DE1269146B

DE1269146B - Metallummantelter feuerfester Stein

Info

Publication number: DE1269146B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Horace N Hall
Original assignee: International Minerals and Chemical Corp
Current assignee: International Minerals and Chemical Corp
Priority date: 1960-11-16
Filing date: 1961-01-26
Publication date: 1968-05-30
Also published as: USRE25755E; GB902339A; US3139048A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C21c

Deutsche Kl.: 18 b-5/10

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1269146
P 12 69 146.2-24
26. Januar 1961
30. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen metallummantelten feuerfesten Stein für Öfen u. dgl. aus einem feuerfesten Magnesiamaterial.

Bisher wurden derartige Steine als Silikasteine hergestellt, jedoch mit der Entwicklung verbesserter Hüttenverfahren, besonders von Verfahren unter Verwendung von Sauerstoff, sind die Betriebstemperaturen der Öfen sowie auch die Menge der in der Atmosphäre des Ofens enthaltenen Verunreinigungen gestiegen. Dies sowie das häufige Abstechen der Öfen hat zur vorzugsweisen Verwendung von Bausteinen aus basischem feuerfestem Material geführt. Dennoch zerstören die hohen Temperaturen und die schädlichen Verunreinigungen diese basischen Bausteine in der Decke des Ofens schnell und führen zur Erosion, und die Häufigkeit, mit der der Ofen abgestochen wird, verursacht so häufige und beträchtliche Temperaturwechsel, daß die Steine schnell zerbröckeln.

Außerdem wird es zunehmend teurer, solche bekannte Bausteine durch Maurer verlegen zu lassen, da deren Arbeitslöhne ständig steigen.

Es ist bereits· bekannt, diese Bausteine mit einem Stahlmantel zu umgeben, so daß nach dem Einbau in der Ofendecke der Stahl beim ersten Befeuern des Ofens zu Fe₂O₃ oxydiert, das mit dem MgO des Bausteins zu MgOFe₂O₃ umgesetzt wird, das die Form einer undurchlässigen festen und starren Hülle hat, die innen rauh ist und den Baustein gegen ein Abbröckeln schützt. Dennoch bewirken die Temperaturschwankungen und die Aufnahme von Verunreinigungen ein Abbröckeln der Bausteine.

Es ist auch bereits ein feuerfester Stein bekannt, der eine oxydierbare metallische Inneneinlage aufweist, die sich in Längsrichtung des Steines erstreckt. Diese Inneneinlagen sind bei dem bekannten Stein als Metallplatten ausgebildet und sind in das Steinmaterial durch Preßdruck eingeformt. An zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen sind Außenplatten bei dem bekannten Stein vorgesehen. Diese Außenplatten können ein Ganzes mit den Innenplatten bilden und können an dem Stein durch flächigen Preßdruck angeformt sein.

Erfindungsgemäß ist an jeder Seitenfläche des Steins je eine flache Metallplatte befestigt, und eine Platte weist am heißen Ende des Steins eine Auswölbung auf, die sich vom Stein fort erstreckt und die gegen den benachbarten Stein im Ofen anliegt. In vorteilhafter Weise kann sich die Auswölbung in Längsrichtung der Platte über höchstens 20% der Plattenlängsabmessung erstrecken. Die Auswölbung kann sich am Plattenrand am höchsten über die

Metallummantelter feuerfester Stein

Anmelder:

International Minerals & Chemical Corporation,

Skokie,JlI. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München 60, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Horace N. Hall, Collegeville, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. November 1960
(69 652)

Plattenebene erheben und zur Plattenmitte hin abfallen und in die Plattenebene übergehen. Zweckmäßigerweise können in der Platte zwei nebeneinanderliegende Auswölbungen vorgesehen sein. Die Auswölbung oder die Auswölbungen können in den Metallplatten in der Querseite der Steine angeordnet sein. Die Metallplatten der Längsseiten der Steine können am kalten Ende eingebogene Lappen aufweisen. Zweckmäßigerweise können die Seitenkanten der Metallplatten einen Abstand von den Steinkanten haben. Insbesondere können die Metallplatten angeklebt sein.

