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Basisches Hängestützgewölbe mit aufgehängten Rippensteinen und von
diesen getragenen Furchensteinen Die Erfindung bezieht sich auf ein basisches Gewölbe
für Industrieöfen, insbesondere Flammöfen, z. B. Siemens-Martin-Ofen, welches als
Hängestützgewölbe mit direkt aufgehängten und abgestützten Rippensteinen und mit
von diesen getragenen Furchen- oder Zwischensteinen ausgebildet ist.
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Die Erfindung bezweckt, @dIe sich aus den Eigenschaften basischer
Steine, insbesondere aus deren starker Ausdehnung während des Betriebes ergebenden
Druckbeanspruchungen im Gewölbe auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß alle Furchen- oder Zwischensteine mit Hilfe von
nur durch die Rippen gestützten Tragsteinen aufgehängt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die mit Hilfe der
Rippen durch die in der Längsrichtung des Gewölbes verlaufenden Tragstangen getragenen
Aufhängemittel der Furchen- oder Zwischensteine aus auf Seitenflächen dieser Steine
angeordneten und über das kalte Stirnende derselben vorragenden Aufhängemitteln,
zweckmäßig Aufhängeblechen, bestehen. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung
können die mit Hilfe der Rippen getragenen Aufhängemittel der Furchen- oder Zwischensteine
aus in das kalte Stirnende dieser Steine eingreifenden Ankern gebildet sein.
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Bei Anwendung .der Maßnahmen gemäß der Erfindung ergeben sich die
folgenden Vorteile: Die Aufhängung der Furchen- oder Zwischensteine mit Hilfe von
Aufhängemitteln, die von den Rippen getragen werden und an welchen dann die Furchen-oder
Zwischensteine aufgehängt sind, macht keine neue Armierungsanordnung notwendig,
so rlaß diese Art der Aufhängung mit dem geringstmöglichen Aufwand an Hängemitteln
durchgeführt werden kann. Dadurch, daß eine neue Armierungsanordnung nicht erforderlich
ist, kann das Gewölbe je nach den Bedürfnissen des Betriebes aufgebaut werden. Ferner
kann die Anzahl der Furchen- oder Zwischensteine beliebig vermehrt oder vermindert
werden, ohne daß hierbei eine Änderung der Anzahl der Rippensteine notwendig wird,
so daß auch auf Grund dieses Umstandes eine einfache Anpassung des Gewölbes an die
verschiedenen Betriebsverhältnisse erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil der Gewölbe
gemäß der Erfindung ist darin gelegen, daß für ihre Zustellung eine einzige Art
von ganz einfach gebauten Furchen- oder Zwischensteinen verwendet werden kann und
damit eine rasche Verlegung bzw. ein rascher Aufbau der Gewölbe ermöglicht wird.
Weiterhin treten dadurch, daß auch die Furchen- oder Zwischensteine in Form von
aufgehängten Steinen vorliegen, in den Gewölben keine oder nur geringe Druckspannungen
auf, und ihre Lebensdauer wird im Vergleich mit Gewölben, in welchen die Furchen-
oder Zwischensteine nicht aufgehängt, sondern an den Rippen nur abgestützt sind,
wesentlich erhöht. In diesem Zusammenhang ist auch festzuhalten, daß im Falle von
Gewölben mit nichtaufgehängten Furchen- oder Zwischensteinen oft größere Teile der
Gewölbe einstürzen, wenn ider Verschleiß der Steine einen gewissen Grad erreicht
hat, wogegen im Falle von Gewölben gemäß der Erfindung ein Einstürzen von Gewölbeteilen
auf Grund des Umstandes, daß alle Steine aufgehängt sind, nicht erfolgen kann. Ein
weiterer Vorteil der Gewölbe gemäß der Erfindung ist darin gelegen, daß die einzelnen
Furchen- oder Zwischensteine bei Verwendung einer geeigneten Aufhängung rasch und
ohne Schwierigkeiten ausgewechselt werden können. Schließlich können in diesen Gewölben
dadurch, daß auch die Furchen- oder Zwischensteine aufgehängt sind, als Furchen-
oder Zwischensteine sogar ungebrannte Steine verwendet werden, da diese durch die
Rippen in genügendem Ausmaß geschützt werden, während die Rippen ihrerseits auf
Grund ihrer Länge durch die Luft gekühlt werden und daher stabil bleiben.
