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Elektroofendeckel Bisher werden Elektroofendeckel allgemein aus einzelnen
hochfeuerfesten Steinen aufgebaut. Die Form des Deckels ist ein Kugelgewölbe. Dies
bedingt vollkommen maßgerechte Einzelsteine und einen sorgfältigen Aufbau. Trotz
Einhaltung dieser Bedingungen ergeben sich in der Praxis infolge der Unmöglichkeit,
feuerfeste Steine ganz genau nach den theoretischen Abmessungen anzufertigen, insbesondere
aber infolge der Raumveränderung der Steine während der Erhitzung im Betriebe, wie
Nachwachsen öder Nachschwinden, in dem Deckelaufbau unbekannt verlaufende Spannungen
zwischen einzelnen Steinen und Steingruppen, die, verstärkt durch eine ungleichmäßige
Erhitzung des Deckels, Verschiebungen einzelner Steine oder Steingruppen, Abplatzen
von Steinen, ja selbst Zermürbungen von Steinen zur Folge haben.
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Dazu kommt, daß infolge nicht vermeidbarer ungleicher Hitzeeinwirkung
und infolge der bei der Erhitzung der Steine auf den Deckelring einwirkenden, aus
der Steinausdehnung sich ergebenden Kräfte der die Ausmauerung tragende Deckelring
aus zusammengeschweißten Stahlblechen oder aus Stahlformguß nach einer gewissen
Betriebszeit seine ursprüngliche genaue Kreisform verliert und eine ovale Form annimmt.
Bei der Ausinauerung eines solchen nicht mehr kreisrunden Deckelringes muß zwischen
die aus .für einen kreisrunden Deckel bestimmten Steine gebildeten Schichten eine
Ausgleichschicht eingepaßt werden. Dadurch wird aber die Gleichmäßigkeit der Schichtbreite
und der streng konzentrische Aufbau der Deckelausmauerung gestört. Es treten einseitige
Druckspannungen auf, die zur Verschiebung einzelner Steine und einzelner Lagen führen.
Die dabei auftretenden unterschiedlichen Teilpressungen verursachen eine Zermürbung
der Steine.
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Man hat schon versucht, Elektroofendeckel aus einer feuerfesten Stampfmasse
herzustellen. Die innere Festigkeit des aus ungebrannter
Masse
geformten Gewölbes ist aber der durch das Eigengewicht der Decke hervorgerufenen
Druckspannung des flachen Gewölbes nicht gewachsen, so daß schon beim ersten Einsetzen
des Deckels das Stampfgewölbe zu Bruch ging. Außerdem entstehen durch die vorhandene
ungleichmäßige Erhitzung Risse in der großen Gewölbefläche, die im Verein mit dem
Eigengewicht zum frühzeitigen. Zusammenbruch des Deckels führen.
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Nach der Erfindung wird ein Deckel im haltbaren Aufbau erzielt. Der
Elektroofendeckel nach der Erfindung besteht aus einem an dem Tragring sich abstützenden
Stützgerippe aus Formsteinen mit dazwischenliegenden, aus Stampfmasse gebildeten
Deckelflächen. Das Stützgerippe bildet den verspannenden und tragenden Teil des
Deckelaufbaues, während die aus Stampfmasse hergestellten Zwischenteile von dem
Stützgerippe getragene Füllstücke des Deckelaufbaues sind. Das Stützgerippe kann
aus radialen Rippen allein oder aus radialen und konzentrischen Rippen bestehen.
Im letzteren Falle wird ein spinnwebennetzartiges Gebilde geschaffen, das besonders
gut tragfähig und verspannend ist. Zwischen den Rippen werden die Füllstücke aus
Stampfmasse eingebracht. Der Abstand der Rippen voneinander wird nur so groß gewählt,
daß die dazwischenliegenden Teile der Decke aus Stampfmasse sich unter Abstützung
auf den Rippen tragen können. Die Füllstücke können dabei mit ebener Innenfläche
ausgestattet werden; sie können aber auch als Gewölbe ausgebildet sein, das sich
an zwei gegenüberliegenden Rippen oder allseitig an die anliegenden Rippen abstützt.
Dabei können die Anliege- oder Auflagerflächen der Rippen als Widerlager schräg
gestellt sein, um eine bessere Verspannung des Füllteiles an sich zu erhalten.