Nach Einbau in die Decke bieten die Steine in der Querrichtung zwei mit Stahlblech verkleidete Flächen dar, die mit stahlblechverkleideten Flächen benachbarter Bausteine in metallischer Berührung stehen, und das untere Ende des einen Bausteins liegt mit den dort vorgesehenen Auswölbungen in der Stahlblechverkleidung an der benachbarten stahlblechverkleideten Fläche des angrenzenden Steins an, so daß die heißen Enden der Bausteine unter metallischer Anlage in einem geringfügigen Abstand voneinander gehalten sind. Die am unteren Ende der Stahlblechverkleidung dieser Fläche vorgesehenen Auswölbungen

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weisen vorteilhafte Merkmale sowohl hinsichtlich der Größe als auch der Form und des Umrisses auf.

Da die Bausteine in der gewölbten Decke, die sogenannten Gewölbesteine, mehr oder weniger die Form von Gewölbeschlußsteinen haben und da die heißen Enden der Bausteine Temperaturen bis zu 1760° C erreichen, während die Temperatur an ihren kalten Enden nicht über 420° C beträgt, müssen Maßnahmen getroffen werden, die der Wärmeausdeh-

steinen nach der Erfindung gewährleistet die wirksame Bildung einer Magnesiumferritschicht als Mantel um jeden der feuerfesten Bausteine.

Die Verkleidungsplatten an jeder Seite der Steine können in einem Abstand von den Längskanten angeordnet sein, so daß Kanäle gebildet werden, durch welche beim ersten Heizen des Ofens Wärme geleitet wird, was zu einer gleichmäßigeren Wärmever

dung den teureren bekannten Konstruktionen mindestens gleichwertig ist.

Die an den Steinen nach der Erfindung entstehende Magnesiumferritschicht hat eine Dicke von etwa 6 5 bis 8 mm, und die geringe Porosität dieser Schutzschicht bietet den bedeutenden Vorteil eines größeren Widerstandes gegen die Aufnahme von schädlichen Verunreinigungen.

Bei dem Stein nach der Erfindung ist die Distanz-

nung der heißen Enden Rechnung tragen, die wäh- io halterung in einfacher und wirksamer Weise ausgerend des ersten Heizens des Ofens auftritt, wobei je- bildet und angeordnet und sichert trotzdem in wirkdoch eine mögliche Wärmeausdehnung an den kalten samer Weise den Abstand zwischen den heißen Enden Enden praktisch nicht berücksichtigt zu werden der benachbarten Bausteine, so daß diese in ihrer braucht. Dies wird dadurch erreicht, daß die Auswöl- Wärmeausdehnung beim ersten Heizen des Ofens bungen in nur einer stahlblechverkleideten Quer- 15 nicht behindert sind. Die doppelte Dicke der Metallfläche des Bausteines vorgesehen sind. Beim Ver- verkleidungen zwischen zwei benachbarten Baukleiden der Bausteine mit Stahlblech können die
Stahlplatten an der betreffenden Fläche des feuerfesten Bausteinest anzementiert oder auf andere Weise
angeklebt werden, um die Stahlblechverkleidung wäh- 20
rend des Transportes der Bausteine und beim Einbau
derselben in den Ofen in ihrer Lage zu halten. Beim
ersten Heizen des Ofens wird durch die Hitze zwar
der Kleb- oder Haftstoff zerstört, jedoch wird das

Material der Stahlblechplatte mit dem Magnesium- 25 teilung zwischen dem heißen und dem kalten Ende oxyd des Bausteines zu Magnesiumferrit umgesetzt, der einzelnen Steine führt. Die Steine können längs so daß das Klebmittel nun nicht mehr gebraucht wird. ihrer Längsflächen geringfügig verjüngt sein, so daß Während der Zeit, während deren das Klebmittel sie etwas keilförmig (in der Form von Gewölbewirksam ist, ist es jedoch vorteilhaft, daß an dem steinen) sind, so daß beim Zusammenbau in be-Baustein bzw. zwischen diesem und der Stahlblech- 30 kannter Weise ein Gewölbebogen gebildet wird, verkleidung eine möglichst große klebmitteltragende Vorzugsweise können jeweils zwei Auswölbungen

Fläche vorgesehen ist. Aus diesem Grund sollten die im Abstand voneinander angeordnet sein, wodurch Auswölbungen an der Stahlblechverkleidung derart eine äußerst hohe Stabilität erzielt wird. Durch die ausgebildet und angeordnet sein, daß sie eine mög- Ausbildung der Auswölbungen liegen die benachlichst geringe Auswölbungsfläche im Stahlblech in 35 harten Seitenflächen der einzelnen Steine dicht neben-Anspruch nehmen und eine mögliehst große Fläche einander, jedoch in einem geringen Abstand, der ein

