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Feuerfeste Einheit für die Auskleidung von Öfen, insbesondere Drehöfen
Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Einheit für die Auskleidung von Öfen, insbesondere
Drehöfen.
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Auf dem einschlägigen Gebiet ist es allgemein bekannt, daß röhrenförmige
Öfen, wie Drehöfen, mit feuerfesten Blöcken ausgekleidet werden können. Für diesen
Zweck werden üblicherweise nicht saure oder basische feuerfeste Steine angewandt,
wobei allgemein eine Art oxydierbarer Metallplatten zwischen benachbarten Steinen
angeordnet wird, um so eine Rißbildung oder Abplatzen der Steine zu verhindern.
Bei der praktischen Durchführung wird jedoch die Lebensdauer derartiger Auskleidungen
häufig durch relativ kleine Gebiete beschleunigter Abnutzung begrenzt. Sehr oft
ist es so notwendig, den Betrieb des Ofens zu unterbrechen und die Auskleidung vollständig
neu aufzubauen und zu reparieren, wenn lediglich kleine Anteile aerodiert oder abgenutzt
sind.
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Derartige Zerstörungen können verschiedene Ursachen haben, zu denen
eine nicht richtige Installation der Auskleidung und nicht gleichmäßige Bindung
des Steins gehören, aus dem die Auskleidung aufgebaut wird. Es ist bereits in Vorschlag
gebracht worden, daß spezielle Unterlagen u. dgl. zwecks richtigen Aufbaus angewandt
werden sollen. Von anderer Seite ist der Aufbau der Auskleidung aus einer Mehrzahl
von Schichten verschiedener Steinarten zwecks verbesserter Bindung vorgeschlagen
worden.
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Schichtstrukturen dieser letzteren Art bedingen natürlich eine Vergrößerung
des verwickelten Charakters des eigentlichen Aufbaus der Auskleidung,@dä mehr als
eine Steinart gehandhabt werden muß, wodurch sich entsprechende Erhöhungen der Arbeitskosten
und Materialkosten ergeben.
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Von anderer Seite ist vorgeschlagen worden, daß der wesentliche Punkt
für die Herstellung einer guten Auskleidung eines Drehofens darin besteht, daß man
die Ausdehnung zwischen den Ringen oder Läufen der Steine, die die Auskleidung bilden,-
ermöglicht. Verbrennbare Blätter aus einem Material, wie Papier usw., sind angewandt
worden, die an den oberen und/oder unteren des Steins und der benachbarten Ringe
befestigt worden sind, wobei diese Blätter während des ersten Betriebs des Ofens
herausbrennen und somit einen Raum für die spätere Ausdehnung zwischen den einzelnen
Bauelementen ergeben.
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Es ergeben sich natürlich Schwierigkeiten bezüglich der sicheren Befestigung
zwischen den verbrennbaren Blättern des Materials und dem feuerfesten Stein. Eine
gute Befestigung ist notwendig, um so sicherzugehen, daß jeder in der Auskleidung
eingebaute Stein das verbrennbare Blatt aufweist. Wenn zufällig einige Steine ohne
ein Blatt eingebaut werden, können sich Probleme bezüglich einer nicht gleichmäßigen
Ausdehnung ergeben. Weiterhin bedingt die Notwendigkeit der zusätzlichen Arbeitsstufe
eines Anklebens oder andersartigen Refestigens eines Blattes aus einem verbrennbaren
Material an einer oder mehreren Flächen des Steins eine zusätzliche Kostenerhöhung.
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Erfindungsgemäß gelingt es, die angegeberieü Nachteile, wie sie mit
dem Stand der Technik verbunden sind, auszuräumen: Die erfindungsgemäße feuerfeste
Einheit ist dadurch gekennzeichnet, da.ß an einem feuerfesten Stein eine einstückige
Metallumkleidung befestigt ist, die so ausgebildet ist, daß dieselbe einen Teil
von drei Seiten des Steins bedeckt, die eine Ecke der heißen Fläche bilden, und
daß die Umkleidung über dei' 1?cke ausgespart ist.
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Vorteilhaft erweist es sieh, ds.ß der Stein eine praktisch plane heiße
Fläche und eine praktisch plane kalte Fläche äufweist:-sov#ie die Umkleidung über
einen Teil von drei Seitefi gebogen ist, die eine Ecke der heißen Fläche bilden,
sowie ein Teilstück der Umkleidung über der heißen Fläche lediglich einen geringen
Teil derselben'bedeokt.
