説明

冷却プレート

【課題】 本発明の課題は、その冷却プレートにおいて、この冷却プレートと接続管体との間の結合の向上された耐疲労性が、使用において生じる諸応力のより良好な収容および伝播によって得られる、高炉用の、銅または銅合金から成る冷却プレートを提供することである。
【解決手段】 高炉用の、銅または銅合金から成る冷却プレートは、多数の穿孔6を冷却剤の収容のために有している。これら穿孔6は、プレート低温側面5に溶接された接続管体9、10を介して、冷却剤流入口12および冷却剤流出口13と結合されている。接続管体9、10は、これら接続管体のプレート側の端部において、縁折り曲げによって形成されたフランジ15を備えている。これらフランジ15は、プレート低温側面5の窪み部17内へと挿入されており、且つ、周囲において、V字形の継ぎ目溶接19によって、このプレート低温側面5と溶接されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念における特徴に従う、高炉用の、銅または銅合金から成る冷却プレートに関する。
【背景技術】
【0002】
この様式の冷却プレートは、ヨーロッパ特許第951 371号明細書(特許文献1)によって、公知技術として上げられている。この冷却プレート内において、多数の穿孔が冷却剤、特に水を収容するために設けられており、これら穿孔が、プレート低温側面に溶接された接続管体を介して、冷却剤流入口、および冷却剤流出口と結合されている。この接続管体の内側断面積は、通常、これら穿孔の直径に適合されている。この冷却プレートにおける、これら接続管体の固定は、通常は、このプレート低温側面内において、これら接続管体の外径に適合された、僅かな深さの窪み部が形成され、次いで、これら接続管体の冷却プレート側の端部が、この窪み部内へと挿入され、且つ、引き続いて、これら接続管体が、この冷却プレートとすみ肉溶接によって溶接されることによって行われる。これら接続管体のプレート側の端部の特別の加工は、この場合に行われない。これら加工は、ただ大抵の場合に内側面にだけ、冷却剤の良好な流過を保証するために行われる。
【0003】
接続管体が銅または銅合金から成る場合、鋼製の冷却剤流入口および冷却剤流出口と結合された接続管体は、冷却プレートに対して間隔をおいて、鋼スリーブを備えている。鋼スリーブは、銅または銅合金から成る接続管体の場合、高炉外套部との気密な溶接を形成するために必要である。このことによって、および、鋼製の接続管体の使用の際にも、冷却プレートの組み付けの際に、高炉内において、銅が溶接されねばならないことは回避される。この銅の溶接は、技術的に非常に経費を要し、且つ大きな欠陥リスクを伴う。
【0004】
更に別の問題は、この公知の方法において、すみ肉溶接の検査が、特に銅継ぎ目溶接の場合の例えば染色浸透試験(Farbeindringpruefung)を用いて、確かに技術的に可能ではあるが、しかしながら、著しい経費を伴うことにある。
【0005】
一方で、接続管体が冷却プレートに対して溶接されねばならず、且つ、他方で、これら接続管体と高炉外套部との間で、気密な結合が、特に溶接によって形成されねばならないので、この冷却プレートの熱的な膨張に基づいて、使用状態において、諸応力がこの冷却プレートと接続管体との間の継ぎ目溶接において生じる。
【特許文献1】ヨーロッパ特許第951 371号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、この公知技術を出発点として、本発明の根底をなす課題は、その冷却プレートにおいて、この冷却プレートと接続管体との間の結合の向上された耐疲労性が、使用において生じる諸応力のより良好な収容および伝播によって得られる、
高炉用の、銅または銅合金から成る冷却プレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この課題は、請求項1に提示された特徴でもって解決される。
【発明の効果】
【0008】
接続管体は、ここで、これら接続管体が、銅もしくは銅合金から、鋼またはこれら材料の組み合わせから成るかどうかに依存せず、これら接続管体のプレート側の端部において、半径方向に横に張り出しているフランジを備えている。これらフランジは、プレート低温側面の上に設けられている僅かな深さの窪み部内へと押し嵌めされ、且つ、次いで、これらフランジの周囲において、このプレート低温側面と溶接される。このことによって、継ぎ目溶接は、もはや、その内において応力最大値が生じる領域内において存在しない。
旧来の溶接方法、摩擦擦り合わせ溶接(Reib-Ruehrschweissen)、電子ビーム溶接が、または同様にレーザー溶接も、使用可能である。
【0009】
合目的に、すみ肉溶接よりも明確に簡単に溶接され得る、フランジとプレート低温側面との間のV字形の継ぎ目を溶接するために、請求項2の特徴により、この接続管体におけるフランジが外側の周囲において、および、プレート低温側面内における窪み部が、内側の周囲において、面取り部を備えている。このようにして、ほぼ理想的な継ぎ目溶接準備作業が提供され、且つ、V字形の継ぎ目でもって、結合の向上された耐疲労性が保障される。
【0010】
フランジが管体の縮径によって形成されることが、全く可能であるにもかかわらず、それに比べて有利な解決策は、請求項3の特徴により、これらフランジが、接続管体のプレート側の端部の展開縁折り曲げによって形成されていることにある。このような展開縁折り曲げは、銅または銅合金から成る接続管体の場合と同様に、鋼から成る接続管体の場合にも場合にも、何ら支障なく、行なわれる。比較的に壁の薄い接続管体は、使用され得る。