Eindringen der Wärme beim ersten Heizen des Ofens in die Zwischenräume zwischen den Platten ermöglicht, gleichzeitig jedoch gewährleistet, daß dieser

lischen Anlage aneinandergebracht werden, ist es 40 Zwischenraum zwischen den benachbarten Bausteinen wichtig, daß jeder Baustein in der Querrichtung^der durch die natürliche Wärmeausdennung der Bausteine gewölbten Decke in bezug auf den benachbarten Bau-_ in wirksamer Weise aufgefüllt wird, stein in eine gesicherte Lage gebracht wrd, und die --„.^ Die an den Längsflächen der Bausteine vorgesehen Auswölbungen müssen daher so ausgebildet und an- nen Platten können vorspringende Lappen aufweisen, geordnet sein, daß diese Stabilität erreicht wird und 45 die über die kalten Enden der Bausteine übergebogen die Gefahr oder Neigung zum Kippen eines Bausteins sind. Diese Lappen dienen dazu, auch dem ungeübten

Arbeiter zu zeigen, in welcher Lage die einzelnen Steine aneinanderzufügen sind. Die Lappen fluchten in der Längsrichtung des Gewölbes, und auf diese 50 Weise ist eine einfache und sichere Maßnahme getroffen, die gewährleistet, daß sich die Steine im zusammengebauten Zustand in der richtigen Lage und Ausrichtung befinden. Außerdem dienen diese umgebogenen Lappen dazu, die Platten an den

daß sie beim ersten Heizen des Ofens geschmolzen 55 Längsflächen des Bausteins in betriebsfertiger Steloder ausgebrannt werden. Die Verwendung derartiger lung für das erste Heizen des Ofens zu halten. Dies getrennter Distanzbleche ist von Nachteil, denn das kann eiforderlich sein, weil die Klebmasse, die diese Verladen, der Transport und der Einbau der Steine Platten in ihrer Lage hält, zunächst wegschmilzt, und der Distanzbleche erfordern zusätzliche Hand- Beim Wegschmelzen der Klebmasse, und ehe die griffe und einen erheblichen Zeitaufwand. Dies ist bei 60 Platten durch die chemische Reaktion zwischen den den heutigen Rationalisierungsbestrebungen in An- Platten und dem feuerfesten Material der Bausteine betracht der hohen Löhne von großem Nachteil. Be- in ihrer Lage gehalten werden, könnte die Gefahi kannte Konstruktionen, bei denen Zwischenplatten bestehen, daß die Platten zwischen den Bausteinen verwendet werden, sind beträchtlich teurer als die abwärts gleiten. Die umgebogenen Lappen sichern Anordnung nach der Erfindung, bei welcher an den 65 jedoch die Platten an den Längsseiten der Steine, Seitenflächen des Bausteins mit diesem fest verbun- so daß diese nicht zwischen den Bausteinen abwärts dene Platten vorgesehen sind, und Vergleichsversuche gleiten und durchfallen können. Diese Maßnahme ist haben gezeigt, daß die Anordnung nach der Erfin- jedoch nur bei den an den Längsseiten der Bausteine

verfügbar lassen, an welcher das Klebmittel wirksam ist. Wenn die stahlblechverkleideten Bausteine vom Maurer in die Ofendecke eingebaut und zur metal-

um seine Längsachse in bezug auf den benachbarten Baustein aufs äußerste vermindert wird. Dies wird durch die örtliche Anordnung der Auswölbungen erreicht.

Bei den bisher bekannten feuerfesten Bausteinen wurden getrennte Distanzbleche vorgesehen, die zwischen die benachbarten Bausteine eingefügt werden. Diese Distanzbleche sind schmelz- oder brennbar, so

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vorgesehenen Platten, jedoch nicht an den an den liegende Querflächen, die der Querrichtung des Ofens

Querflächen der Bausteine vorgesehenen Platten zugewendet sind. Wenn der Ofen aufgeheizt wird,

erforderlich, da die seitlichen Fugen zwischen den werden, wie aus dem Gesagten hervorgeht, die

Bausteinen wegen der schlußsteinförmigen Ausbil- einzelnen Bausteinreihen dauernd miteinander ver-

dung der Bausteine und wegen der von ihnen ge- 5 schweißt. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, sind an den

bildeten Bogenkrümmung unter Druck stehen. einzelnen Bausteinen Lappen 26 vorgesehen, die im