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Zweckmäßig ist es weiterhin, daß das Teilstück der Umkleidung; das
über der heißen Fläche liegt und lediglich einen gerigen Teil derselben abdeckt,
sich praktisch über die- Länge desselben erstreckt und daß ein zweites Teilstück
der Umkleidung unter
der heißen Fläche endet, wobei in dem zweiten
Teilstück der Umkleidung eine Kröpfung ausgebildet ist sowie der feuerfeste Stein
allgemein polygonale Form aufweist.
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Die Umkleidungen sind weiterhin so konstruiert und angeordnet, daß
sich eine relative Ausdehnung zwischen dem einen Ring bildenden Stein ermöglicht
und sich weiterhin für die Auskleidung eine metallische Verstärkungsbahn über dem
Umfang und die längsseitige Abmessung der Auskleidung ergibt.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen erläutert: F i g. 1 ist eine isometrische Darstellung eines Steins,
der für den Aufbau einer erfindungsgemäßen Auskleidung eines Drehofens angewandt
wird; F i g. 2 ist eine Draufsicht auf einen Ring einer mit dem Stein nach der F
i g. 1 aufgebauten Auskleidung eines Drehofens; F i g. 3 ist eine weggebrochene
perspektivische Darstellung eines längsseitigen Schnitts einer mit dem Stein nach
der F i g. 1 hergestellten Auskleidung eines Drehofens, wobei hier das wechselseitige
Verhältnis zwischen den Steinen in Umfangsrichtung und längsseitiger Richtung gezeigt
ist; F i g. 3 a ist eine vergrößerte, weggebrochene, perspektivische Darstellung
eines Teils der Auskleidung nach F i g. 3.
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Für die Auskleidungen von Drehöfen können die erfindungsgemäßen Steine
aus irgendeinem nicht sauren feuerfesten Material hergestellt werden. Beispielsweise
sind nicht saure feuerfeste Materialien, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt
sind, unter anderem Magnesit, Periclas, Chromit, Magnesiumoxyd-Chrom, Chrom-Magnesiumoxyd,
verschiedene Magnesiumoxydspinele, Gemische aus diesen Materialien u. dgl. Dieselben
können gebrannt oder ungebrannt, synthetisch gebunden, geschmolzen usw. sein.
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In den Zeichnungen ist ein allgemein polygonaler, keilförmiger Stein
gezeigt, da diese Form allgemein für die Auskleidung von Drehöfen angewandt wird.
Es versteht sich jedoch, daß der Erfindungsgegenstand in gleicher Weise auf andere
Formen anwendbar ist, die zum Aufbau verschiedener anderer feuerfester Strukturen
angewandt werden, wie der Fachmann allgemein weiß. Der Stein kann auch aus einem
anderen als einem nicht sauren, feuerfesten Material in Abhängigkeit von dem vorgesehenen
Anwendungsgebiet hergestellt sein. Die einstöckige Metallumkleidung, wie sie für
den erfindungsgemäßen Stein angewandt wird, kann aus praktisch jedem oxydierbaren
Metall hergestellt sein. Die allgemein für diesen Zweck Anwendung findenden Metalle
sind Eisen oder Stahl. Die Dicke der Platte wird von der speziellen Vorrichtung
abhängen, in: der dieselbe Anwendung finden soll.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weist ein erfindungsgemäßer feuerfester
Stein allgemein einen polygonalen, keilförmigen, nicht sauren, feuerfesten Körper
10 auf, der teilweise durch eine neuartige Metallumkleidungs-Einheit 11 umschlossen
ist. Die gegenüberliegenden, praktisch parallelen Steinflächen 13 und 13 a dienen
als die heiße bzw. als die kalte Fläche. Im wesentlichen stellt die Metallumkleidung
eine dreiteilige Einheit dar und weist eine relativ große Metallplatte 12 auf, die
praktisch vollständig eine der großen Flächen des Blocks 10 bedeckt, jedoch unmittelbar
vor der hinteren oder kalten Fläche 13 a desselben endet. Das Kantenteil
14 der Platte 12 benachbart zu der heißen Fläche 13 ist rechtwinklig umgebogen,
um p teilweise die heiße Fläche praktisch längs deren langer Kante zu bedecken.
Ein weiteres Teil 15 der Platte 12 ist rechtwinklig hierzu und $u dem Kantenteil
14 umgebogen, um so im wesentlichen die Fläche 16 des Blocks 10 zu bedecken. Das
Teil15 endet in Richtung nach innen der kalten Fläche 13a mit einer Entfernung,
die praktisch gleich dem Abstand der Platte 12 hiervon ist. Dasselbe ist in gleicher
Weise im Abstand nach innen zu der anderen großen Fläche 17 des Blocks angeordnet.
