CH236203A - Gewölbe für Industrieöfen. - Google Patents

Description

  Gewölbe für Industrieöfen.    Insbesondere bei     Kuppelgewölben    für In  dustrieöfen, wie beispielsweise Deckeln von       Elektroöfen    und dergleichen,     macht    die     Be-          rücksichtig-ung    der Wärmedehnung und       -schwindung    der Steine des     Gewölbes          Schwierigkeiten.    Vor allem besteht die  Schwierigkeit darin, der     Wärmedelinung    in  richtiger Weise Rechnung zu tragen.

   Wird  einerseits der Wärmedehnung zu wenig Rech  nung getragen, so kann :die Lebensdauer der  Steine, die druckempfindlich sind, wesentlich       beeinträchtigt    werden, es kann aber auch zur  Zerstörung der Armierung (zum Beispiel  Reissen des     Elektroofendeckelringes)    oder der       Ausmauerung    führen.

   Wird anderseits der  grossen Wärmedehnung, besonders bei basi  schen     Steinen    genügend Rechnung getragen,  dann besteht die Gefahr, dass beim Anheizen  Steine locker werden und bei     Betriebsstill-          standen,    durch die ein weitgehendes Ab  kühlen des Deckels erfolgt,     bezw.    bei starker  Sehwindung der     Steine,    das Gewölbe in Er  mangelung genügender Spannung einstürzt.

      Um eine übermässige Erhöhung des     Ge-          wölbedrwckes    bei     Temperaturanstieg    zu ver  meiden, muss besondere Vorsorge     getroffen     werden, was dadurch erzielt wurde, dass ent  weder federnde     Widerlager    verwendet wor  den sind oder     Fugenfüllungen,,die    beim An  stieg der Temperatur verbrennen oder er  weichen     bezw.        herausschmelzen.     



  Die Lösung mit federnden     Widerlagern     führt zu     konstruktiven    und     betriebsmässigen          Schwierigkeiten.    An Stelle von federnden       Widerlagern        ->erden    auch nachgiebige, aber  nicht federnde     Widerlager    (zum Beispiel  Asbestschnüre und :dergleichen) verwendet..

    Ein nachgiebiges     Widerlager    allein, ohne zu  sätzliche Ausdehnungsmöglichkeit im Ge  wölbe kann nur bei kleinen Gewölben hin  reichen, um die     Gesamtwärmedehnung    des  Gewölbes aufzunehmen.     Eine    solche be  schränkte Nachgiebigkeit kann lediglich als  eine Sicherheit gegen allzu plötzliches star  kes Anwachsen des Druckes aufgefasst wer  den; es steigt aber der Verformungswider-      stand der nachgiebigen Einlage rasch an im  Vergleiche zu federnden     Widerlagern.     



  Die,     bekannte    Verwendung von     Pappe-          oder    Holzeinlagen als Fugenfüllung führt  nur .dazu, dass bei der verhältnismässig niedri  gen     Verbrennungs-        bezw.        Verkohlungstempe-          ratur    dieser Einlagen     feuerseitig    offene Fu  gen verbleiben und daher die     Drucklinie    sich  nach aussen verschiebt, dann: aber - also für  den grössten Teil des darauffolgenden       Wäimedehnun.gsspiels    - die zu lösende  Aufgabe ungelöst bleibt.

   Der Vorschlag, über  haupt mit     feuerseitig    offenen Fugen (also  ohne Einlagen) zu     arbeiten,    unterliegt. den  gleichen Bedenken. Bei Verwendung von  Blecheinlagen treten anfänglich     feuerseiti--          zu    starke Pressungen auf.

   Die     Anbringung     von     @Vellblechen    oder in die     keilförmigen          Feigen    eingesetzten Einlagen aus Blechen     enit     Erhebungen, die von der     Feuerseite    zur Au  ssenseite entsprechend. abnehmen, führen we  gen der verhältnismässig hohen Kosten der  den Steinformen anzupassenden Einlagen und  wegen der     auftretenden    verschieden grossen  Kantendrücke auch zu keiner befriedigenden  Lösung.  



