wie aus den Figuren 2 und 4 ersichtlich, ragen die Ansatzkörper 32 aus dem Kühlplattenköper
12 als Andruckhöcker hervor, die bei der montierten Kühlplatte eine Dichtung in die
Durchführung der Anschlußstutzen in dem Ofenpanzer pressen.
[0030] Der in das Formgußstück 24. eingegossene bogenförmige Übergangskanal 34 bildet, wie
bereits oben erwähnt, einen strömungstechnisch wesentlich günstigeren Übergang von
dem Anschlußstutzen 20, 22 auf den Kühlkanal 14 aus, als ein unmittelbar in eine Bohrung
des Kühlplattenkörpers eingeschweißter oder eingelöteter Rohrstutzen. Die Druckverluste
in der Kühlplatte 10 werden somit wesentlich reduziert, was sich natürlich günstig
auf den Energieverbrauch für die Umwälzung des Kühlmediums auswirkt. Weiterhin wird
das Risiko einer, durch hohe lokale Druckverluste bedingte, Dampfblasenbildung am
Übergang Kühlkanal/Anschlußstutzen stark reduziert. Die erfindungsgemäße Kühlplatte
10 hat ebenfalls den Vorteil, daß der Übergang von dem Anschlußstutzen 20, 22 auf
den Kühlkanal 14 durch ein standardisiertes Formgußstück 24 Immer gleich gestaltet
ist, so daß die Druckverluste in den einzelnen Kühlkreisen weitaus leichter vorauszuberechnen
und abzustimmen sind. Auch vom mechanischen Standpunkt aus ist die erfindungsgemäße
Lösung natürlich ebenfalls einem direkten Einschweißen oder Einlöten eines Anschlußstutzens
in eine Bohrung des Kühlplattenkörpers vorzuziehen. Der massive Ansatzkörper, in den
der Anschlußstutzen 20, 22 eingesetzt wird trägt hierzu nicht unwesentlich bei.
[0031] Abschließend ist anzumerken, daß der Kühlplättenkörper einer erfindungsgemäßen Kühlplatte
auch nach dem in der DE-A-2907511 beschriebenen Verfahren mit Sackbohrungen hergestellt
werden könnte. Allerdings ist die oben beschriebene Herstellungsweise durch Stranggießen
weitaus einfacher und deshalb auch vorzuziehen. Weiterhin kann der Querschnitt der
eingegossenen Kanäle eine längliche Form aufweisen, die ihre kleinste Ausdehnung senkrecht
zur Kühlplatte hat Hierdurch können die stranggegossenen Kühlplatten mit einer geringeren
Plattendicke hergestellt werden als Kühlplatten mit gebohrten Kanälen, wodurch Kupfer
eingespart wird und das nutzbare Volumen des Ofens erhöht wird. Die vorliegenden Erfindung
reduziert hierbei auf vorteilhafte Art und Weise die höheren Druckverluste, die beim
Übergang auf die Anschlußstutzen 20, 22, mit einen kreisrunden freien Querschnitt
auftreten.
[0032] Eine vereinfachte erfindungsgemäße Ausgestaltung des Übergangsbereichs zwischen Anschlußstutzen
20 und Kühlkanal 14 ist in Figur 5 gezeigt. Der Anschlußstutzen ist unmittelbar in
den Kühlplattenkörper 12 eingesetzt und mit diesem verschweißt. Ein Formstück 124,
das in axialer Verlängerung des kühlkanals 14 in eine Aussparung 126 des Kühlplattenkörpers
12 eingesetzt ist, bildet im Bereich der Einmündung des Anschlußstutzens 20 in den
Kühlkanal 14 eine Umlenkfläche 134 für das Kühlmedium aus. Wie aus Figur 6 ersichtlich
ist, ist das Formstück 124 zum Beispiel ein Stopfen, der in die stimseitige Einmündung
des Kühlkanals 14 eingesetzt ist und sich bis zur Einmündung des Anschlußstutzens
20 in den Kühlkanal 14 erstreckt. Hier wird die Umlenkfläche 134 für das Kühlmedium
durch die Stirnfläche seines auf 45° abgeschrägten Endes 128 ausgebildet. Wie aus
Figur 5 ersichtlich ist, ist der Querschnitt des Kanals 14 oberhalb der Einmündung
des Anschlußstutzens 20 im Vergleich zum Querschnitt des eigentlichen Kühlkanals 14
leicht vergrößert Hierdurch wird eine Schufterfläche 130 im Kanal 14 ausgebildet,
an der eine entsprechende Schulterfläche 132 des Stopfen 124 anliegt, so daß die Umlenkfläche
134 genau unterhalb der Einmündung des Anschlußstutzens 20 in den Kühlkanal 14 positioniert
ist.