In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungs- folgenden noch eingehend beschrieben werden. Diese

beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Lappen fluchten in der Längsrichtung, so daß sie

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene perspekti- Längsreihen bilden, und die Lappen benachbarter

vische Darstellung eines Teiles einer Decke eines io Bausteine fluchten ebenfalls, wie F i g. 1 zeigt. Die

Siemens-Martin-Ofens, Konstruktion der einzelnen feuerfesten Bausteine

Fig. 2 eine Ansicht der Decke im zusammen- dürfte am besten aus Fig. 7 ersichtlich sein. In dieser

gebauten Zustand, von unten gesehen, vor dem ersten Figur sind zwei benachbarte Bausteine 30 und 30'

Heizen des Ofens, von gleicher Ausbildung dargestellt. Der Baustein 30

F i g. 3 eine Seitenansicht eines feuerfesten Steines 15 hat zwei gegenüberliegende Längsflächen 32 und 33

nach der Erfindung, und zwei gegenüberliegende Seitenflächen 34 und 35.

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Stein nach Fig. 3, Die entsprechenden Flächen am Baustein30' sind

F i g. 5 eine Stirnansicht eines Steins nach F i g. 3, mit den gleichen Bezugszeichen »'« bezeichnet. Die

F i g. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 Bausteine 30 und 30' haben »kalte« (dem Feuerraum

in F i g. 5, 20 abgewendete) Endflächen 37 bzw. 37' und, diesen

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung zweier gegenüberliegend, »heiße« (dem Feuerraum zuge-

Bausteine nach der Erfindung zur Erläuterung des wendete) Endflächen 38 und 38'.

Zusammenbaues, Wie bereits oben besprochen, besteht ein wesent-

F i g. 8 einen Längsschnitt durch einen feuerfesten liches Merkmal der Erfindung darin, daß der feuer-

Baustein nach Bildung des den Kern umgebenden 25 feste Grundkörper jedes der Bausteine im wesent-

Mantels, liehen von quadratischem Querschnitt ist.

F i g. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 in Die »kalte« Endfläche des Bausteines ist tatsach-

Fig. 8 gesehen in Pfeilrichtung, und lieh quadratisch, und die Abmessungen sind zu Ver-

F i g. 10 einen Schnitt ähnlich dem unteren Teil der anschaulichungszwecken für das »kalte« Ende der

F i g. 8 zur Veranschaulichung der Bildung der 30 Bausteine 30 und 30' mit 75 · 75 mm angegeben.

Schutzpanzerschicht während aufeinanderfolgender Wenn auch diese spezielle Maßangabe nur zu

Beheizungen des Ofens. Zwecken der Veranschaulichung gewählt wurde, ist

F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt aus der Decke eines diese Abmessung doch verhältnismäßig entscheidend.

Siemens-Martin-Ofens, bei dem das eine der üblichen Mit anderen Worten, es ist als unwirtschaftlich anzu-

Widerlager aus einer Reihe von Bausteinen (Keil- 35 sehen, die Abmessungen der Endfläche des Bausteines

steinen) 10 gebildet ist. Eine Anzahl von feuerfesten kleiner als 75 · 75 mm zu wählen, und andererseits

Bausteinen nach der Erfindung sind nebeneinander ist eine Abmessung von 87 · 87 mm als die größte

angeordnet und zu einem Bogen zwischen dem Abmessung anzusehen, die am allgemeinen verwend-

WiderlagerlO und einem ähnlichen Widerlager an bar ist und noch das gewünschte Endergebnis ge-

der anderen Seite des Ofens angeordnet. Der Pfeil A 40 währleistet.

kennzeichnet die Richtung der seitlichen Abmessung Jeder der feuerfesten Bausteine ist entlang der

der Decke oder deren Breite, während der PfeilB Längsflächen, wie in Fig.7 angedeutet, geringfügig

die Richtung der Längsausdehnung oder Länge der verjüngt, die Längsflächen können von einer Breite