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Es ist in diesem Zusammenhang festzuhalten, daß bereits Decken für
Industrieöfen bekannt sind, in welchen alle Steine die gleiche Größe aufweisen und
in gewissen Abständen jeweils zwei benachbarte Steine mit Hilfe von durch die Ofenarmierung
getragenen Hängemitteln aufgehängt sind, wogegen die
zwischen diesen
direkt aufgehängten Steinen befindlichen Steine in der Weise aufgehängt sind, daß
ein Stein mittels eines an seinem kalten Steinende angeordneten Metallhakens an
seinem jeweiligen Nachbarstein hängt. In diesen Decken sind somit keine Rippensteine
vorhanden und es kann daher von einer Versteifung und einer Verfestigung des Gewölbes
nicht gesprochen werden; zudem ist diese bekannte Art der Aufhängung sehr kompliziert
und erfordert die Verwendung mehrerer Typen von Zwischensteinen, welche zwischen
den direkt von der Ofenarmierung getragenen Steinen angeordnet sind. Ferner kann
bei diesen Decken die Anzahl der Zwischensteine nicht beliebig erhöht werden, da
im mittleren Bereich zwischen je zwei direkt aufgehängten Steinen die nach unten
drückende Gewichtskomponente so hoch wird, daß in sehr hohem Maße die Gefahr eines
Einsturzes besteht. Weiterhin ist eine Zustellung von Decken dieser Art insofern
sehr schwierig und nur mit großem Zeitaufwand durchzuführen, als Steine verschiedener
Typen verwendet werden und ein Auswechseln einzelner Steine nicht möglich ist, sondern
gleichzeitig immer auch alle die Steine aus dem Gewölbe entfernt werden müssen,
für welche ein schadhafter und auszuwechselnder Stein in weiterer Folge die Abstützung
darstellt. Schließlich reichen bei den Steinen dieser bekannten Decken die Metallhänger
zwangläufig sehr tief in das Steininnere hinein, so daß beim Ofenbetrieb nach einem
gewissen Verschleiß der Steine die Hänger beschädigt werden und schließlich die
Steine in das Ofeninnere stürzen. Ferner sind Hängestützgewölbe bekannt, welche
aus Rippen und Zwischenfeldern aufgebaut sind, wobei sich die Zwischenfeldersteine
mittels Schultern an den aufgehängten Rippensteinen abstützen, so daß sie von den
Rippensteinen getragen werden. Auch diese Ausführungsform von Gewölben weist gegenüber
den Gewölben gemäß der Erfindung eine Reihe von Nachteilen auf. So sind die Zwischensteine
bzw. Zwischenfeldersteine überhaupt nicht aufgehängt, sondern lediglich abgestützt,
und dadurch ist auch die Festigkeit des Gewölbes geringer als bei einer Aufhängung
der Zwischensteine, weil die Festigkeit im Falle der Abstützung der Zwischensteine
praktisch allein von der Festigkeit der Schultern bzw. Nasen abhängt und diese,
z. B. schon während des Transportes der Steine, leicht beschädigt werden können.
Ferner wird bei einer größeren Anzahl von Zwischensteinen die bereits bei Vorliegen
von nur zwei Zwischensteinen zwischen zwei Rippensteinen vorhandene Druckspannung
so hoch, daß auch aus diesem Grund ein Einsturz der Gewölbe befürchtet werden muß.
Schließlieb ist bei diesen Decken ein Ausbau von einzelnen Zwischensteinen zum Zwecke
eines Ersatzes nur dann möglich, wenn alle Zwischensteine herausgenommen «-erden.
Bei einer weiteren bekannten Zustellungsweise von Decken von Öfen werden Schamottesteine,
also saure Steine, gleicher Größe verwendet, die direkt auf einer Tragstange aufgehängt
sind, welche ihrerseits von Trägern getragen wird. Auch bei dieser Art der Deckenzustellung
liegen keine Rippen-und Furchensteine vor und das Gewölbe ist daher nicht versteift
und verfestigt. Ferner ist in diesen Decken die Armierungsanordnung sehr kompliziert,
da sie für eine direkte Aufhängung sämtlicher Steine an einem einzigen Träger dient,
und ein Auswechseln einzelner Steine ist sehr erschwert.
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Beim Gewölbe gemäß der Erfindung, bei welchem die Furchen- oder Zwischensteine
von den Rippensteinen mitgetragen werden, ist für die letzteren eine höhere mechanische
Festigkeit erforderlich. Es empfiehlt sich daher, für die Rippensteine Chrommagnesitsteine
zu verwenden, die eine hohe Druckfeuerbeständigkeit und eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit
besitzen, und für die Furchen- oder Zwischensteine hingegen Magnesitchromsteine
zu verwenden, die vorzugsweise als ungebrannte Steine verlegt werden. Nach dem technischen
Sprachgebrauch werden unter Chrommagnesitsteinen Steine aus Mischungen von Chromerz
mit Sintermagnesia oder Schmelzmagnesia verstanden, bei welchen der Anteil an Chromerz
überwiegt, während unter Magnesitchromsteinen Steine aus Mischungen der gleichen
Rohstoffe verstanden werden, die einen überwiegenden Anteil an Magnesia enthalten.
Für die Furchen-oder Zwischensteine werden zweckmäßig blechummantelte Steine verwendet.
Es soll hier festgehalten werden, daß es an sich bereits bekannt ist, als Rippen-
und Furchensteine z. B. Dolomit-, Magnesit-, Chrommagnesit- oder Chromitsteine in
gebranntem oder ungebranntem Zustand zu verwenden, und daß die Verwendung von blechummantelten
Steinen für die Zustellung von Hängedecken, die keine Rippensteine aufweisen, gleichfalls
bereits bekannt ist.
