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Windformen für Ofen
Windformkühlkasten für Hochofen und Sauerstoff-Aufblasherstellung

Das Produktions- und Engineeringunternehmen ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) bietet den Kunden aus den EU Ländern, Osteuropa und GUS-Staaten verschiedene Begleitvorrichtungen und Zubehörteile für Metallurgie an, die für Reparatur und Wiederherstellung der Wechsel- und Verschleissteile für Stranggussanlagen (МНЛЗ), Walzwerke, Werkzeugmaschinen für spanlose Formung benötigt sind.

Das Produktions- und Engineeringunternehmen ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) kann individuelle Anfertigung einer breiten Reihe der Windformen und Windformkühlkasten kundenauftrags- und zeichnungsbezogen anbieten.

Aufbau vom Hochofen. Windformen und Windformkühlkasten vom Hochofen

Hochofen besteht aus dem Gicht (Gichtverteiler im Ofen), dem Schacht (kegelförmige Ofensektion für Fe2O3 Heizung und Rückgewinnung), dem Kohlensack (zylindrische Ofensektion für Fe2O3 Erweichung und Schmelzung), der Rast (kegelförmige Ofensektion, wo sich Reduktionsgas bildet) und dem Unterofen (zylindrische Ofensektion für Speicherung vom flüssigen Eisen und Schlacke).

Im oberen Teil des Unterofens befinden sich die Windformen. Das sind die Zufuhrkanäle für den heissen Strom (Mischung von der Druckluft, sauerstoff- und kohlenwasserkraftstoffangereichert). In dieser Ofensektion kann die Temperatur 2000 °C erreichen. So werden die Windformen in sehr extremen Bedingungen betrieben, aber Sauerstoffzufuhr in die Feuerzone im Unterofen ist für Beibehalten der hohen Temperatur und effektive Eisenschmelzung notwendig. Innerhalb von 24 Stunden kann 4 500 Tausend m3 Luft durch die Windformen in den Hochofen eingehen.

Windformen für Ofen

Verwendungsschema der Windformen im Hochofen.

Zum ersten Mal wurden die Windformen im Hochofen von Nevyansk Werk im 1740 verwendet. Allgemeine Verwendung von Windformen im Hochofenbetrieb begann am Anfang von XX Jahrhundert. Seitdem änderte sich die Konstruktion von Windformen nicht besonders stark, obwohl die Fertigungsverfahren wurde ständig entwickelt und verbessert.

Windformen für Ofen

Windform-Baugruppe

Windform-Baugruppe besteht aus einer Düse, die die Luftmischung in die Windform liefert, beweglichem und nicht-beweglichem Kniestücke, Windstock für den Anschluss mit dem Windringleitungsstutzen über die Klammer und Spannverschraubung mit Feder. Die Hauptarbeitsanschlüsse in Windform-Baugruppe wie Windform mit Düse, Düsen mit beweglichem Kniestück, bewegliche und unbewegliche Kniestücke werden über die dichte Verbindung der polierten Kegelflächen durch aufeinanderfolgende dichte Anordnung des folgenden Teils zum vorstehenden verbunden. Dabei werden die präzise angepassten Kegeloberflächen die dichte Verbindung sichern. Jegliche Störung der technologischen Bedingungen der Heizung und Undichtheit einer der Verbindungen in der Windform kann zum Ausbrennen der Konstruktionselemente bringen und Unfall verursachen.

In den schwierigsten Temperaturverhältnissen werden die Windform, Windformkühlkasten und Düse betrieben. Der Windformkühlkasten wird im Schutzkasten der Ofenausmauerung aufgestellt, die Düse wird mit Windform zugeordnet, die in den Herdraum auf 250 – 350 mm vorragt.