Decke bezeichnet. von 75 mm am kalten Ende bis auf 68 mm am heißen

An einem Träger ist eine übliche Anhebevorrich- 45 Ende verjüngt sein. Dieser Grad der Verjüngung ist tung 15 aufgehängt, deren unteres Ende gelenkig mit erforderlich zur Schaffung der gewünschten Gewölbeeiner Platte 16 verbunden ist, die ihrerseits mit einem steinform, die es ermöglicht, die Bausteine zu einer Träger 17 verbunden ist. In der Seitenrichtung der gewölbten Decke zusammenzufügen. Im übrigen ist Decke erstrecken sich mehrere gleichausgebildete der allgemeine Querschnitt des feuerfesten Bausteins Tragplatten 20 im Abstand voneinander, die je zwi- 50 im wesentlichen durchweg quadratisch,
sehen zwei benachbarten Reihen von feuerfesten Wie insbesondere aus F i g. 2, 3, 4 und 7 ersicht-Bausteinen in bekannter Weise angeordnet sind und lieh, ist an jeder der vier Seitenflächen des Grunddie Decke des Ofens in betriebsbereiter Stellung körpers aus feuerfestem Material eine Metallplatte, tragen. vorzugsweise eine solche aus Stahl oder einem ähnln den Platten 20 sind Aussparungen 22 gebildet, 55 liehen Eisenmaterial, befestigt. Betrachtet man zuerst durch die der Träger 17 hindurchgeführt ist, und die die Längsflächen 32 und 33 des Bausteins, so ist an von den Platten begrenzten Aussparungen 22 sind diesen je eine Platte 40 und 41 befestigt. Jede dieser von Stahlstegen 23 überbrückt, die auf der oberen Platten ist an dem feuerfesten Grundkörper vorzugs-Fläche des Trägers 17 aufliegen. Wie ersichtlich, ist weise mittels eines Klebmittels angeklebt, das durch durch diese verhältnismäßig übliche Bauweise die 60 die beim ersten Aufheizen des Ofens entwickelte aus den später zusammengeschweißten feuerfesten Hitze rasch geschmolzen und endgültig zerstört wird. Bausteinen gebildete Decke in bezug auf die übrige Dabei wird zwischen den einander berührenden Ofenkonstruktion in betriebsfähiger Stellung gehalten. Flächen der Platten 40 und 41 und den benachbarten Wie F i g. 1 zeigt, sind mehrere Reihen 25 von Teilen des feuerfesten Grundkörpers vorzugsweise feuerfesten Bausteinen aneinanderliegend angeordnet, 65 eine dünne Klebmittelschicht vorgesehen,
und jeder dieser feuerfesten Steine weist zwei gegen- Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich, befindet sich überliegende Flächen auf, die der Längsrichtung der die Unterkante 45 der Platte 40 in einem Abstand Ofendecke zugewendet sind, sowie zwei gegenüber- von der Kante 46 der heißen Stirnfläche dest Grund-

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körpers aus feuerfestem Material. Gleichfalls sind die nur etwa 5% der gesamten Längsausdehnung der Kanten 47 der Platte 40 in einem Abstand von den Platte. Die Längsausdehnung der Auswölbungen steht längsverlaufenden Kanten 48 des feuerfesten Grund- in einer Beziehung zu dem Grad, in welchem die körpers. Ebenso ist die gegenüberliegende Platte 41 Auswölbungen aus der Ebene der Platte hervorso ausgebildet, daß sie nicht bis zu der Kante am 5 treten. Wenn z. B. die Auswölbungen um etwa heißen Ende sowie bis zu den längslaufenden Kanten 0,45 mm aus der Ebene der Platte hervortreten, kann der zugeordneten Längsfläche des Bausteines reicht. ihre Längsausdehnung etwa 5% der Länge der Platte An den Platten 40 und 41 sind mit diesen aus betragen. Wenn andererseits die Auswölbungen au9 einem Stück bestehende Lappen 26 an deren oberen der Plattenebene etwa 0,75 mm weit hervortreten, so Enden gebildet. Diese Lappen sind über die Kanten io kann ihre Längsausdehnung etwa 2O^fl/o der Platten-52 des kalten Endes des feuerfesten Grundkörpers länge betragen.

übergebogen und liegen an der kalten Stirnfläche 37 Die an der gegenüberliegenden Seitenfläche 35

des feuerfesten Grundkörpers an. Diese Lappen 26 jedes der feuerfesten Bausteine befestigte Platte 61 dienen in der bereits erwähnten Weise als Hilfe beim ist gänzlich eben und derart montiert, daß ihre Unter-Ausfluchten der Bausteine. Sie dienen außerdem, wie 15 kante sich in einem Abstand von der Kante der ebenfalls bereits beschrieben, dazu, die Platten an heißen Stirnfläche mit der betreffenden Seitenfläche den Längsflächen der Bausteine daran zu hindern, befindet, während die Längskanten sich in einem daß sie herausfallen, bevor sie infolge der Reaktion Abstand von den längslaufenden Kanten der bezwischen den Platten und dem feuerfesten Material treffenden Fläche befinden und die Oberkante der des Bausteines in ihrer Lage festgehalten werden. 20 Platte mit der Kante der betreffenden Fläche an der Es ist außerdem zu bemerken, daß der dem kalten Stirnfläche im wesentlichen glatt abschneidet. Lappenteil 26 benachbarte Oberkantenteil 55 der In F i g. 7 ist durch Pfeile X, X die gegenseitige