Die Umkleidung kann zunächst an dem Stein nach irgendeiner der allgemein bekannten
Arbeitsweisen, wie ein Festkleben, Hereindrücken von Vorsprüngen aus der Umkleidung
in den 'noch nicht gebrannten rohen Stein, gemeinsames Verformen usw., befestigt
werden. Somit stellt die Metallumkleidung 11 eine einstöckige Einheit dar, die aus
drei planen Metallabschnitten 12,14 und 15 besteht, die so gebogen sind, daß dieselben
benachbart über wenigstens ein Teil der drei Seiten des Steins 10 dergestalt liegen,
daß eine Ecke 20 der heißen Fläche 13 freiliegt.
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Das Umkleidungsteil15 endet eine erhebliche Entfernung unter der heißen
Fläche 13, wodurch eine Fläche 18 eines Endes des Blocks 10 freiliegend verbleibt.
Die Platte 12 ist bei 19 auf eine Tiefe eingekerbt, die gleich der Tiefe der freiliegenden
Fläche 18 der Blockoberfläche 18 ist. Die Platte 14, die eine Verlängerung der Platte
12 darstellt, wirkt hiermit und mit der Platte 15 zusammen, wodurch die Ecke
20 freiliegt. Diese freiliegende Ecke und das freiliegende Teil
18 der Fläche 16 ergeben einen Atmungsraum in einer fertigen Anordnung, durch
den eine , radiale Ausdehnung 'der Metallumkleidung entsprechend der Volumenzunahme
bei dem Erhitzen und der Oaydafion erzielt wird, sowie einen Raum für den Fluß des
geschmolzenen Metalls benachbart zu der heißen Oberfläche, ohne daß hierdurch ein
Zerreißen der Auskleidung bedingt wird. Wichtiger ist hier loch, daß in dieser taschenartigen
Auskerbung das Metall gesammelt wird, das herausfließt, sowie dessen Zersetzung
auf der heißen Oberfläche verhindert wird. Weiterhin fördert diese Möglichkeit der
Oxydationsausdehnung und des Metallflusses ein zwangläufiges Schmelzen längsseitig
zwischen nebeneinander angeordneten Steinen in benachbarten Ringen, wie dies schematisch
in der F i g. 3 durch das Bezugszeichen 25 angezeigt ist, sowie das Erreichen einer
festeren Metallbindung um den Umfang, wie schematisch durch das Bezugszeichen 26
gezeigt, und zwar zwischen den benachbarten Steinen des gleichen Rings. In der F
i g. 3 a sind die allgemeinen Schmelzflächen 25 und 26 deutlicher durch
die ge-
strichelten Linien angezeigt. Der größte Teil dieses in längsseitiger
Richtung und im Umfang herum auftretenden Schmelzens tritt um und Über die freiliegende
Ecke 20 des Blocks 10 auf, und im Zusammenwirken mit anderen Steineinheiten,
die die Auskleidung ergeben, ergibt sich ein metallisches Rahmenwerk oder Bahn,
die die Auskleidung im Inneren der äußeren Ofenhülle 40 in längsseitiger
und Umfangsrichtung verstärkt.
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Das Seitenteil 15 weist eine Ausdehnungs-Kröpfung 30 auf, die
benachbart zu dessen heißer Flächenkante ausgebildet ist. Die Kröpfung 30 verläuft
von
ihrer größten Höhe benachbart zu der heißen Fläche verjüngt zu einer Stelle zwischen
den Enden der Platte 15. Vorzugsweise endet dieselbe etwa bei einem Drittel der
Länge der Platte 15 von deren heißer Flächenkante aus. Dieser Kröpfung 30 ergibt
den gesamten Raum, der für eine längsseitige Ausdehnung zwischen den Ringen notwendig
ist, und arbeitet mit dem oben angegebenen Atmungsraum so zusammen, daß eine flexiblere,
sich selbsttätig anpassende, jedoch mechanisch feste und leistungsfähige Auskleidung
für einen Drehofen erzielt wird. Die Kröpfung bedingt das Merkmal einer selbsttätigen
Anpassung, und zwar auf Grund deren relativer Zusammendrückbarkeit und kontinuierlicher
Berührung mit einem benachbarten Stein während des Erhitzens und Abkühlens des Ofens.
Die Anwendung der Kröpfung bedingt weiterhin, daß es nicht notwendig ist, einen
verbrennbaren Fremdstoff anzuwenden, der bisher für diesen Zweck Verwendung gefunden
hat.
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In der obigen Beschreibung ist unter dem Ausdruck »heiße Fläche« natürlich
die Fläche des Steins zu verstehen, die gegenüber dem Inneren des Ofens freiliegt,
und die kalte Fläche stellt die Fläche des Steins dar, die am weitesten von der
heißen Fläche entfernt ist.