  Es hat sieh nun auf Grund von     Versuchen     ergeben, dass eine befriedigende Bauweise von  der Anwendung     fester        Widerlagerringe    aus  gehen muss und im Zusammenlange damit  .die Aufgabe zu lösen ist, der Wärmedehnung  in einfacher und billiger     Weise    so Rechnung  zu tragen, dass der     Gewölbedruch        beim    Tem  peraturanstieg trotz der festen     Widerlager     leinen zu grossen Schwankungen ausgesetzt  ist.

   Erfindungsgemäss wird dies dadurch er  reicht, dass Fugenfüllungen von dem Stoffe  nach verschiedener Art     vorgesehen    sind, die  sich bei Temperaturanstieg     verschieden    ver  halten, zum Beispiel infolge fortlaufenden       Verbren.nen_s        bezw.        Nachgebens,    damit der       Gewölbedruck    trotz der Wärmedehnung in  folge     Fugenraumverringerung    nicht zu hoch  ansteigt.     Vorteilhaft    wird die     Wärmedehnung     biss zu einem bestimmten Steigrest aufge  nommen.

      Zweckmässig werden in den Fugen ent  sprechend     abwechselnd    Einlagen aus Pappe         bezw.    aus Eisen (beispielsweise Drahtnetz  oder Bleche)     lx#zw.        llörteIfüllungen    verwen  det, das heisst     Füllungen.    von     welchen        beine     geführten Beispiel die erste Art bei etwa  <B>i</B> ang  40(l  verbrennt oder verkohlt, während die  zweite Art     bei    etwa     90(1     erweicht, dadurch  nachgibt und bei etwa     I200     schmilzt und  dadurch weiter Raum gibt, während die       dritfe    Art von     Millungen,

      nämlich     entspre-          cbende        3l.örtelarten,        hei    den     höheren    Tempe  raturen je     naeb        Zusammensetzung        nachgehen          bezw.    schwinden.

   Dadurch wird. um beim ge  gebenen     Beispiel    zu     hleil>en,    folgendes erzielt  Beim Anheizen wird zuerst infolge der be  ginnenden Wärmedehnung ein Nachgehen  durch einfaches     Zusammenpressen    der     Bau-          eleinente        eintreten.    Wird nun die:

       Temperatur     erreicht. bei welcher      < 1i <         Pappeeinlagen    ver  brennen     bezw.    verkohlen, so wird dadurch       Fugenrauen    für die weitere     Wärmedehnung          geschaffen.    Derselbe Vorgang spielt sich  dann     fortlaufend    bei Erreichung der     Erwei-          chungstemperatur        bezw.    später der Schmelz  temperatur der Eiseneinlagen ab und an  schliessend     hei    den noch     höheren        Temperatu-          

  ren    durch das     Erweichen        Ilezw.    Schwinden  oder     Herausschmelzen    der     Mörtelfüllungen.     Es ergibt sieh also, dass gemäss dem     Erfin-          rluiigs",e.danlzeei    der Wärmedehnung in ent  sprechender Weise praktisch     ohne        grössere     Schwankungen     des        Gewölbedrieclkes        Reeh-          uung    getragen werden kann, wobei vorteil  haft ein     hlrin < ,

  e-    Rest der      Tärmedehniiiig    zu       geIriiigem        Ansteigen    des     Gewölbes        benützt-.     werden kann     (Steigrest.).    Zweckmässig kann       zusätzlich    auch der     Widerlagersteinriug          n\dC11@r@eb1:;        gCCll    deal     Wlderlagerrlng        al)e-          stützt    sein,     z,x-ecks        Sicherung    gegen allzu  starkes     Anu-aelisen    des Druckes.  