Die Düsen werden gewöhnlich aus Stahl mit Beschichtung aus der speziellen Keramik- Feuerfestauskleidung hergestellt. Die Windformen werden aus Kupfer hergestellt. Die veraltete Konstruktion von Windform ist die Vorrichtung aus gepresstem Kupferblech mit Wandstärke bis 8 mm. Zurzeit werden die Windformen hauptsächlich aus Kupfer durch Schleudergußverfahren gefertigt, es versichert die maximale Lebensdauer der Windform dank dem guten Herstellungsverfahren. Auf solche Weise werden auch maximale Gleichmässigkeit des Werkstoffs und Abwesenheit der Mikroporen garantiert. Dieses Herstellungsverfahren ist aber teurer als Vakuumgießverfahren, das seltener verwendet wird, hat niedrigere Selbstkosten, aber es gibt Gefahr der Ungleichmässigkeit des Werkstoffs. Jedenfalls verdrängt das Giessverfahren die Schweisskonstruktionen in der Windformherstellung wegen der niedrigen Leistungsfähigkeit, abgesehen von niedrigen Produktionsselbstkosten. Diese Produktion ist mit dem hohlen Kupferguss von Windformkühlkasten verbunden. Mit Gissverfahren lassen sich auch die Windformkühlkasten herstellen. Sie werden aus Kupfer produziert (selten aus Bronze), im Windschutzkasten vom Hochofen angebaut und über den Flansch mit zusätzlichem Anschweissen zum Gestellpanzer befestigt.

Die Windform vom Hochofen wird durch das Wasser gekühlt, das mit der Förderung 15 – 25 m3/h direkt an die innere Kante von Windform gefordert wird. Dabei soll die maximale Temperatur vom Ablaufkühlwasser 15°C sein. Der Druck vom Kühlwasser, das an die Kante der Windform und an den Windformkühlkasten gefordert wird, soll 5 – 10 atm nicht überschreiten. Der Werkstoff mit minimalem Gehalt von Kupfer 99,5% (Cu) ermöglicht leichte Wärmeabführung von Arbeitskegel der Windform, der in extrem heissen Bedingungen betrieben wird.

Windformen für Ofen

Windformkühlkasten

Das Produktions- und Engineeringunternehmen ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) hat grosse Erfahrung in der Herstellung der Windformen laut den Zeichnungen vom Kunden und Windformkühlkasten durch Zentrifugalgießverfahren. ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) prüft die Qualität der Herstellung und der Materialausführung an allen Produktionsstufen, angefangen mit Analyse vom Ausgangsrohstoff bis die Kontrolle der mechanischen Schlichtbearbeitung.

Windformen für Ofen
Das Bild der Windform, hergestellt durch Vakuumgießverfahren

Windformen für Ofen Windformen für Ofen
Windformen für Ofen Windformen für Ofen
Windformen für Ofen Windformen für Ofen
Windformen für Ofen
Die Muster der Windformen und Windformkühlkasten, die wir unseren Kunden schon geliefert haben

Die Windformen für Linz-Donawitz-Verfahren

Die andere Anwendung der Windformen ist der Sauerstoffblaskonverter. Dieser Konverter ist ein im inneren ausgekleideter birnenförmiger Behälter, der auf den Zapfen drehbar ist, oben einen Loch für Versorgung mit Sauerstoff, Gusseisen, Metallschrott, Schlackebildner durch die Windform hat, sowie mit Stichloch für Stahlablass ausgestattet ist.

Wassergekühlte Sonderwindform, die für Sauerstoffversorgung in den Konverter notwendig ist, befindet sich im Konverterhals streng axial. Eindrücktiefe der Windform in den Konverter über dem Bad kann sich im Laufe des Schmelzens ändern. Die Windform wird mit der Geschwindigkeit 1 m/sec mit Hilfe einer Sondervorrichtung verstellt, die mit Drehvorrichtung vom Konverter verbunden ist. Sauerstoff wird unter dem Druck max 16 bar in die Windform eingeführt.