Platte 40 im wesentlichen eben mit der benachbarten Beziehung benachbarter Bausteine angedeutet, in der Kante 52 des kalten Stirnendes abschließt. diese zusammenzubauen sind. Durch diese Angabe

An den Querflächen 34 und 35 sind die Platten 60 25 ist zu erkennen, daß die ebene Platte an der Querbzw. 61 mittels Klebmittel angeheftet. Diese Platten fläche des einen Bausteines gegen die mit den distanzweisen eine abweichende Ausbildung auf. haltenden Auswölbungen versehene Platte an der Die Lage oder Beziehung der Platte 60 zu der ihr Querfläche des benachbarten Bausteins liegend einzugeordneten Querfläche 34 ist am deutlichsten aus zubauen ist. Wie ersichtlich, sind für die Einzelheiten Fig. 3 zu erkennen. Wie in dieser Figur gezeigt, 30 beider Bausteine in F i g. 7 die gleichen Bezugszeichen befindet sich der untere Kantenteil 62 in einem Ab- ohne bzw. mit »'« für die Bausteine 30 bzw. 30' verstand von der benachbarten Kante des heißen Endes wendet.

des feuerfesten Grundkörpers, und die längslauf enden Fig. 2 zeigt die gegenseitige Lage, in der sich die

Kanten 63 befinden sich in einem Abstand von den einzelnen Bausteine im zusammengebauten Zustand längslaufenden Kanten des feuerfesten Grundkörpers. 35 vor dem Aufheizen des Ofens befinden. Zur Ver-An dem unteren Kantenteil 62 der Querplatte 60 anschaulichung ist der Baustein 30 hier im Verein sind Distanzhaltemittel in der Form von Auswölbun- mit gleichausgebildeten Bausteinen dargestellt. Die gen vorgesehen, und zwei derartige Auswölbungen._._ Platten 40 und 41 an den gegenüberliegenden Längssind dargestellt und mit 64 bzw. 65 bezeichnet. Diese flächen des Bausteins liegen an entsprechenden Auswölbungen, die einander gleich sind, sind im 40 Platten an den benachbarten Bausteinen an. Die einzelnen deutlicher aus Fig. 5 und 6 zu ersehen. Platten 60, die an ihrer einen Querfläche die Aus-Wie diese Figuren zeigen, besteht jede der Auswöl- Wölbungen tragen, befinden sich in Anlage mit der bungen aus einem mittleren erhabenen Teil 64' bzw. ebenen Platte an der Querfläche eines benachbarten 65', der durch geneigte Abschnitte 64" bzw. 65" mit Bausteins ohne derartige Auswölbungen. Die ebene den benachbarten Teilen der Platte verbunden ist. 45 Platte 61 an der gegenüberliegenden Fläche des Bau-Die beiden Auswölbungen 64 und 65 befinden sich Steines 30 befindet sich in Anlage an einer Platte in einem wesentlichen Abstand voneinander, so daß eines benachbarten Bausteins mit solchen Auswölsie eine Stabilität gegen ein Kippen der Bausteine bungen. Bei dieser Anordnung sind also zwischen den in bezug aufeinander im zusammengebauten Zustand Platten an den Querflächen benachbarter Bausteine verhindern, und wie am besten aus F i g. 6 ersichtlich, 50 Zwischenräume 70 und 71 gebildet. Natürlich ist die erheben sich die Auswölbungen in der Gegend der Ausdehnung dieser Zwischenräume an den heißen Unterkante der Platte am weitesten aus der Haupt- Enden der Bausteine am größten, um der Wärmeebene der Platte und sind gegen den Mittelteil der dehnung in der Nähe der heißen Enden Raum zu Platte zu in die Ebene der Platte verlaufend geneigt. geben. Diese Zwischenräume 70 und 71 nehmen Wie am deutlichsten in den F i g. 5 und 6 gezeigt, ist 55 natürlich gegen die andere oder kalte Stirnfläche des zwischen der Platte und der benachbarten Fläche des Bausteines hin ab und und sind verjüngt, da in dieser feuerfesten Grundkörpers eine Lage Klebmittel 70, Richtung die Forderung nach Raum für die Wärmez. B. Zement od. dgl., zum Halten der Platte in rieh- dehnung entsprechend abnimmt. Außerdem bilden, tiger Lage vorgesehen. wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Zwischenräume an