  Die Zahl     und    Verteilung der     Funenfül-          lueegen        verschiedener    Art über das     C@e@völhe     richtet sieh nach dem     Wärmedehnungsv < >r-          halten    der     verwendeten    Steinarten bei den in  Betracht     kommenden        Temperaturen.    Es     1,611-          ne    n     Einlagen    aus gewöhnlicher Pappe oder       Teerpappe,    entsprechend imprägnierter Pappe  usw.

   oder Holzeinlagen     (Schindeln)    Anwen  dung finden, es können Eiseneinlagen     aus         Vollblech oder Drahtnetze gebraucht werden,  und es können Mörtel verschiedener Zusam  mensetzung, beispielsweise mit oder ohne       Eisenzusatz,        Verwendung        finden        bezw.    bei       Magnesitsteinen    Mörtel aus     Magnesitmehl     mit     Wasserglas    oder Kalk angemacht wer  den, gegebenenfalls mit Zusatz von Eisen,       Schamottemehl,    Ton und dergleichen.

   Es ist  ersichtlich, dass man sich so den verschieden  sten besonderen Anforderungen leicht anpas  sen kann,     insbesondere    auch durch Wahl ver  schiedener Mörtelarten.  



  Es muss bei Wahl des Materials der Fu  genfüllungen und der Verteilung derselben  nur     entsprechend    dem Erfindungsgedanken,  ein dem     Temperaturanstieg    entsprechendes  fortschreitendes Nachgeben in den Fugen  durch Verkohlen, Verbrennen, Erweichen.       Schmelzen    usw. .der Füllungen     gewährleistet     (sein, so dass vorteilhaft bis zu einem     ge-          wünschten    Steigrest     ansteigend    die Wärme  clehnun:g ..durch sich     'bildenden        freien    Fugen  raum .aufgenommen wird.  



  Stellt man noch -die Aufgabe, möglichst  gleichmässige Druckverteilung im Gewölbe  zu erzielen, so ist nicht nur ein übermässiges  Anwachsen des     Gewölbedruckes    durch fort  schreitende     Fugenfüllungsverringerung    zu  verhindern, sondern es ist auch die     Wärme-          dehnungder    die Fugen begrenzenden Bau  elemente in     Abhängigkeit    vom Temperatur  gefälle in Richtung des     Gewölberadius    zu  berücksichtigen, also nicht nur das Verhal  ten .der Fugen in der     feuerseitig    gelegenen  Zone,

   sondern auch in der kalten Aussenzone  und in den zwischenliegenden     Zonen.    Diese  Aufgabe kann im     Zusammenhange    mit der  Verwendung verschiedener Fugenfüllungen  dadurch gelöst werden, dass der Raum einer  entsprechenden Zahl von Fugen sich von der       Feuerseite    zur Aussenseite im Gewölbe pro  portional .der dem     Temperaturgefälle    ent  sprechenden Wärmedehnung verringert, um  eine gleichmässige Druckverteilung zu er  zielen.  



  Vorteilhaft wird zu diesem Zwecke die       Fugenfüllung    aus Pappe oder dergleichen       Heilförmig    oder abgestuft mit der Basis         f6uerseitig    verwendet. Die Fuge ist dann       feuerseitig    - wo infolge der hohen Tempe  ratur die grösste     Wärmedehnung    der -Bau  elemente     eintritt    - am     breitesten    und ver  jüngt sich in Annäherung an die geringere  Wärmedehnung der     Bauelemente    in den Zo  nen     geben    die Aussenseite.  



  Es können     beispielsweise    zwei oder meh  rere     Pappestüeke    verschiedener Höhe in der  Richtung des     Gewölberadius    eingelegt sein,  die eine     sbafenförmige    Verjüngung von der  Feuerseite gegen die Aussenzone ergeben.  Solche     keilförmige    oder stufenförmige Ein  lagen haben auch den Vorteil, beim Aufbau  des Gewölbes als Schablone der gewünschten  Gestalt für .die     Fugenform    zu     dienen        und    da  mit die     Einhaltung    derselben zu erleichtern.  