Die Windform besteht normalerweise aus zwei Teilen – Kupferkopf, der bei den hohen Temperaturen bis 2600°C betrieben wird, und dem Rohr-Einführungsteil, der aus der Hochtemperaturzone ausgeht, hier ist die rasche Wärmeableitung nicht erforderlich. Der Rohrteil, dessen Länge 27 m erreichen kann, besteht aus drei koaxial-verbundenen Röhren aus wärmebeständigem Stahl. Durch zentrales Rohr wird Sauerstoff eingeführt. Im mittleren Hohlraum, der von zentralen und mittleren Röhren gebildet wird, wird das Kühlwasser eingeführt, das über das Sonderkanal im Windformkopf durch den Hohlraum zwischen den mittleren und äusseren Röhren abgeleitet wird. Dank solchem Prozessablauf vom Kühlwasserstrom wird die Wärme von Windform und drei Rohrteilen, die sich in der extrem heissen Zone befinden. Wassereinpressrate wird aus der Bedingung bestimmt, dass der Temperaturdifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangstemperaturen 30°C nicht übersteigt. Um den Differenz von Temperaturausdehnung der Rohrelementen im Ableitungsrohrteil auszugleichen, werden die geriffelten metallischen Ausgleicher in inneren Rohren wegen des wesentlichen Unterschieds im Wärmegrad verwendet. An den Anschlussstellen von Rohren werden die Stopfbuchsendichtungen verwendet, die die Rohre längs der Achse bewegen lassen. Neben dem Konverter am Ableitungsrohrteil wird Kupferkopf von Windform befestigt, wo sich die Düsen befinden, die Sauerstoff im Konverter verteilen.

Windformen für Ofen

Die Windformköpfe werden aus reinem Kupfer produziert, um die maximale Wärmeabgabe dem fliessenden Kühlwasser zu sichern, Festigkeitseigenschaften der Konstruktion zu behalten und Überhitzung des Werkstoffs zu verhindern. Früher wurden die Kupferköpfe als Schweißkonstruktionen hergestellt, die aber nicht genug robust waren. Die Schweissnähte haben die Lebensdauer des Kopfes wesentlich verkürzt. Jetzt verwendet man die Giesskonstruktionen der Windformköpfe. Jedenfalls ist die Lebensdauer des Windformkopfes nicht länger als 150 Schmelzen.

In den ersten Konvertern haben die Köpfe eine Düse mit ziemlich niedriger Geschwindigkeit der Sauerstoffeinführung gehabt. Aber wegen der Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs und Vergrösserung des Umwandlervolumens brauchte man die zweite Düse, weil das geschmolzene Metall sich mit einer Düse bei dem Verblasen verspritzten kann. Zurzeit haben die Windformköpfe bis sieben Düsen, die genug robust und zuverlässig sind, dabei wird die Lebensdauer der Konstruktion beibehalten. Sie werden auf einem Kreis um den Windformkopf herum im bestimmten Winkel zu dieser Achse untergeordnet. Dieser Winkel wird abhängig vom Konverterfreiraum und dem Abstand zu den Konverterwänden bestimmt, damit Sauerstoff aus der Düse den Feuerfestmaterial der Wände nicht ausbrennt. So wird gleichmässiges Ausblasen ohne Metallausspritzen garantiert, sowie die Ausbeute vom fertigen Metall um einige Prozente erhöht.

Windformen für Ofen Windformen für Ofen
Beispiele der Windformköpfe vom Sauerstoff-Konverter

Das Produktions- und Engineeringunternehmen ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) kann auch die Sonderteile für den Eisenhüttenbetrieb entsprechend der Anforderungsspezifikationen von Kunden aus dem nichtrostenden Sonderstahl höherer Festigkeit und Verschleisswiderstand, aus wärmebeständigem Stahl, Stellen, Bronze, Keramik und beschichtetem Stahl herstellen:

Weitere Information über die Einrichtungen für Hüttenproduktion, die die Firma ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) liefert, kann man auf der Hauptweb-site über die Metallurgie in der verschiedenen Sprachen der Welt finden:

Russisch - www.ence.ch/rus/equipment_ME
English - www.ence.ch/eng/equipment_ME
Deutsch - www.ence.ch/deu/equipment_ME
Espanol - www.ence.ch/esp/equipment_ME
Italiano - www.ence.ch/ita/equipment_ME
Francais - www.ence.ch/fra/equipment_ME


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