【0011】
請求項4により、接続管体が、フランジに向けての凹状の移行部領域内において、例えば、鋼球ショットブラスティングによって、ショットブラスティングされる場合、これら接続管体の強度値は、これらフランジの領域内において、更に高められる。
【0012】
請求項5の特徴に相応して、冷却プレート内におけるそれぞれの穿孔が、接続管体を介して、冷却剤流入口、および冷却剤流出口と結合されることは可能である。
【0013】
実施方法が、比較的に頻繁に、接続管体でもっての、冷却プレート内における長円形の穿孔の接続、または、同様に接続管体でもっての、冷却プレート内における2つまたは多数の直径において比較的に小さな穿孔の連結をも、要求することの事情 −そのことが穿孔とのこれら接続管体の可能な限りのオーバラップ状態を要求する− を顧慮して、
請求項6に従う本発明により、少なくとも2つの、互いに並列して位置している穿孔が、それぞれ1つの接続管体を介して、冷却剤流入口、および冷却剤流出口と結合されている。
【0014】
この関連において、請求項7により、接続管体のプレート側の端部が長円形に変形されていることは有利である。この実施形態は、冷却プレート内における穿孔が(これら穿孔の製造に依存せずに)長円形に形成されている場合、または、少なくとも2つの、直径において小さな穿孔が、1つの接続管体と連結されるべき場合、この実施形態の利点を有している。
【0015】
特に合目的には、請求項8の特徴に相応して、銅または銅合金から成る接続管体が、フランジに対して間隔をおいて、鋼から成るスリーブを備えている。これら鋼スリーブに使用によって、工事現場で、冷却プレートを組み付ける際に、銅が溶接されねばならないことは回避される。
【0016】
請求項9に従い、接続管体が、銅もしくは銅合金から成る場合、接続管体における面取り部が、及び/または、窪み部内における面取り部が、ニッケルでもって被覆されていることは有利である。
【0017】
更に別の実施形態は、請求項10において特徴付けられている。この実施形態により、接続管体は、溶接されたフランジを備えている。これらフランジと接続管体は、同一の材料から成っている。しかしながら同様に、これらフランジと接続管体が、異なる材料から形成されていることは考えられる。従って、これらフランジが、銅合金から、および、これら接続管体が鋼合金から成ることは、例えば可能である。
【0018】
同様にフランジが、鋼合金から形成され、且つ面取り部を備える場合、これらフランジにおける面取り部、及び/または、プレート低温側面の窪み部内における面取り部が、ニッケルでもって被覆されていることは合目的である。
【0019】
次に、図に図示された実施例に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
図1から5までにおいて、高炉用の銅合金から成る冷却プレートが符号1でもって参照符号を付けられている。この冷却プレート1は、プレート高温側面2の上に、交互に、溝部3、および突出部4を有している。プレート低温側面5の上に、この冷却プレート1は、平坦に形成されている。
【0021】
冷却プレート1内において、多数の穿孔6が、深底孔として設けられており、これら穿孔は、特に水のような冷却剤、の収容部の役目を果たす。この袋孔として形成されている穿孔6は、流入口端部7において、栓8を備えている。
【0022】
穿孔6は、個別に、または同様にグループごとに、接続管体9、10と結合されている。
図1から5において、それぞれの穿孔は、これら接続管体9、10と、冷却剤を導く状態で結合されている。
しかしながら、同様に
これら接続管体9、10の領域内において、比較的に小さな直径の穿孔6が、グループごと(2つから4つまでの穿孔6)にまとめられており、且つ、これら穿孔6が、次いで、直接接続部、または傾斜穿孔を介して、これら接続管体9、10と結合されていることも可能である。
【0023】
この実施例の場合、鋼製の冷却剤流入口12、および冷却剤流出口13と連結された接続管体9、10は、銅合金から成っている。これら接続管体は、鋼から成る外周側のスリーブ11を備えており、これらスリーブが、高炉外套部と、気密に溶接される。
【0024】
図4および5が、個々に明らかにしているように、これら接続管体9(相応して、同様にこれら接続管体10)は、これら接続管体のプレート側の端部14において、展開縁折り曲げによって形成されているフランジ15を備えている。これらフランジ15は、外側の周囲において面取り部16を備えている。凹状の移行部領域25は、鋼球ショットブラスティングされている。
【0025】
冷却プレート1内における穿孔6の領域において、または、これら穿孔6のグループの領域において、プレート低温側面5に、窪み部17が形成されている(図5)。この窪み部17の深さTは、この穿孔6とプレート低温側面5との間の材料の厚さDよりも、より僅かである。この窪み部17の内側の周囲に、この窪み部は、面取り部18を備えている。
【0026】
図5に従って、接続管体9が、窪み部17内へと挿入された場合、この接続管体9のフランジ15の外側の周囲と、この窪み部17の内側周囲18との間に、V字形の空域が形成され、この空域が、理想的な方法で、ここで図4によりV字形の継ぎ目溶接19を敷設可能とすることのために利用される。
【0027】
前記で既に示されているように、図1から5までの図示に相応して、それぞれの穿孔6は、上側、および下側の端部において、1つの接続管体9、10と連結されている。しかしながら同様に、2つ、または多数の、直径において比較的に小さな穿孔6、もしくは、長円形の管路が、1つの接続管体9、10に対して連結されていることも提示され得る。