       Berücksichtigt    man schliesslich noch den  Einfluss des     Abkühlens    und Sehwindens der       Biauelemeiate    bei Verwendung starrer oder  nur nachgiebiger     Widerlager    in Kombination       mit    der     erfindungsgemässen        Anordnung    von  Fugenfüllungen, so ist zu beachten, dass beim  Abkühlen     bezw.    Schwinden der     Steine    die       Spannung    im Gewölbe verloren geht, das  Gewölbe stark absinkt und so die Gefahr des  Einsturzes     besteht.    Dies wird zweckmässig  dadurch ausgeschlossen,

   dass die     Wabl    der  Füllungen so getroffen ist,     dass    in der Au  ssenzone die Fugen     stets    geschlossen bleiben.  Dies kann schon durch die Form der Ein  lagen. zum Beispiel keilförmige Pappe- oder       Holzeinlagen.    erreicht werden, wobei in der  Aussenzone die Bauelemente aneinander lie  gen oder     dort    befindliche Einlagen dem  Stoffe nach so gewählt ,sind, dass sie auch  bei weitgehendem Verschleiss des Gewölbes in       der        Aussenzone        nicht        herausbrennen        oder     können.  



  In der Zeichnung ist als Ausführungsbei  spiel des Erfindungsgegenstandes die Ab  wicklung einer bestimmten Längeneinheit L  eines Gewölbes dargestellt. A     ist    die     Aussin-          -eite        und    F die Feuerseite. Mit 1 sind die  einzelnen     Gewölbesteine    bezeichnet, 2 bis 6  sind die verschiedenen     Fugenfüllungen,    zum  Beispiel 2 =     Pappeeinlagen,    3 = Blechein-      laben, 4 =     Mörtelfüllungen,    5 =     keilförinibe          Pappeeinlab    n, gestuft, 6 = Holzeinlagen.  



  Die     erfindungsgemässe    technische Regel  kann natürlich durch verschiedene     Ausbe-          staltunben    der Fugenform, der Fugenfüllun  gen nebst der     Verschiedenartigkeit    des Stof  fes der     letzteren,    verwirklicht werden und  richtet sich selbstverständlich auch nach dein  Stoffe der Bauelemente des Gewölbes, den in  Betracht kommenden Temperaturen     bezw.     besonderen     Anforderungen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gewölbe für Industrieöfen aus feuer festen Steinen mit Fubenfiillunben und mit festem Widerlagerring, dadurch gekennzeieh- net, dass Fugenfüllungen von dem Stoffe nach verschiedener Art vorgesehen sind, die sich bei Temperaturanstiew verschieden ver halten, damit der Gewölbedruck trotz der Wärmedehnung infolge Fugenraumverrinb-e- runb nicht zu hoch ansteigt.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Gewölbe nach Patentanspruch, dadurch b lkenazeichnet, dass Fül,lunben solcher dein Stoffe nach verschiedener Art verwendet sind, dass die Wärmedehnung bis zu einem be.timmten Steio-rest aufbenominen wird.

   \?. ( T ewöll)e nach Patentansprueb. dadureh gekennzeichnet, class die Verringerung der Fttbr,nräu:

   iie einiger Fugen angenähert dein Temperaturgefälle von der Feuerseite zur Aussenseite im Gewölbe entspricht. um eine möglichst. b@leichinässibe Druckverteilung zii erzielen. 3.

   Gewölbe naeli Patentanspruch, dadurch 1, ekennzeichnet, dass als Füllstoffe solche aus Pappe, Eisen und Mörtel vorgesehen sind. .I. Gew ölte nach Unteranspruch ?, da dureh "",elz-ennzeichnet, dass in der Aussenzone die Fugen stets beschlossen bleiben.

   i. Gewölhe nach Unteransprncli 4, da durch belkennzeiclinet. dass für die Aussen zone eine Fugenfüllung vorbeseben ist, die lici der dort auftretenden Temperatur nicht abbrennt und praktisch rieht naebgibt. l). Gewölbe nach ?.

   da durch belz@niizeicliiiet, dass in einigen Fugen Pappeeinlagen heilföriniber Gestalt vorge sehen sind.