[0033] In den Figuren 5 und 6 weisen der Kühlkanal 14 und der Stopfen 124 einen länglichen
Querschnitt auf. Selbstverständlich könnten beide jedoch auch einen kreisrunden Querschnitt
aufweisen.
1. Kühlplatte für einen Ofen zur Eisen- oder Stahlerzeugung umfassend:
einen kupfernen Kühlplattenkörper (12) mit mindestens einem Kühlkanal (14) der sich
im wesentlichen parallel zur Rückseite des Kühlplattenkörpers (12) erstreckt, und
mindestens einen Anschlußstutzen (20, 22) der an Rückseite des Kühlplattenkörpers
(12) angeordnet ist und in dem Kühlplattenkörper (12) in den mindestens einen Kühlkanal
(14) einmündet; und
ein Formstück (24, 124) das im Bereich der Einmündung des Anschlussstutzens (20,22)
in den Kühlkanal (14) eine Umlenkfläche (34, 134) für das Kühlmedium ausbildet;
dadurch gekennzeichnet, dass das Formstück (24, 124) in eine vorgefertigte, von aussen zugängliche Aussparung
in dem Kühlplattenkörper eingepasst ist.
2. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (124) in axialer Verlängerung des Kühlkanals angeordnet ist, wobei
die Umlenkfläche (134) durch eine seiner Stirnflächen ausgebildet wird.
3. Kühlplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (14) durch einen Kanal ausgebildet wird der eine Einmündung (126) in
eine Stirnfläche des Kühlplattenkörpers (12) ausbildet, wobei das Formstück ein Stopfen
(124) ist, der in diese Einmündung eingesetzt ist und sich bis zur Einmündung des
Anschlußstutzens (20, 22) in den Kühlkanal (12) erstreckt, wo er die Umlenkfläche
für das Kühirriedium ausbildet
4. Kühlplatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkfläche (134) durch ein abgeschrägtes Ende des Formstücks (124) ausgebildet
wird.
5. Kühlplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück ein vorgefertigtes Übergangsstück (24) ist, das als Umlenkfläche einen
internen, bogenförmigen Übergangskanal (34) aufweist, der in dem Übergangsstück (24)
eine erste und eine zweite Einmündung ausbildet, wobei das Übergangsstück (24) in
eine entsprechend angepaßte Aussparung im kupfernen Kühlplattenkörper (12), in die
der Kühlkanal (14) eine Einmündung ausbildet, nach außen abgedichtet eingesetzt ist,
und wobei die erste Einmündung (36) dieses Übergangskanals (34) in den Anschlußstutzen
(20, 22) mündet, und die zweite Einmündung (38) des Übergangskanals (34) im Kühlplattenkörper
(12) gegenüber der Einmündung des Kühlkanals (14) in die Aussparung liegt.
6. Kühlplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (14) im Kühlplattenkörper (12) einen ersten Querschnitt und der Anschlußstutzen
(20, 22) einen zweiten Querschnitt aufweist, wobei im Übergangskanal (34) des Übergangsstücks
(24) der Übergang vom ersten auf den zweiten Querschnitt progressiv erfolgt.
7. Kühlplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (14) im Kühlplattenkörper (12) einen länglichen Querschnitt und der
Anschlußstutzen (20, 22) einen kreisrunden Querschnitt aufweist, wobei im Übergangskanal
(34) des Übergangsstücks (24) der Übergang vom länglichen auf den kreisrunden Querschnitt
progressiv erfolgt.
8. Kühlplatte nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (24) einen Ansatzkörper (32) aufweist der aus der Rückseite der
Kühlplatte (10) hervorragt.
9. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (20, 22) in das Übergangsstück (24) eingeschweißt oder eingelötet
ist.
10. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung für das Übergangsstück (24) von der Rückseite her in den kupfernen
Kühlplattenkörper (12) eingefräst ist, wobei die Tiefe der Aussparung kleiner als
die Dicke des Kühlplattenkörpers (12) ist.
11. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung für das Übergangsstück (24) in die Stirnseite (16, 18) des Kühlplattenkörpers
(12) einmündet und das Übergangsstück (24) den Kühlkanal (14) stirnseitig verschließt.
12. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kühlkanal (14) eine Sackbohrung ist, die in den Kühlplattenkörper
(12) gebohrt wurde.
13. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlplattenkörper (12) stranggegossen ist und der mindestens eine Kühlkanal (14)
als durchgehender Kanal beim Stranggießen eingegossen wurde.
14. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgefertigte Übergangsstück ein Formgußstück aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
ist.
15. Kühlplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Kühlplattenkörper (12) und dem in die Aussparung eingesetzten Übergangsstück
(24) vorhandener Spalt, rundum an der Oberfläche zugeschweißt oder zugelötet ist.
16. Verfahren zum Herstellen einer Kühlplatte für einen Ofen zur Eisen- oder Stahlerzeugung
umfassend folgende Schritte:
Fertigen eines Kühlplattenkörpers (12) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit mindestens
einem Kühlkanal (14) der sich im wesentlichen parallel zur Rückseite des Kühlplattenkörpers
(12) erstreckt, wobei der fertige Kühlplattenköper (12) mindestens eine von außen
zugängliche Aussparung aufweist in die der Kühlkanal (14) einmündet;
Einpassen eines Formstücks (24, 124) in die Aussparung des fertigen Kühlplattenkörpers
(12);
Anordnen eines Anschlußstutzens (20, 22) an Rückseite des Kühlplattenkörpers (12),
derart daß der Anschlußstutzens (20, 22) eine Einmündung in den Kühlkanal ausbildet,
und daß das in die Aussparung eingesetzte Formstück (24, 124) im Bereich dieser Einmündung
eine Umlenkfläche (34, 134) für das Kühlmedium ausbildet.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei:
die Aussparung in axialer Verlängerung des Kühlkanals (14) ausgebildet wird; und
die Umlenkfläche (134) durch eine Stirnfläche des Formstücks (124) ausgebildet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Kühlkanal (14) durch einen Kanal ausgebildet
wird der eine Einmündung (126) in eine Stirnfläche des Kühlplattenkörpers (12) ausbildet,
wobei das Formstück als Stopfen (124) in diese Einmündung (126) eingesetzt wird und
sich bis zur Einmündung des Anschlußstutzens (20, 22) in den Kühlkanal (12) erstreckt,
wo er die Umlenkfläche für das Kühlmedium ausbildet
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Umlenkfläche (134) durch ein abgeschrägtes
Ende des Formstücks (124) ausgebildet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Formstück ein vorgefertigtes Übergangsstück
(24) ist, das als Umlenkfläche einen internen, bogenförmigen Übergangskanal (34) aufweist,
der in dem Übergangsstück (24) eine erste und eine zweite Einmündung ausbildet, wobei
das Übergangsstück (24) in eine entsprechend angepaßte Aussparung im kupfernen Kühlplattenkörper
(12), in die der Kühlkanal (14) eine Einmündung ausbildet, nach außen abgedichtet
eingesetzt ist, und wobei die erste Einmündung (36) dieses Übergangskanals (34) in
den Anschlußstutzen (20, 22) mündet, und die zweite Einmündung (38) des Übergangskanals
(34) im Kühlplattenkörper (12) gegenüber der Einmündung des Kühlkanals (14) in die
Aussparung liegt
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Kühlkanal (14) im Kühlplattenkörper (12) einen
ersten Querschnitt und der Anschlußstutzen (20, 22) einen zweiten Querschnitt aufweist,
wobei im Übergangskanal (34) des Übergangsstücks (24) der Übergang vom ersten auf
den zweiten Querschnitt progressiv erfolgt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Kühlkanal (14) im Kühlplattenkörper (12) einen
länglichen Querschnitt und der Anschlußstutzen (20, 22) einen kreisrunden Querschnitt
aufweist, und im Übergangskanal (34) des Übergangsstücks (24) der Übergang vom länglichen
auf den kreisrunden Querschnitt progressiv erfolgt.
23. Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, wobei das Übergangsstück (24)-einen Ansatzkörper
(32) aufweist der aus der Rückseite der Kühlplatte (10) hervorragt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei der Anschlußstutzen (20, 22) in
das Übergangsstück (24) eingeschweißt oder eingelötet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die Aussparung für das Übergangsstück
(24) von der Rückseite her in den kupfernen Kühlplattenkörper (12) eingefräst wird,
und die Tiefe der Aussparung kleiner als die Dicke des Kühlplattenkörpers (12) ist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei die Aussparung für das Übergangsstück
(24) in die Stirnseite (16, 18) des Kühlplattenkörpers (12) einmündet und das Übergangsstück
(24) den Kühlkanal (14) stirnseitig verschließt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei der mindestens eine Kühlkanal
(14) eine Sackbohrung ist, die in den Kühlplattenkörper (12) gebohrt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei Kühlplattenkörper (12) stranggegossen
wird und der mindestens eine Kühlkanal (14) als durchgehender Kanal beim Stranggießen
eingegossen wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, wobei das vorgefertigte Übergangsstück
ein aus Kupfer oder einer Kupfertegierung formgegossen wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei ein zwischen dem Kühlplattenkörper (12) und dem
in die Aussparung eingesetzten Übergangsstück (24) vorhandener Spalt, rundum an der
Oberfläche zugeschweißt oder zugelötet wird.
1. Cooling plate for an iron- and steelmaking furnace comprising:
a copper cooling plate body (12) with at least one cooling duct (14), which extends
essentially parallel with the back of the cooling plate body (12), and
at least one connection piece (20, 22), which is arranged on the back of the cooling
plate body (12) and terminates in the at least one cooling duct (14) in the cooling
plate body (12),
a formed piece (24, 124) forming a deflection surface (34, 134) for the cooling medium
in the area of the opening of the connection piece (20, 22) into the cooling duct
(14);
characterised by
the formed piece (24, 124) is fitted in a prefabricated, externally accessible recess
in the cooling plate body.
2. Cooling plate according to claim 1, characterised in that the formed piece (124) is arranged in an axial extension of the cooling duct, said
deflection surface (134) being formed by its end faces.
3. Cooling plate according to claim 2, characterised in that the cooling duct 14) is formed by a duct which forms an opening (126) into an end
face of the cooling plate body (12), the formed piece being a plug (124), which is
inserted in this opening and extends to the opening of the connection piece (20, 22)
into the cooling duct (12), where it forms the deflection surface for the cooling
medium.
4. Cooling plate according to claim 2 or 3, characterised in that the deflection surface (134) is formed by a bevelled end of the formed piece (124).
5. Cooling plate according to claim 1, characterised in that the formed piece is a prefabricated transition piece (24), which has an internal,
curved transition duct (34) as a deflection surface, which forms a first and second
opening in the transition piece (24), the transition piece (24) being inserted sealed
from the outside in a suitably adapted recess in the copper cooling plate body (12),
into which the cooling duct (14) forms an opening, the first opening (36) of this
transition duct (34) opening into the connection piece (20, 22) and the second opening
(38) of the transition duct (34) in the cooling plate body (12) lying opposite the
opening of the cooling duct (14) into the recess.