【0028】
冷却プレート1の操作性のために、上側の端面21内におけるねじ孔20内に、留め環22がねじ込まれている。
【0029】
更に、プレート低温側面5の上に、ねじ孔23が設けられており、このねじ孔内へと固定ねじ24がねじ込まれ得る。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】プレート低温側面から見た、高炉用の冷却プレートの図である。
【図2】図1の矢印IIの方向に見た、図1の冷却プレートの側面図である。
【図3】図1の冷却プレートの平面図である。
【図4】拡大された尺度における、部分的に断面図における、図2の部分IVに従う、冷却プレートと接続管体との間の結合領域の図である。
【図5】冷却プレートと接続管体を結合する以前の、図4の図である。
【符号の説明】
【0031】
1 冷却プレート
2 プレート高温側面
3 溝部
4 突出部
5 プレート低温側面
6 参照符号1内における穿孔
7 参照符号6の流入口端部
8 参照符号7内における栓
9 接続管体
10 接続管体
11 スリーブ
12 冷却剤流入口
13 冷却剤流出口
14 参照符号9、10の端部
15 参照符号14におけるフランジ
16 参照符号15における面取り部
17 参照符号5内における窪み部
18 参照符号17内における面取り部
19 継ぎ目溶接
20 参照符号21内におけるねじ孔
21 参照符号1の端面
22 留め環
23 参照符号5内におけるねじ孔
24 固定ねじ
25 凹状の移行部領域
D 材料厚さ
T 参照符号17の深さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
高炉用の、銅または銅合金から成る冷却プレートであって、
この冷却プレート内において、多数の穿孔(6)が冷却剤の収容のために設けられており、
これら穿孔が、プレート低温側面(5)に溶接された接続管体(9、10)を介して、冷却剤流入口(12)および冷却剤流出口(13)と結合されている様式の上記冷却プレートにおいて、
接続管体(9、10)が、これら接続管体のプレート側の端部(14)において、フランジ(15)を備えており、これらフランジでもって、プレート低温側面(5)の窪み部(17)内へと挿入され、且つ、これらフランジ(15)の周囲において、このプレート低温側面(5)と溶接されていることを特徴とする冷却プレート。
【請求項2】
接続管体(9、10)におけるフランジ(15)が外側の周囲において、および、プレート低温側面(5)内における窪み部(17)が、内側の周囲において、面取り部(16、18)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の冷却プレート。
【請求項3】
接続管体(9、10)のフランジ(15)は、これら接続管体(9、10)のプレート側の端部(14)の展開縁折り曲げによって形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷却プレート。
【請求項4】
接続管体(9、10)は、フランジ(15)に向けての凹状の移行部領域(25)内において、ショットブラスティングされていることを特徴とする請求項3に記載の冷却プレート。
【請求項5】
それぞれの穿孔(6)は、接続管体(9、10)を介して、冷却剤流入口(12)、もしくは冷却剤流出口(13)と結合されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の冷却プレート。
【請求項6】
少なくとも2つの、互いに並列して位置している穿孔(6)は、それぞれ1つの接続管体(9、10)を介して、冷却剤流入口(12)、もしくは冷却剤流出口(13)と結合されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の冷却プレート。
【請求項7】
接続管体(9、10)のプレート側の端部(14)は、長円形に変形されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の冷却プレート。
【請求項8】
銅または銅合金から成る接続管体(9、10)は、フランジ(15)に対して間隔をおいて、鋼から成るスリーブ(11)を備えていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の冷却プレート。
【請求項9】
銅もしくは銅合金から成る接続管体(9、10)の場合、これら接続管体(9、10)における面取り部(16)が、及び/または、窪み部(17)内における面取り部(18)が、ニッケルでもって被覆されていることを特徴とする請求項2から7のいずれか一つに記載の冷却プレート。
【請求項10】
接続管体(9、10)は、溶接されたフランジ(15)を備えていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の冷却プレート。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−37223(P2006−37223A)
【公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−154831(P2005−154831)
【出願日】平成17年5月27日(2005.5.27)
【出願人】(391011951)カーエム・オイローパ・メタル・アクチエンゲゼルシヤフト (9)
【Fターム(参考)】