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Isolierung der wassergekühlten Gleitschienen-Tragrohre in Blockwärmöfen
Die Erfindung betrifft eine Isolierung der wassergekühlten, in größeren Abständen
auf senkrechten Stützen gelagerten Gleitschienen-Tragrohre in Blockwärmöfen, bestehend
aus die Gleitschienen-Tragrohre teilweise umschließenden feuerfesten Elementen und
einer auf deren Oberseite aufgebrachten feuerfesten Masse. Bei den hohen Temperaturen
in Blockwärmöfen (Stoßöfen) müssen die Gleitschienen-Trag- und -Stützrohre durch
Wasser gekühlt werden, um ihnen eine gewisse Standfestigkeit zu verleihen. Es ist
ferner notwendig, die Gleitschienen-Tragrohre mit feuerfestem Material zu isolieren.
An dieses Isoliermaterial werden eine Reihe von Anforderungen gestellt, nämlich
hohe Isolierfähigkeit und geringe Wärmeabsorption, ferner Temperaturwechselbeständigkeit,
bei einem Temperaturgefälle von 1600 bis 1200° C ohne Rißbildung, außerdem Standfestigkeit
gegen Erschütterungen und schließlich geringe Herstellungs- und Unterhaltungskosten.
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Es sind Isolierungen für Gleitschienen-Tragrohre bekannt, die aus
feuerfesten, die Gleitschienen-Tragrohre teilweise umschließenden Elementen bestehen.
Auf der Oberseite dieser Elemente ist eine feuerfeste Masse aufgebracht, die sich
auf dem Tragrohr und auf den Elementen abstützt. Bei dieser bekannten Isolierung
sind die schalenförmigen Elemente lose am Tragrohr eingehängt und müssen demgemäß
noch miteinander verbunden werden. Eine hierfür vorgesehene Verbindung mit Nut und
Feder ist recht mangelhaft, desgleichen auch die umständliche und teure Verbindung
mit einem Vierkantkeil. Mit Rücksicht auf die erhebliche Belastung bzw. Durchbiegung
der Tragrohre durch die darüber gleitenden Blöcke und Brammen ist die Verbindung
der bekannten schalenförmigen Elemente ungenügend und wenig haltbar, so daß nach
verhältnismäßig kurzer Zeit die Verbindung zerstört wird. Die Isolierschalen können
dadurch von den Tragrohren abfallen, so daß letztere ohne Isolierung der starken
Hitze in Blocköfen ausgesetzt sind. Mit Rücksicht auf die Durchbiegung der Rohre
bricht auch die sich auf den Tragrohren abstützende Isoliermasse, so daß die gesamte
Isolierung nur eine kurze Lebensdauer hat.
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Die vorbekannten Isolierungen sind ferner auch deshalb wenig haltbar,
da Schamotte und Chromit als Isoliermaterial Verwendung finden.
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Nach der Erfindung sind als Isolierung der wassergekühlten Gleitschienen-Tragrohre
in Blocköfen unter Verwendung der eingangs erwähnten Konstruktion zwischen den Stützen
und mit Abstand von den Gleitschienen-Tragrohren aus Formsteinen bestehende Steingewölbebogen
mit waagerechter, - beidseitig des Tragrohres liegender Oberfläche und eine auf
diese aufgestampfte Isoliermasse vorgesehen, welche an Tragrohr und Gleitschiene
zu beiden Seiten anliegt.
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Damit wird nicht nur eine gute Isolation des Tragrohres nebst Gleitschiene
geschaffen, sondern zugleich auch eine hohe Standfestigkeit gegen Erschütterung,
da durch die zweiteilige Ausbildung der Isolierung bzw. die Anordnung des Steingewölbes
in Abstand vom Tragrohr sich die auftretenden Spannungen und Erschütterungen der
Gleitschienen-Tragrohre frei, ohne Beschädigung der Isolierung, auswirken können.
Die Tragrohre können sich also frei, d. h. ohne Belastung des Steingewölbebogens
durchbiegen. Da sich andererseits die aufgestampfte Masse auf der waagerechten Oberfläche
des Steingewölbebogens abstützt, wird auch diese seitlich des Tragrohres und der
Tragschiene befindliche Isoliermasse nicht belastet bzw. das Tragrohr kann sich
auch gegenüber den seitlichen Isolierungen durchbiegen.
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Die Einzelheiten der Erfindung und deren Vorteile sind im folgenden
an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 die Seitenansicht eines Blockwärmofens, teilweise im Schnitt, Fig.
2 einen Ausschnitt II der Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Querschnitt nach
Linie III-III der Fig. 2.
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In der Zeichnung ist mit 1 eine Gleitschiene eines Blockwärmofens
bezeichnet, die durch Schweißung mit einem wassergekühlten Tragrohr 2 verbunden
ist.
Dieses Tragrohr ruht auf einer Mehrzahl von in Abstand angeordneten
Stützen 3 bzw. Rohrstützen 4. Die Isolierung der Gleitschienen-Tragrohre besteht,
wie aus der Zeichnung ersichtlich, aus einem Steingewölbe, das unterhalb jedes Tragrohres
in Längsrichtung desselben angeordnet ist und eine waagerechte Oberseite 5 aufweist.
Vorteilhaft bestehen die Bogen des Steingewölbes jeweils aus zwei auf den Gewölbestützen
6 ruhenden Seitensteinen 7 und einem angepaßten keilförmigen Mittelstein
B. Durch diese Gestaltung wird der Aufbau des Steingewölbes sehr vereinfacht.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Formsteine 7 und 8 in Abstand
von dem Tragrohr 2 angeordnet, wobei sie zu diesem Zweck vorteilhaft im Querschnitt
eine kreisbogenförmige Aussparung 9 aufweisen. Durch diese Ausbildung kann sich
bei Erschütterungen das Gleitschienen-Tragrohr 1, 2 frei in dem ringförmigen Spalt
10 bewegen, der zugleich die Isolation verbessert.
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Wie ferner aus der Zeichnung hervorgeht, ist beidseitig des Tragrohres
2 eine feuerfeste Isoliermasse 11 aufgestampft, welche Tragrohr
2 und Gleitschiene 1 seitlich umschließt.
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Es wird damit eine gute und dauerhafte Isolation auch an den Seiten
von Gleitschiene und Tragrohr erzielt, wobei die Stampfmasse 11 auf dem Steingewölbe
eine gute Unterstützung auf den Flächen 5 des Steingewölbes erhalten, sich also
bei Erschütterung nicht lösen bzw. nicht abfallen können. Vorteilhaft weisen die
Formsteine 7 und 8 eine Stärke s auf, die wenigstens doppelt so groß ist wie der
Durchmesser d des Tragrohres 2. Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß auf diese Weise
das Tragrohr in größerer Breite sehr gut von unten isoliert ist und andererseits
ausreichende Unterstützungsflächen 5 für die Stampfmassen 11 geschaffen werden.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird ferner für die Isolierformsteine
bzw. die Isolierstampfmasse ein Material verwendet, das auf Korund- oder Zirkonerdebasis
unter Verwendung von Ausbrennstoffen eine gewisse Porosität des Isoliermaterials
erzielt und damit die Wärmeleitfähigkeit vermindert. Eingehende Versuche haben gezeigt,
daß Korund-und Zirkonerde im Ultrarotbereich eine extrem geringe Absorption aufweisen
und die Wärmestrahlung zum größten Teil reflektiert wird. Das vorgenannte Isoliermaterial
hat daher eine ausgezeichnete Isolierfähigkeit bei geringer Wärmeabsorption und
zugleich auch eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit.
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Ausgezeichnete Ergebnisse in dieser Hinsicht wurden mit Formsteinen
bzw. Stampfmassen erzielt, die aus Korund- oder Zirkonerde, Mullit, Tridymit und
einem Zusatz von Ausbrennstoffen hergestellt sind, wobei diese Stoffe zweckmäßig
im Verhältnis von etwa 60: 30: 10: 15 % verwendet werden.
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Bei Verwendung des vorgenannten Isoliermaterials für Blockwärmöfen
hat sich gezeigt, däß dieses trotz der hohen mechanischen sowie Temperaturbeanspruchungen
außerordentlich dauerhaft ist und selbst nach langer Betriebszeit keine Risse oder
Brüche auftreten. Die neue Isoliermasse ist im Vergleich zu anderen aus Korund-
od. dgl. hergestellten feuerfesten Stoffen durch die Verwendung der Ausbrennstoffe
erheblich billiger.
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Eingehende Versuche haben gezeigt, daß mit einem Anteil von 15 % der
Ausbrennstoffe Optimum erzielt wird bzw. daß diese Ausbrennstoffe nur in einem verhältnismäßig
engen Bereich von etwa 12 bis 18 0/0 zugesetzt werden können, da anderenfalls die
erzielte Festigkeit zu gering ist bzw. eine bröckelige Masse erhalten wird.