6. Cooling plate according to claim 5, characterised in that the cooling duct (14) in the cooling plate body (12) has a first cross-section and
the connection piece (20, 22) a second cross-section, the transition from the first
to the second cross-section taking place progressively in the transition duct (34)
of the transition piece (24).
7. Cooling plate according to claim 6, characterised in that the cooling duct (14) in the cooling plate body (12) has an oblong cross-section
and the connection piece (20, 22) a circular cross-section, the transition from the
oblong to the circular cross-section taking place progressively in the transition
duct (34) of the transition piece (24).
8. Cooling plate according to claim 5, 6 or 7, characterised in that the transition piece (24) has a shoulder (32), which projects from the back of the
cooling plate (10).
9. Cooling plate according to one of claims 5 to 8, characterised in that the connection piece (20, 22) is welded or soldered into the transition piece (24).
10. Cooling plate according to one of claims 5 to 9, characterised in that the recess for the transition piece (24) is cut into the copper cooling plate body
(12) from the rear, the depth of the recess being smaller than the thickness of the
cooling plate body (12).
11. Cooling plate according to one of claims 5 to 10, characterised in that the recess for the transition piece (24) terminates in the end phase (16, 18) of
the cooling plate body (12) and the transition piece (24) closes the cooling duct
(14) in this end phase.
12. Cooling plate according to one of claims 1 to 11, characterised in that the at least one cooling duct (14) is a blind hole, which was drilled into the cooling
plate body (12).
13. Cooling plate according to one of claims 1 to 12, characterised in that the cooling plate body (12) is a continuously cast cooling plate, wherein the at
least one cooling duct (14) is formed as a continuous duct during continuous casting.
14. Cooling plate according to one of claims 5 to 13, characterised in that the prefabricated transition piece is a mould casting made from copper or a copper
alloy.
15. Cooling plate according to claim 14, characterised in that a gap between the cooling plate body (12) and the transition piece (24) inserted
in the recess is welded or soldered therein.
16. Process for the manufacturing of a cooling plate for an iron- and steelmaking furnace
comprising the following steps:
manufacturing a cooling plate body (12) from copper or a copper alloy with at least
one cooling duct (14) which extends essentially parallel with the back of the cooling
plate body (12), said finished cooling plate body (12) comprising at least one externally
accessible recess into which the cooling duct (14) opens;
fitting a formed piece (24, 124) into the recess of the finished cooling plate body
(12);
arranging a connection piece (20, 22) at the back of the cooling plate body (12) in
such a manner that the connection piece (20, 22) forms an opening into the cooling
duct, and that the formed piece (24, 124) inserted into the recess forms a deflection
surface (34, 134) for the cooling fluid in the region of this opening.
17. Process according to claim 16, wherein :
the recess is formed in an axial extension of the cooling duct (14), and said deflection
surface (134) is formed by an end face of the formed piece (124).
18. Process according to claim 17, wherein the cooling duct (14) is formed by a duct which
forms an opening (126) into an end face of the cooling plate body (12), the formed
piece being a plug (124) which is inserted into this opening (126) and extends to
the opening of the connection piece (20, 22) into the cooling duct (12), where it
forms the deflection surface for the cooling medium.
19. Process according to claim 17 or 18, wherein the deflection surface (134) is formed
by a bevelled end of the formed piece (124).
20. Process according to claim 16, wherein the formed piece is a prefabricated transition
piece (24) which has an internal curved transition duct (34) as a deflection surface,
which forms a first and a second opening in the transition piece (24), the transition
piece (24) being inserted sealed from the outside in a suitably adapted recess in
the copper cooling plate body (12) into which the cooling duct (14) forms an opening,
and the first opening (36) of this transition duct (34) opening into the connection
piece (20, 22), and the second opening (38) of the transition duct (34) lying in the
cooling plate body (12), opposite the opening of the cooling duct (14) into the recess.
