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Schachtofen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schachtofen von rundem Querschnitt mit äusserer Tragkonstruktion, insbesondere in Form eines Blechmantels, und einem vorzugsweise aus feuerfesten Steinen aufgebauten Verschleissfutter.
Schachtöfen werden neuerdings mit beträchtlichen Bauhöhen ausgeführt, wodurch das Problem an Bedeutung gewinnt, das Gewicht der feuerfesten Auskleidung, das zufolge der beträchtlichen Höhe derselben entsprechend gross ist, auf ein Fundament od. dgl. zu übertragen. In dem Masse, wie die Bauhöhe der feuerfesten Auskleidung zunimmt, geraten die unteren Bereiche dieser Auskleidung unter einen Gewichtsdruck, der Werte annimmt, die der Lebensdauer der Auskleidung abträglich sind. Da das feuerfeste Futter aus Gründen der Wirtschaftlichkeit mit einer wärmedämmenden Hintermauerung oder Hinterfüllung versehen werden muss, ist es schwierig und umständlich, häufig auch unmöglich, eine Gewichtsentlastung der Auskleidung etwa dadurch herbeizuführen, dass man die Auskleidung am äusseren Blechmantel aufhängt.
Eine weitere Schwierigkeit entsteht dadurch, dass mit zunehmender Bauhöhe des Schachtes die auftretenden, absoluten Wärmedehnungen beträchtliche Werte annehmen, was einerseits die Aufhängung des Futters weiter erschweren würde, anderseits zu beträchtlichen Relativverschiebungen zwischen Futter und Blechmantel in den oberen Bereichen des letzteren führen muss ; einerseits weil die bezügliche Baustoffe, was ihr Dehnungsverhalten anbelangt, sehr unterschiedlich sind und anderseits weil die für die Grösse der Dehnung massgeblichen Temperaturen der genannten Bauwerksteile sehr verschieden sind.
Der erfindungsgemässe Schachtofen vermeidet diese Nachteile dadurch, dass mindestens der innerste Auskleidungsmantel bereichsweise aus Gewölberingen besteht, die aus feuerfesten Steinen gebildet sind und sich'auf ringförmige Widerlager abstützen, die mit der äusseren Tragkonstruktion verbunden sind.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der äussere Blechmantel des Schachtes zu einem das Gewicht der Auskleidung nach abwärts tragenden Konstruktionselement des Schachtofens wird ; die feuerfeste Auskleidung- kann auf diese Weise in einzelne, gesondert unterstützte Zonen zerlegt werden, die in ihrem Dehnungsverhalten ihrer verminderten Bauhöhe entsprechend einwandfrei beherrscht werden können.
Die schematische Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Schachtofen ; dieser gehört der Type mit verbreitertem Brennraum an, für welche die erfindungsgemässen Vorteile in besonderem Masse in Erscheinung treten.
In der Zeichnung bezeichnet 1 den äusseren Blechmantel des Schachtes, der entsprechend dem lichten Ofenquerschnitt nicht die Form eines schlanken Kegels aufweist, sondern aus mehreren Drehkörpern zusammengesetzt ist. 2 sind die das Verschleissfutter des Schachtoberteiles bildenden Steine, 3 die Steine der nach oben kuppelförmig begrenzten Brennkammer, 4 einer der mehreren vorhandenen Brenner, 5 die feuerfeste Hintermauerung und 6 die erfindungsgemässen Gewölberinge, bestehend aus feuerfesten Steinen, deren äusserste Ringschar sich jeweils auf ringförmige, beispielsweise metallische Widerlager 7 abstützt, die über Stegbleche 8 am äusseren Mantel 1 befestigt sind.
Es ist leicht einzusehen, dass die Ringe 6 mit einer Tragfähigkeit ausgeführt werden können, die es erlaubt, die darüber befindlichen Bereiche des feuerfesten Verschleissfutters, gegebenenfalls auch die wärmedämmende Hintermauerung zu tragen. Entscheidend ist hiebei die Unterteilung des Verschleissfutters in Zonen, die jede für sich auf einem Gewölbering 6 aufruhen, wogegen man die Hintermauerung 5 auch unmittelbar mit dem Blechmantel 1 verhängen könnte, wie es übrigens auch möglich wäre, die
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Isoliersteine 5 durch lose Hinterfüllung zu ersetzen, die alsdann ebenfalls von den Tragringen 6 unterstützt und daran gehindert werden, sich in einem unzulässigen Ausmass zu setzen.
Es ist zweckmässig, Gruppen von Gewölberingen vorzusehen, weil man auf diese Weise die Tragfähigkeit der letzteren erhöhen kann ; im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Tragringe zu einem Ring paarweise zusammengefasst.
Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemässe Abstützung des Mauerwerkes für die mit verbreitertem Querschnitt ausgeführte Brennzone. Die in dieser Zone vorhandenen Auskleidungssteine 3 bilden eine Kuppel, die nach oben offen ist, und dies gilt auch für die in diesem Bereich vorgesehenen Hintermauerungssteine 5.
Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass man es durch die getroffene Unterteilung der feuerfesten Auskleidung in mehrere übereinanderliegende Zonen in der Hand hat, den auftretenden Wärmedehnungen bequem Rechnung tragen zu können. Man erkennt zu diesem Zwecke vorgesehene Dehnungsfugen 9 bzw. 10. Im Kuppelbereich ist dieses Dehnungsproblem derart gelöst, dass zwischen der aus Verschleissmaterial bestehenden Kuppel 3 und der darüber befindlichen, die Hintermauerung ergebenden Kuppel 5 ein Dehnungsspalt 11 vorgesehen ist, der sich nicht bis in den Schacht erstreckt, sondern im Abstand von diesem endet. Die den Übergang zwischen dem Schacht und der Kuppel bildenden Steine 12, 13 besitzen ein Sonderformat und können untereinander durch feder-und nutartig ineinandergreifende Vorsprünge bzw. Ausnehmungen 14 verankert sein.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem der Aufnahme des Gewichtes der feuerfesten Auskleidung eines grosse Höhe besitzenden Schachtofens auf eine grundsätzliche Art. Es ist demgemäss nicht unbedingt nötig, zwischen den Gewölberingen 6 ein Verschleissfutter aus feuerfesten Steinen vorzusehen ; es könnte dieses Verschleissfutter vielmehr auch aus einer Stampf-oder Giessmasse gebildet werden.
Der Einbau der Brenner 4 und der Aufbau des äusseren Mantels 1 ist gebräuchlicher Art, so dass es sich erübrigt, auf diesbezügliche Einzelheiten einzugehen, umso mehr, als dem Fachmann in dieser Beziehung weitgehend freie Hand zu lassen ist. Was den Aufbau des Aussenmantels betrifft, so ist festzuhalten, dass bei dessen Aufbau dem Umstand Rechnung getragen werden muss, dass er einen Teil der Tragkonstruktion des Ofens bildet. Diese Forderung lässt sich natürlich auch erfüllen, wenn der äussere Blechmantel Durchbrechungen besitzt oder überhaupt nur ein Traggerippe vorstellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schachtofen mit rundem Querschnitt, äusserer Tragkonstruktion, insbesondere in Form eines Blechmantels, und einem feuerfesten Verschleissfutter, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der innerste Auskleidungsmantel bereichsweise aus Gewölberingen besteht, die aus feuerfesten Steinen gebildet sind und sich auf ringförmige Querlage abstützen, die mit der äusseren Tragkonstruktion verbunden sind.