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Die Rippen beim Rippengewölbe dienen zu einer Versteifung und Verfestigung
des Gewölbes. Sind die Furchensteine nicht aufgehängt, so stürzen oft größere Teile
der aus den Furchensteinen gebildeten Gewölbeteile ein, noch bevor die Nachsetzsteine
zur Anwendung kommen. Bei aufgehängten Furchensteinen ist zwar ein Nachsetzen von
Steinen nicht möglich; dagegen wird es durch die Aufhängung der Furchensteine ermöglicht,
die Lebensdauer von Rippengewölben auch ohne Nachsetzmöglichkeit wesentlich zu verlängern.
Die Gefahr einer zu frühzeitigen Verzunderung der Aufhängung besteht erfahrungsgemäß
nicht. Beim Gewölbe gemäß der Erfindung sind also die Vorteile einer Versteifung
bei Rippengewölben mit dem Vorteil der Aufhängung sämtlicher Steine bei rippenfreien
Hängedecken vereinigt.
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Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele von basischen Gewölben gemäß
der Erfindung dar. Fig.1 zeigt eine Ausführungsform des Gewölbes in raumbildlicher
Ansicht. In Fig. 2 ist das Gewölbe gemäß Fig. 1 im Längsschnitt dargestellt. Fig.3
zeigt eine zweite Ausführungsform des Gewölbes in raumbildlicher Darstellung. Fig.4
veranschaulicht einenLängsschnitt durch das Gewölbe gemäß Fig. 3.
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Das Gewölbe besteht aus paarweise angeordneten Rippensteinen 1 größerer
Länge und aus Furchen-oder Zwischensteinen 2 von geringerer Länge. Die Rippensteine
1 besitzen schmalere Enden 3, die unter Bildung einer Stufe4 in die volle Steinstärke
übergehen. Auf der Oberseite der Rippenscharen liegen Stützträger 6 auf, an denen
die Rippensteine mittels Drahtschlaufen 7 aufgehängt sind. Die Drähte dieser Schlaufen
verlaufen durch in den Rippenteilen 3 angeordnete Ouerlöcher 8, die gegebenenfalls
durch kurze Rohrstücke ausgefüttert sein können.
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Die Furchen- oder Zwischensteine 2 sind mittels Hängeblechen 10 auf
Tragstangen 11 aufgehängt, die sich in der Längsrichtung des Gewölbes zwischen den
Rippen erstrecken, sich auf die stufenförmigen Absetzungen4 der Rippensteine aufstützen
und dadurch von ,den Rippensteinen getragen werden. Die Hängebleche 10 sind in die
zwischen den Furchensteinscharen befindlichen Fugen eingesetzt und ragen über das
kalte Ende der Furchensteine 2 vor, wo sie mit einer zum Verhängen mit der Tragstange
11 dienenden Öffnung ausgestattet sind.
Die Rippensteine 1, welche
nicht nur die Trag- und Versteifungsrippen des Gewölbes bilden, sondern auch die
Furchen- oder Zwischensteine 2 zu tragen haben, sind vorzugsweise gebrannte Chrommagnesitsteine.
Die Furchen- oder Zwischensteine 2 sind zweckmäßig Magnesitchromsteine, die im ungebrannten
Zustand unter Zwischenschaltung von Einlagen aus oxydierbarem Metall, z. B. Blech
oder Drahtgitter, verlegt sein können. Diese Einlagen schmelzen am heißen Ende bei
der ersten Ofenhitze und bewirken eine Verfrittung der Gewölbesteine miteinander.
Diesem Zweck können in vorteilhafter Weise auch,die Hängebleche 10 dienen. Die Fugensteine
2 können auch blechummantelte Steine sein.
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Das Gewölbe gemäß den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform nur hinsichtlich der Aufhängung der Furchen-oder Zwischensteine
2; diese sind an dem kalten Steinende mit Einhängetaschen 15 ausgestattet, die zum
Verhängen der Köpfe 16 von T-förmigen Hängeeisen 17 dienen. Die Stege dieser Hängeeisen
weisen Löcher 18 zum Durchstecken der Tragstangen 11 auf. Die Verhängetaschen 15
werden bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel von U-förmigen Metalleinsätzen 19
gebildet, die mit ihren Schenkeln im Steinmaterial eingebettet sind.
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Das Gewölbe gemäß der Erfindung weist den Vorteil größerer Haltbarkeit
auf. Die Rippensteine aus Chrommagnesit verleihen dem Gewölbe hohe Druckfeuerbeständigkeit
und hohe Temperaturwechselbeständigkeit, während den als Furchensteine verwendeten
Magnesitchromsteinen die Aufgabe zufällt, insbesondere gegen chemische Beanspruchungen,
wie Infiltration von Eisenoxyden, erhöhten Widerstand zu bieten. Durch die Anordnung
der Rippen in einem größeren oder geringeren Abstand voneinander, also durch Anordnung
einer größeren oder geringeren Zahl von Furchen- oder Zwischensteinen hat man es
in der Hand, den verschiedensten Betriebsverhältnissen Rechnung zu tragen.