21. Process according to claim 20, wherein the cooling duct (14) in the cooling plate
body (12) has a first cross-section and the connection piece (20, 22) has a second
cross-section, the transition from the first to the second cross-section taking place
progressively in the transition duct (34) of the transition piece (24).
22. Process according to claim 21, wherein the cooling duct (14) in the cooling plate
body (12) has an oblong cross-section and the connection piece (20, 22) has a circular
cross-section, the transition from the oblong to the circular cross-section taking
place progressively in the transition duct (34) of the transition piece (24).
23. Process according to claim 20, 21 or 22, wherein the transition piece (24) has a shoulder
(32) which projects from the back of the cooling plate (10).
24. Process according to any one of claims 20 to 23, wherein the connection piece (20,
22) is welded or soldered into the transition piece (24).
25. Process according to any one of claims 20 to 24, wherein the recess for the transition
piece (24) is milled into the copper cooling plate body (12) from the rear, the depth
of the recess being smaller than the thickness of the cooling plate body (12).
26. Process according to any one of claims 20 to 25, wherein the recess for the transition
piece (24) terminates in the end face (16, 18) of the cooling plate body (12) and
the transition piece (24) closes the cooling duct (14) in this end face.
27. Process according to any one of claims 20 to 26, wherein the at least one cooling
duct (14) is a blind hole, which is drilled into the cooling plate body (12).
28. Process according to any one of claims 20 to 27, wherein the cooling plate body (12)
is a continuously cast cooling plate, wherein the at least one cooling duct (14) is
formed as a continuous duct during continuous casting.
29. Process according to any one of claims 20 to 28, wherein the prefabricated transition
piece is a mould casting made from copper or a copper alloy.
30. Process according to claim 29, wherein a gap subsisting between the cooling plate
body (12) and the transition piece (24) inserted into the recess, is closed by welding
or soldering.
1. Plaque de refroidissement pour un four de production de fer ou d'acier, comprenant
:
un corps (12) en cuivre de la plaque de refroidissement, muni d'au moins un canal
de refroidissement (14) qui s'étend essentiellement parallèlement au dos du corps
(12) de la plaque de refroidissement, et
au moins un embout de raccordement (20, 22) qui est placé au dos du corps (12) de
la plaque de refroidissement et qui débouche dans le corps (12) de la plaque de refroidissement
dans l'au moins un canal de refroidissement (14) ;
une pièce façonnée (24, 124) qui, dans la partie de l'embouchure de l'embout de raccordement
(20, 22) dans le canal de refroidissement (14), forme une surface de déviation (34,
134) pour le fluide de refroidissement;
caractérisée en ce que la pièce façonnée (24, 124) est ajustée dans le corps de la plaque de refroidissement,
dans un évidement préfabriqué, accessible de l'extérieur.
2. Plaque de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce façonnée (124) est placée en prolongement axial du canal de refroidissement,
la surface de déviation (134) étant formée par l'une de ses surfaces frontales.
3. Plaque de refroidissement selon la revendication 2, caractérisée en ce que le canal de refroidissement (14) est formé par un canal qui forme une embouchure
(126) dans une surface frontale du corps (12) de la plaque de refroidissement, la
pièce façonnée étant un bouchon (124) qui est inséré dans cette embouchure et qui
s'étend dans le canal de refroidissement (12), où il forme la surface de déviation
pour le fluide de refroidissement, jusqu'à l'embouchure de l'embout de raccordement
(20, 22).
4. Plaque de refroidissement selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la surface de déviation (134) est formée par une extrémité biseautée de la pièce
façonnée (124).