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Der Elektroofendeckel nach der Erfindung ist äußerst stabil. Während
der ersten Erhitzung können sich die Formsteine gut einlagern, da sie nicht allseitig
eingespannt sind. Das Stützgerippe wird also zu einem in gleichmäßiger Verspannung
liegenden Hauptteil des Deckels. Wenn dieser Spannungsausgleich durch die erste
Erhitzung geschehen ist, dann tritt erst durch die immer mehr steigende Erhitzung
bis zur Betriebstemperatur eine keramische Verfestigung der aus Stampfmasse bestehenden
Füllstücke ein. Diese werden zu Platten verfestigt. Die bei der allmählichen Erhitzung
auftretende Spannung wird in der elastischen Masse ohne Gefahr einer Rissebildung
ausgeglichen. Die Unterteilung in einzelne kleinere Felder wirkt fördernd für diesen
Spannungsausgleich. Sobald die Stampfmasse keramisch verfestigt ist, liegt eine
vollständig spannungsfreie bzw. ausgeglichene Deckelausmauerung vor. Abplatzungen,
Zersprengungen und Verschiebungen finden in den Füllstücken nicht mehr statt. Dadurch
ist eine bedeutend längere und vor allem verläßliche Haltbarkeit des Deckels gewährleistet.
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Die Stampfmasse kann in dünnerer Schicht eingetragen werden, als die
Höhe des Stützgerippes beträgt. Dadurch erhält man gute Wärineabstrahlverhältnisse,
weil dann der Deckel einem Rippengewölbe entspricht.
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An Stelle von gebrannten Formsteinen kann das Stützgerippe auch aus
ungebrannten, an sich aber festen Steinen aufgebaut werden. Durch die Erhitzung
erfolgt dann die keramische Verfestigung dieser ungebrannten Steine. Auch hier erfolgt
dann, wie in der Stampfmasse, ein Spannungsausgleich vorher, und man erreicht einen
spannungsfreien Deckel, der insgesamt aus einer gleichmäßig hoch und gleich lange.
Zeit gebrannten Masse besteht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Verwendung von
Silikamasse für die Steine und - für die Stampfmasse, weil die ungebrannten Stoffe
sich im Ausdehnungsverhalten, insbesondere bei den Quarzumwandlungsvorgängen, günstiger
verhalten, als dies bei vorher gebrannten Steinen der Fall ist, bei denen die plötzliche
Hitzeeinwirkung, die bei dem Elektroofenbetrieb unvermeidlich ist, zu Steinzerstörungen
führt. Man erhält dann einen volkommen spannungsfreien, aus einheitlicher unter
gleichen Bedingungen keramisch verfestigter Masse bestehenden Deckelaufbau. Dieser
Deckel ist auch trotz seines monolitischen Charakters widerstandsfähiger gegen Temperaturwechsel
als Deckel, die einheitlich aus Steinen oder aus Stampfmassen allein hergestellt
sind.
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Deckel nach der Erfindung besitzen weniger Fugen als Deckel aus einzelnen
Steinen. Dies ist ein großer Vorteil. Die porösen Fugen, sind Einfalltore für eine
frühzeitige chemische Zerstörung der Steine bzw. des Deckels. Durch die Vermeidung
der Fugen wird deshalb die Haltbarkeit des Deckels gehoben. Die Deckelteile aus
Stampfmasse schließen fugenlos an die Stützrippen an. Bei der Verwendung ungebrannter
Steine, insbesondere Silikasteine, für die Rippen erhält man eine praktisch fugenlose
Decke.
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Die Zeichnung veranschaulicht die erfindungsgemäße Ausbildung eines
Elektroofendeckels.
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Abb. i zeigt eine Draufsicht auf den Deckel, Abb. a einen senkrechten
Schnitt in radialer Richtung nach der Linie A-B, Abb. 3 und .I einen ebensolchen
Schnitt in Richtung des Deckelumfanges nach der Linie
C-D, wobei
die beiden Abbildungen untereinander verschiedene Ausführungen wiedergeben.
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Der Ofendeckel legt sich mit dem Stützgerippe gegen den Tragring i.
Als Stützrippen sind dabei die Widerlagsrippe 2, eine Ringrippe 3, das Herzstück
q. und eine Anzahl Radialrippen 5 vorgesehen. Die Elektrodenöffnung 6 ist von Steinen
7 eingefaßt, wobei die Ausbildung dieser Einfassung in beliebiger Weise vorgenommen
werden kann. Die Zwischenteile des Stützgerippes sind aus Stampfmasse hergestellt.
In Abb. 3 sind die Zwischenteile ebenflächig, in Abb. q. gewölbt ausgestampft. Die
Längsachse dieser kleinen Gewölbe liegt zweckmäßig in radialer Richtung.