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Feuerfester Stein mit einer metallischen Hängeeinrichtung für die Zustellung von heissgehendem Mauerwerk und metallische Hängeeinrichtung für einen solchen feuerfesten Stein
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten Stein mit einer metallischen Hängeeinrichtung für die Zustellung von heissgehendem Mauerwerk, insbesondere für die Zustellung von Decken, Wänden oder andern raumabschliessenden Gebilden von Industrie-Öfen oder-Feuerungen, sowie eine metallische Hängeeinrichtung für einen solchen feuerfesten Stein.
Bei heissgehenden Mauerwerken, insbesondere bei Wänden, Decken oder andern raumabschliessenden Gebilden von Industrie-Öfen und-Feuerungen ist es bekannt, die feuerfesten Steine an einer Tragkonstruktion zu verankern, die auf der von der Feuerseite abgekehrten kalten Steinseite hinter dem Mauerwerk bzw. oberhalb desselben angeordnet ist. Die Verankerung erfolgt meist durch Verhängung der Steine mit der Tragkonstruktion mittels metallischer Hängeeinrichtungen, insbesondere in Form von Hängeeisen oder Haltedrähten, da Hängeeinrichtungen dieser Art die Halterung von Einzelsteinen oder Steinpaaren auf an sich einfache und betriebssichere Weise gewährleisten. In den meisten Fällen erstrecken sich die Hängeeinrichtungen bzw.
Halteeisen von dem der Feuerseite abgekehrten, kalten Steinende aus verhältnismässig weit gegen das feuerseitige, also heisse Steinende hin, um eine ausreichende Tragfestigkeit zu ergeben.
Dadurch wird aber das Halteeisen hohen Temperaturen ausgesetzt, die bei der zunehmenden Verkürzung der Steine durch deren Abnutzung an der Feuerseite schliesslich eine unzulässige Höhe erreichen und zu einer vorzeitigen Oxydation und Zerstörung des Halteeisens führen. Auf Grund dieses Umstandes ist es dann frühzeitig erforderlich, den abgenutzten Stein durch einen neuen Stein zu ersetzen, obwohl beträchtliche Teile des ursprünglichen Steines noch brauchbar wären. Unter Umständen kann die Oxydation der metal- lischen Aufhängung auf Grund der dabei eintretenden Volumsvergrösserung direkt zu Steinsprengungen Anlass geben.
Es soll in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die bekannte Hängekonstruktion für ungebrannte und gebrannte, feuerfeste Steine hingewiesen werden, bei welcher jeweils zwei benachbarte Steine durch einen Stahlbolzen oder ein Stahlrohr, der bzw. das in zwei einander gegenüberliegende lochförmige Ausnehmungen am oberen Ende der Seitenflächen der Steine eingeführt und in diesen Ausnehmungen gelagert ist, miteinander verbunden sind, wobei die beiden in Betracht kommenden Steine auf den Seitenflächen, auf welchen sich die lochförmige Ausnehmung befindet, noch eine Aussparung aufweisen, in welche einHaken ausRundeiseneingeführt ist, der das Steinpaar am Stahlbolzen trägt. Bei diesen Steinen hat die lochförmige Ausnehmung einen Durchmesser von etwa 20 mm, der Stahlbolzen bzw. das Stahlrohr einen Durchmesser von etwa 16 mm.
In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass bei fortgeschrittenem Verschleiss der Steine die Oxydationstemperatur des Stahlbolzens bzw. Stahlrohres und des Rundeisenhakens erreicht wird, wodurch sich, der Bolzen bzw. das Stahlrohr im Durchmesser vergrössert und zu einer Sprengung des Steines etwa in der Ebene des Lochmittelpunktes Anlass gibt. Dies hat zwangsläufig zur Folge, dass einzelne Steine bzw. Steinreihen in der Hängedecke ausfallen und frühzeitig Reparaturen erforderlich sind.
Die angeführten Nachteile einer vorzeitigen Oxydation und Zerstörung der metallischen Hängeeinrichtungen durch die Hitzeeinwirkung hat man bisher z. B. dadurch zu beseitigen versucht, dass die Aufhängestellen in einen grösseren Abstand von der Feuerseite des Ofens bzw. der Feuerung verlegt wurden. Diese Massnahme macht aber die Verwendung von Steinen eines grösseren Längenausmasses notwendig und hat damit einen grossen Materialaufwand, ein grosses Steingewicht und hohe Herstellungskosten für die Steine zur Folge.
Um diesen ungünstigen Faktoren wenigstens teilweise zu begegnen, wurden die beson-
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ders langen Steine vornehmlich bei Deckenkonstruktionen in Form von Rippensteinen verlegt, die dann vorliegenden Rippendecken mit aufgehängten Rippensteinen bringen es jedoch wieder mit sich, dass bei einem Verschleiss der Decken nicht einzelne Steine, sondern nur grössere Deckeapartien ein-und ausgebaut werden können.
Ferner ist auch schon vorgeschlagen worden, auf die feuerfesten Steine am kalten Steinende eine Schicht einer als Bindemittel bezeichneten Masse - diese Masse soll vorzugsweise aus drei
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Form von Doppeloxyden oder Doppelsalzen vorliegen und zumindesteine weitere Komponente als einen Bestandteil ein Leichtmetall, wie Aluminium, in Form von Alkali-Aluminiumsalzen enthält-in kaltem Zustand aufzubringen und in Gegenwart von Luft, Wasser und/oder Hitze zu einem harten, thermostabilen Metall-Metalloid-Komplex, der eine grosse Kohäsion oder Adhäsion zu sauren oder basischen keramischen Massen besitzt, auszuhärten, so dass ein in diese Masse, solange sie noch im kalten Zustand vorliegt, eingebettetes Aufhängemittel nach dem Aushärten darin fest verankert ist.
Die Anwendung dieser Massnahme ist jedoch insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als diese Art der Aufhängung sehr kompliziert ist, sich teuer stellt und die Stärke der Bindung der verwendeten Masse an das Steinmaterial oft nicht ausreichend ist. Überdies vermag auch die verwendete Masse, selbst wenn sie eine Wärmeisolation, bewirken sollte, ebenso wenig wie eine andere Wärmeisolationsmasse auf den Steinen eine Oxydation der metallischen Aufhängung zu verhindern.
Abschliessend ist im Zusammenhang mit metallischen Aufhängungen ganz allgemein noch festzuhalten, dass sich in der Praxis weiterhin gezeigt hat, dass eine Verstaubung der kalten Seite der Decke, ins-
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tel zu verwenden, doch hat sich herausgestellt, dass die Biegefestigkeit dieses keramischen Materials zu gering ist, um den hohen Beanspruchungen im Betrieb standzuhalten, und ma.. ist daher von der Verwendung eines solchen Materials wieder abgegangen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen neuen Weg dar, der die aufgezeigten Mängel metallischer Hängeeinrichtungen aller Art bei feuerfesten Steinen auf einfache und betriebssichere Weise beseitigt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Hängeeinrichtung zumindest an ihrem zum Verhängen mit dem Stein bestimmten Teil mit einer festhaftenden Überzugsschicht bzw. Schutzschicht zum Schutz gegen Oxydation ausgestattet ist. Als eine wegen ihrer leichten Herstellungsmöglichkeit und insbe- sondere auch wegen ihrer grossen Widerstandsfähigkeit gegen die auftretenden thermischen Beanspruchungen, denen metallische Hängeeinrichtungen ausgesetzt sind. besonders vorteilhafte Schutzschicht hat sich, wie Versuche gezeigt haben, eine Schicht erwiesen, die aus einem Emailüberzug besteht.
Es kann in diesem Zusammenhang erwähnt werden, dass die Anwendung von Schichten aus Email oder ähnlichem Material als Schutzschichten für feuerfeste Materialien bereits bekannt ist. Als Beispiele können Erzeugnisse aus feuerfestem Beton auf der Basis von Schmelzzement und einem weiteren feuerfesten Stoff, die mit einer Emailschicht überzogen sind, und feuerfeste Blöcke für Glasöfen aus Zinnoxyd als feuerfestem Material mit einem Überzug von Borsilikatglas genannt werden. Ferner ist auch schon vor-
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Rohre zu verwenden, die aus mehreren Schichten von feuerfesten metallkeramischen Materialien aufgebaut sind.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der metallischen Hängeeinrichtung ist nicht an eine besondere Formgebung derselben gebunden ; sie kann z. B. die wegen ihrer vielen Vorzüge für die Aufhängung von Einzelsteinen oder Steinpaaren allgemein verwendete Form eines Hängeelemenies mit abgewinkeltem,
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am Verhängekopf und zumindest jenem Teil des Gehänges vorgesehen, das sich an den Verhängekopf anschliesst. Natürlichkann sich die Schutzschicht auch weiter am Gehänge bis über die ganze Länge des Gehänges und gegebenenfalls auch auf den Befestigungsteil des Hängeelementes erstrecken. mit dem dieses auf der Tragkonstruktion verankert ist. In analoger Weise gilt dies für alle andern Hängeeinrichtungsn, wie etwa die Stahlbolzen bzw.
Stahlrohre für die oben erwähnten Lochsteine und deren Befestigungsmittel an der Tragkonstruktion.
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Die metallische Hängeeinrichtung kann mit einem vollständig fertigen Schutzüberzug ihres zur Verhängung mit dem Stein bestimmten Teiles, insbesondere mit einer vollständig fertigen Emaillierung dieses Teiles, bestimmungsgemäss verwendet werden. Versuche haben jedoch gezeigt, dass es auch zweckmässig sein kann, die Hängeeinrichtung sozusagen in Form eines Vorproduktes in Verwendung zu nehmen, das erfindungsgemäss an dem zur Verhängung mit dem Stein bestimmten Teil mit einem Auftrag versehen ist, der bei dem während der Ofenreise erfolgenden Erhitzen auf Temperaturen von 5000C und darüber in eine fest anhaftende Überzugsschicht übergeht, die das Metall der Hangeeinrichtung gegenüber Oxydationen zu schützen imstande Ist. Zweckmässig besteht dieser Auftrag aus einem Emailsatz.
Auf diese Weise können Metallteile, insbesondere Eisenteile der Hängeeinrichtung, die im zugestellten Ofen, z. B. im zugestellten Gewölbe, nicht mehr zugänglich sind, fertig emailliert oder aber mit einem Überzug versehen, der im Zuge des Ofenbetriebes eine Schutzschicht gegen Oxydation ergibt, verwendet werden. Die auch im zugestellten Ofen zugänglichen Teile der Hängeeinrichtung können gegebenenfalls an Ort und Stelle im Ofen mit einem Emailschlicker, der zweckmässig Entfettung-un Beizmittel enthält, bespritzt oder bestrichen werden.
Die für die Herstellung des Emailschlickers verwendete Emailfritte kann eine der üblichen, bekannten Zusammensetzungen aufweisen. Als Beispiele können die folgenden genannt werden :
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<tb>
<tb> Fritte <SEP> I <SEP> Fritte <SEP> II
<tb> Feldspat <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP> 31, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Quarz <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 18, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Borax <SEP> 37, <SEP> 1 <SEP> 37, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Soda <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP> 5, <SEP> 9
<tb> Natronsalpeter <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Flussspat <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 0
<tb> Kobaltoxyd <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5' <SEP>
<tb> Nickeloxyd <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Manganoxyd <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP>
<tb>
Die chemische Zusammensetzung dieser beiden Fritten ist wie folgt :
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<tb>
<tb> Fritte <SEP> I <SEP> Fritte <SEP> II <SEP>
<tb> Si02 <SEP> 40, <SEP> 9 <SEP> 49, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Al <SEP> 7, <SEP> 7 <SEP> 7, <SEP> 7
<tb> B203 <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> 17, <SEP> 4 <SEP>
<tb> CaO <SEP> 8, <SEP> 4 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP>
<tb> K20 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Na2O <SEP> 15, <SEP> 3 <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP>
<tb> F2 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP>
<tb> NiO <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP>
<tb> CoO <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> MnOz <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
Die zu emaillierenden Metallteile werden im allgemeinen wie üblich entfettet, gebeizt, neutralsiert, dann nach Wässern und Trocknen mit dem Emailschlicker behandelt und dieser wird hierauf eingebrannt.
Gegebenenfalls kann derselbe Emailschlicker zweimal aufgetragen werden, um allenfalls vorhandene schadhafte Stellen der ersten Emailschicht auszubessern und das Vorliegen dickerer Emailschichten zu gewährleisten.
Die metallischen Hängeeinrichtungen bei den Steinen gemäss der Erfindung zeichnen sich durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation und Verzunderung aus und gewährleisten dadurch eine wesentlich höhere Lebensdauer der Steine als die bisher verwendeten Hängemittel.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester Stein mit einer metallischen Hängeeinrichtung für die Zustellung von heissgehendem Mauerwerk, insbesondere für die Zustellung von Decken, Wänden oder andern raumabschliessenden Gebilden von Industrie-Öfen oder-Feuerungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hängeeinrichtung zumindest an ihrem zur Verhängung mit dem Stein bestimmten Teil mit einer fest anhaftenden Überzugschicht bzw.
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