5. Plaque de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce façonnée est une pièce intermédiaire préfabriquée (24) qui présente, comme
surface de déviation, un canal de passage (34) interne en forme d'arc, qui forme une
première et une deuxième embouchures dans la pièce intermédiaire (24), la pièce intermédiaire
(24) étant insérée, en étant étanche vers l'extérieur, dans un évidement adapté de
manière correspondante dans le corps (12) en cuivre de la plaque de refroidissement,
dans lequel évidement le canal de refroidissement (14) forme une embouchure, et la
première embouchure (36) de ce canal de passage (34) aboutissant dans l'embout de
raccordement (20, 22) et la deuxième embouchure (38) du canal de passage (34) dans
le corps (12) de la plaque de refroidissement étant située dans l'évidement, à l'opposé
de l'embouchure du canal de refroidissement (14).
6. Plaque de refroidissement selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canal de refroidissement (14) dans le corps (12) de la plaque de refroidissement
présente une première section et en ce que l'embout de raccordement (20, 22) présente une deuxième section, le passage de la
première section à la deuxième section dans le canal de passage (34) de la pièce intermédiaire
(24) ayant lieu de manière progressive.
7. Plaque de refroidissement selon la revendication 6, caractérisée en ce que le canal de refroidissement (14) dans le corps (12) de la plaque de refroidissement
présente une section oblongue et en ce que l'embout de raccordement (20, 22) présente une section circulaire, le passage de
la section oblongue à la section circulaire dans le canal de passage (34) de la pièce
intermédiaire (24) ayant lieu de manière progressive.
8. Plaque de refroidissement selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que la pièce intermédiaire (24) présente un corps en saillie (32) qui dépasse du dos
de la plaque de refroidissement (10).
9. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'embout de raccordement (20, 22) est soudé ou brasé dans la pièce intermédiaire
(24).
10. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que l'évidement pour la pièce intermédiaire (24) est fraisé, du côté du dos, dans le
corps (12) en cuivre de la plaque de refroidissement, la profondeur de l'évidement
étant inférieure à l'épaisseur du corps (12) de la plaque de refroidissement.
11. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que l'évidement pour la pièce intermédiaire (24) débouche dans le côté frontal (16, 18)
du corps (12) de la plaque de refroidissement et en ce que la pièce intermédiaire (24) ferme le canal de refroidissement (14) du côté frontal.
12. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que l'au moins un canal de refroidissement (14) est un trou borgne qui a été percé dans
le corps (12) de la plaque de refroidissement.
13. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le corps (12) de la plaque de refroidissement est coulé en continu et en ce que l'au moins un canal de refroidissement (14) a été coulé comme canal interrompu lors
de la coulée en continu.
14. Plaque de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisée en ce que la pièce intermédiaire préfabriquée est une pièce moulée en cuivre ou en alliage
de cuivre.
15. Plaque de refroidissement selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'un espace, présent entre le corps (12) de la plaque de refroidissement et la pièce
intermédiaire (24) insérée dans l'évidement, est soudé ou brasé tout autour sur la
surface.
16. Procédé de production d'une plaque de refroidissement pour un four de production de
fer ou d'acier, comprenant les étapes suivantes :
fabrication d'un corps (12) de plaque de refroidissement en cuivre ou en alliage de
cuivre, muni d'au moins un canal de refroidissement (14) qui s'étend essentiellement
parallèlement au dos du corps (12) de la plaque de refroidissement, le corps (12)
fabriqué de la plaque de refroidissement présentant au moins un évidement accessible
de l'extérieur, dans lequel aboutit le canal de refroidissement (14) ;
adaptation d'une pièce façonnée (24, 124) dans l'évidement du corps (12) fabriqué
de la plaque de refroidissement ;
disposition d'un embout de raccordement (20, 22) au dos du corps (12) de la plaque
de refroidissement, de telle manière que l'embout de raccordement (20, 22) forme une
embouchure dans le canal de refroidissement et que la pièce façonnée (24, 124) insérée
dans l'évidement forme, dans la partie de cette embouchure, une surface de déviation
(34, 134) pour le fluide de refroidissement.