Wie bereits oben erwähnt, reichen die Auswölbun- 60 den Längskanten der einzelnen Platten, die von den gen oder Distanzhaltemittel nur über einen gering- längslaufenden Kanten der feuerfesten Grundkörper fügigen Teil der Länge der betreffenden Platten, und der einzelnen Bausteine ja zurückspringen, Kanäle 75, ihre Ausdehnung überschreitet nicht 20% der 76, 77 und 78, durch welche beim ersten Aufheizen Länge der Platten. In vielen Fällen wird die Längs- des Ofens die Hitze aufzusteigen vermag, wodurch ausdehnung der Auswölbungen sogar vorzugsweise 65 eine gleichmäßigere Wärmeverteilung entlang der bedeutend weniger als 2O°/o der Länge der betreffen- Länge der Bausteine herbeigeführt wird, den Platte betragen, und wie die Zeichnungen zeigen, F i g. 8 und 9 zeigen nun den Aufbau eines Baubeträgt die Längsausdehnung der Auswölbungen hier steins nach der Erfindung in etwas schematisierter

Weise. Bei diesen Figuren ist der Grundkörper aus feuerfestem Material mit 80 bezeichnet. Der äußere Schutzpanzermantel 81 aus Magnesiumferrit nimmt von einer geringsten Dicke am kalten Ende 82 des Bausteines ausgehend bis zu einer größten Dicke am heißen Ende 83 des Bausteines zu. Der Mantel oder die Hülle 81 beginnt sich beim ersten Aufheizen des Ofens zu bilden und erreicht beim ersten Aufheizen eine gewisse Dicke. Die vollständige Ausbildung des Mantels findet dann nach und nach während weiterer Heizvorgänge statt, und der Mantel an jedem Baustein nimmt also von Fall zu Fall an Dicke zu, und zwar in dem Maße mit der Zeit fortschreitend, in dem er beim normalen Betrieb verwendet wird. Der in F i g. 8 und 9 gezeigte Baustein veranschaulicht den Mantel nach mehrmaligem Beheizen.

Wie im unteren Teil der F i g. 8 zu erkennen ist, deutet eine geringe nach unten durchhängende Ausbuchtung 85 einen gewissen Grad der Abspaltung an, und man sieht, daß sich innerhalb des feuerfesten Materials oberhalb des inneren oder heißen Endes des Bausteines Risse 86 gebildet haben. Obwohl ein solches Spalten auftritt und die Risse sich in einer Entfernung von 25 bis 38 mm vom heißen Ende des Bausteines bilden können, hält die Ummantelung aus Magnesiumferrit dank ihrer Größe, Abmessungsverhältnisse und Anordnung ab Körper von im wesentlichen quadratischem Querschnitt diese Stücke in ihrer richtigen Lage fest und verhindert ein Herunterfallen derselben in den Ofen. Indem sich abspaltende Brocken auf diese Weise in ihrer Lage gehalten werden, wird die Lebensdauer der Ofendecke wesentlich verlängert.

Die Schnittdarstellung der F i g. 9 veranschaulicht, daß der Schutzpanzer 81, der den Grundkörper aus feuerfestem Material 80 umgibt, im wesentlichen gleichförmig um das feuerfeste Material herum gebildet wird und somit die Gefahr des Abbröckeins oder Abspaltens auf ein Mindestmaß verringert.

Fig. 10 zeigt die fortschreitende Bildung des Schutzpanzers. Nach dem ersten Aufheizen des Ofens wird eine anfängliche Lage an der Außenseite gebildet, die mit L bezeichnet ist. Die Dicke dieser ersten Lage hängt natürlich von der Zeitdauer ab, über die sich die erste Beheizung erstreckt. Für alle praktischen Fälle ist anzunehmen, daß die erste Beheizung sich nicht über eine genügende Zeitspanne erstreckt, daß eine so dicke Lage entsteht, wie bei 81 in Fig. 8 gezeigt ist, da ja der Ofen bei normalem Betrieb anschließend abgestochen werden muß. Bei einem typischen Beispiel wird beim ersten Aufheizen eine Außenlage entsprechend Fig. 10 gebildet, und diese begrenzt einen Kernteil, dessen an der Stirnseite sichtbare Fläche durch M¹ gekennzeichnet ist. M¹ bezeichnet also das stirnseitige Ende jenes Teiles des Bausteines, der vom inneren Umriß der Schutzschicht am heißen Ende des Bausteines begrenzt ist.