17. Procédé selon la revendication 16,
l'évidement étant formé en prolongement axial du canal de refroidissement (14) ; et
la surface de déviation (134) étant formée par une surface frontale de la pièce façonnée
(124).
18. Procédé selon la revendication 17, le canal de refroidissement (14) étant formé par
un canal qui forme une embouchure (126) dans une surface frontale du corps (12) de
la plaque de refroidissement, la pièce façonnée étant insérée dans cette embouchure
(126) comme bouchon (124) et s'étendant dans le canal de refroidissement (12), où
il forme la surface de déviation pour le fluide de refroidissement, jusqu'à l'embouchure
de l'embout de raccordement (20, 22).
19. Procédé selon la revendication 17 ou 18, la surface de déviation (134) étant formée
par une extrémité biseautée de la pièce façonnée (124).
20. Procédé selon la revendication 16, la pièce façonnée étant une pièce intermédiaire
(24) préfabriquée, qui présente, comme surface de déviation, un canal de passage (34)
interne en forme d'arc, qui forme une première et une deuxième embouchures dans la
pièce intermédiaire (24), la pièce intermédiaire (24) étant insérée, en étant étanche
vers l'extérieur, dans un évidement adapté de manière correspondante dans le corps
(12) en cuivre de la plaque de refroidissement, dans lequel évidement le canal de
refroidissement (14) forme une embouchure, et la première embouchure (36) de ce canal
de passage (34) aboutissant dans l'embout de raccordement (20, 22), et la deuxième
embouchure (38) du canal de passage (34) dans le corps (12) de la plaque de refroidissement
étant située dans l'évidement, à l'opposé de l'embouchure du canal de refroidissement
(14).
21. Procédé selon la revendication 20, le canal de refroidissement (14) dans le corps
(12) de la plaque de refroidissement présentant une première section et l'embout de
raccordement (20, 22) présentant une deuxième section, le passage de la première à
la deuxième section dans le canal de passage (34) de la pièce intermédiaire (24) ayant
lieu de manière progressive.
22. Procédé selon la revendication 21, le canal de refroidissement (14) dans le corps
(12) de la plaque de refroidissement présentant une section oblongue et l'embout de
raccordement (20, 22) présentant une section circulaire, et le passage de la section
oblongue à la section circulaire dans le canal de passage (34) de la pièce intermédiaire
(24) ayant lieu de manière progressive.
23. Procédé selon la revendication 20, 21 ou 22, la pièce intermédiaire (24) présentant
un corps en saillie (32) qui dépasse du dos de la plaque de refroidissement (10).
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, l'embout de raccordement
(20, 22) étant soudé ou brasé dans la pièce intermédiaire (24).
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 24, l'évidement pour la pièce
intermédiaire (24) étant fraisé, du côté du dos, dans le corps (12) en cuivre de la
plaque de refroidissement, et la profondeur de l'évidement étant inférieure à l'épaisseur
du corps (12) de la plaque de refroidissement.
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 25, l'évidement pour la pièce
intermédiaire (24) débouchant dans le côté frontal (16, 18) du corps (12) de la plaque
de refroidissement et la pièce intermédiaire (24) fermant le canal de refroidissement
(14) du côté frontal.
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 26, l'au moins un canal de
refroidissement (14) étant un trou borgne qui a été percé dans le corps (12) de la
plaque de refroidissement.
28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 27, le corps (12) de la plaque
de refroidissement étant coulé en continu et l'au moins un canal de refroidissement
(14) étant coulé comme canal ininterrompu lors de la coulée en continu.
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 28, la pièce intermédiaire
préfabriquée étant coulée en cuivre ou en alliage de cuivre.
30. Procédé selon la revendication 29, un espace présent entre le corps (12) de la plaque
de refroidissement et la pièce intermédiaire (24) insérée dans l'évidement étant soudé
ou brasé tout autour sur la surface.
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2006/01/DOC/EPNWB1/EP99958030NWB1/imgf0001)
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2006/01/DOC/EPNWB1/EP99958030NWB1/imgf0002)