Bei nachfolgenden Beheizungen des Ofens nimmt die Lage L an Dicke zu und begrenzt dann eine Kernstirnfläche, die durch M² gekennzeichnet ist. Anschließend wird die Schicht weiter verstärkt und begrenzt dann eine noch kleinere Kernstirnfläche M³. Diese schrittweise Zunahme der Stärke der Schutzschicht ist wichtig, insbesondere in ihrem Zusammenwirken mit dem im wesentlichen quadratischen Querschnitt des feuerfesten Bausteines. Diese Merkmale bewirken, wie ersichtlich, eine dauernde Abnahme des stirnseitigen Kernquerschnitts, sozusagen der Rohrmündung am heißen Ende des Bausteines, die nämlich den Bereich darstellt, an dem die Gefahr des Herausfallens von Material des Bausteines am größten ist.

Aus dem Obigen ist zu erkennen, daß die Erfindung einen neuen feuerfesten Baustein sowie ein Verfahren für den Zusammenbau derartiger Steine zu einer Ofenkonstruktion schafft, bei dem die Bausteine in einer wirksamen und leistungskräftigen Weise zusammengebaut werden können, und es ist eine Einrichtung zum Ausrichten der Bausteine in narrensicherer Weise vorgesehen. Das feuerfeste Material der Bausteine ist in im wesentlichen quadratischem Querschnitt gestaltet, so daß gleichmäßige Resultate erzielt und die schädlichen Wirkungen der Rissebildung und des Abbröckeins auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Außerdem wird durch die Erfindung eine vollständige einbaufertige Einheit ge* schaffen, die als Fertigteil verkäuflich ist und bei der keine Notwendigkeit der Mitverwendung anderer zusätzlicher Teile außer der Einheit selbst besteht. Die Platte an einer Seitenfläche jeder der Einheiten hat mit ihr aus einem Stück bestehende Distanzeinrichtungen an ihrer dem heißen Ende zugewendeten Seite, und dies ermöglicht es, die Wärmedehnung des feuerfesten Materials aufzunehmen, wie sie normalerweise auftritt; gleichzeitig sind diese Distanzmittel so ausgebildet, daß sie eine größtmögliche Fläche zum Ankleben der Platten an den Flächen der Bausteine verfügbar lassen und daß sie benachbarte Bausteine im zusammengebauten Zustand gegen gegenseitiges Kippen sichern.

Claims

Patentansprüche:

1. Metallummantelter feuerfester Stein für Öfen u. dgl. aus einem feuerfesten Magnesiamaterial, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seitenfläche des Steins (30) je eine flache Metallplatte (40, 41, 60, 61) befestigt ist und daß eine Platte (60) am heißen Ende des Steins eine Auswölbung (64, 65) aufweist, die sich vom Stein (30) fort erstreckt und die gegen den benachbarten Stein (30') im Ofen anliegt.

2. Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auswölbung (64, 65) in Längsrichtung der Platte über höchstens 20% der Plattenlängsabmessung erstreckt.

3. Stein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auswölbung (64) am Plattenrand am höchsten über die Plattenebene erhebt und zur Plattenmitte hin abfällt und in die Plattenebene übergeht (F i g. 2).

4. Stein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte (60, 61) zwei nebeneinanderliegende Auswölbungen vorgesehen sind.

5. Stein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (64) oder die Auswölbungen in den Metallplatten (60, 61) der Querseiten der Steine angeordnet sind.

6. Stein nach einem der Ansprüche 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (40, 41) der Längsseiten der Steine das kalte Ende eingebogene Lappen (26) aufweisen.

7. Stein nach einem der Ansprüche 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten (47)

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der Metallplatten (40, 41, 60, 61) einen Abstand von den Steinkanten (48) haben.

8. Stein nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten angeklebt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 698 685; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 055 165; Österreichische Patentschrift Nr. 201638; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1960, S. 790 bis 794.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen