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Industrieofen, insbesondere für metallurgische Zwecke
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinhaltung der oberen Ränder von Ofenwänden aus hängenden feuerfesten Steinen.
Öfen, wie beispielsweise Siemens-Martin-Öfen, sind gewöhnlich mit einer Decke aus aufgehängten feuerfesten Steinen ausgebildet. Siemens-Martin-Öfen sind tatsächlich bei weitem der grösste Verbraucher von feuerfesten Steinen, die im Betrieb starken Beanspruchungen ausgesetzt sind, besonders wenn nach neueren Verbesserungen Sauerstoffblasrohre verwendet werden, um während der Stahlerzeugung sauerstoffangereicherte Luft in den Ofen einzuführen. Die Temperaturbeanspruchungen sind jetzt so hoch, dass es praktisch unbedingt notwendig ist, basische feuerfeste Steine zu verwenden. Trotzdem erfolgt eine allmähliche Zerstörung der Steine selbst an ihren kalten oberen Enden, so dass sich oben auf der Decke allmählich Schutt ansammelt. Daher muss der Ofen periodisch ausser Betrieb genommen werden, um eine Entfernung dieses Schutts zu ermöglichen.
Die Erfindung besteht vor allem darin, die feuerfesten Steine an der Decke eines metallurgischen od. dgl. Ofens mit Hilfe von kräftigen Rohren aufzuhängen, die in der nächsten Nähe der oberen kalten Enden derDeckensteine angeordnet sind und die zum Reinigen der Oberseite der Decke verwendet werden können, indem sie mit einer Saug- oder Pressluftleitung oder vorzugsweise beiden in Verbindung gebracht werden. Die Rohre erstrecken sich im wesentlichen über die ganze Länge der Decke, im allgemeinen deren Querprofil folgend, und sind im wesentlichen über die ganze Länge der Decke in Abständen angeordnet. Ferner sind die Rohre mit Öffnungen versehen, um Pressluft gegen die Oberseite der Decke zu blasen bzw. um den hiedurch gelockerten Schutt durch die mit einer Saugleitung verbundenen Rohre abzuführen.
Angesichts der Tatsache, dass Decken der hier behandelten Art eine beträchtliche Breite haben, stehen beide Enden der Rohre mit der Druck- bzw. Saugleitung in Verbindung, so dass eine einheitliche, kräftige Wirkung über die ganze Deckenfläche gewährleistet ist. Wenn die Druckrohre tote Enden hätten, könnte der Luftdruck in der Nähe des mit der Pressluftquelle verbundenen Endes des Rohres unnötig hoch sein, während an dem entgegengesetzten Ende ein relativ niedriger Druck herrschen würde. Wenn die Rohre, in denen eine Saugwirkung vorhanden sein soll, mit dem Sammler nur am einen Ende in Verbindung stehen würden, könnte das zur Reinigung erforderliche Vakuum an dem entgegengesetzten Ende des Saugrohres kleiner sein. Diese Probleme treten nicht auf, wenn beide Enden der Rohre an die Druck- bzw.
Saugleitungen angeschlossen sind, was ein weiteres Merkmal der Erfindung darstellt. Ferner ist für jedes der Aufhängrohre für die Steine ein Regelventil vorgesehen, damit eine Anpassung an veränderliche Bedingungen möglich ist. Dies stellt ein weiteres Erfindungsmerkmal dar.
Andere und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung und den Ansprühen hervor und sind in den Zeichnungen erläutert, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Prinzipien und die als am vorteilhaftesten angesehene Art der Anwendung derselben dargestellt sind. Im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen andere Ausführungsformen der Erfindung unter Anwendung derselben oder äquivalenter Prinzipien sowie Konstruktionsänderungen im Beieich fachmän- nischer Massnahmen.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 im Schnitt einen Teil eines Siemens-Martin-Ofens mit einer erfindungsgemäss ausgebildeten Decke und Fig. 2 ebenfalls im Schnitt Einzelheiten der erfindungsgemässen
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Rohre zum Aufhängen von Steinen, Fig. 3 und 4 zeigen Teile der Rohre in Ansicht im wesentlichen nach den Linien 3-3 bzw. 4-4 der Fig. 2. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen
Decke und Fig. 6 zeigt in vergrössertem Massstab einen Teil der Längserstreckung der Decke gemäss Fig. 5.
Fig. 1 der Zeichnung erläutert die Erfindung an Hand eines Schnittes durch einen Siemens-Martin-
Ofen, der die Seitenwände SW und eine Decke R aus feuerfesten, in den meisten Fällen basischen Steinen besitzt. Die Decke R besteht somit aus basischen Steinen 10 in Form eines Hängegewölbes. Die einander entgegengesetzten Enden der Decke R sind in üblicher Weise durch eine Plattenkonstruktion abgestützt, die unmittelbar oberhalb der Seitenwände SW angeordnet ist.
Wie in der Technik bekannt ist, besteht das Haupttragwerk oder Gestell eines Siemens-Martin-Ofens zum grössten Teil aus Baustahlprofilen. Dies gilt besonders für das Haupttragwerk für die Hängedecke R.
Die horizontalen Stahlprofile 11 werden daher von senkrechten Profilen 12 und 13 derart getragen, dass sie in einem beträchtlichen Abstand oberhalb der von der Oberseite der Steine 10 gebildeten kalten oder
Rückseite der Decke angeordnet sind. An der Unterseite der Hauptträger 11 sind in üblicher Weise Längs- träger 15 vorgesehen, an denen in optimalen Abständen abwärtsgerichtete Deckentraghaken 16 von ver- schiedener Länge befestigt sind.
Erfindungsgemäss sind die Steine 10 direkt an Rohren 20 und 21 aufgehängt, die nachstehend ausführ- licher beschrieben werden. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Rohre 20 und 21 sich tatsächlich bogenför- mig parallel zur Form der Decke R erstrecken. An diesen Rohren sind Tragplatten 24 beispielsweise durch
Schweissung starr befestigt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, erstrecken sich die Tragplatten 24 und die Rohre 20 und 21 über die ganze Breite der Decke R und sind parallel und im Abstand voneinander hintereinander im wesentlichen über die ganze Länge der Decke R angeordnet.
Die Steine 10 können natürlich verschiedene Zusammensetzungen haben und sind vorteilhafterweise in einem rechteckigen Stahlgehäuse 25 angeordnet, das einen Fortsatz 25E hat, der sich von den kalten oder oberen Seiten 10H der Steine 10 (Fig. 2) erstreckt. Vorteilhafterweise sind in der gemäss Fig. 2 zusam- mengebauten Decke an den aneinanderliegenden Seiten der Gehäusefortsätze Öffnungen 30 oder andere Elemente zur Aufnahme von Haken vorgesehen. Auf der Oberseite der Rohre 20 und 21 sind rittlings Befestigungsbügel 31 angeordnet, deren gespreizte Schenkel 31 L sich von der Vorder- und
Rückseite der entsprechenden Rohre abwärts erstrecken.
Die untersten Enden der Schenkel 31 L sind bei 31 U aufwärts gebogen und die so gebildeten Haken greifen in die in Fig. 2 gebildeten Öffnungen
30 ein, wodurch die Steine direkt unterhalb der Rohre 20 und 21 aufgehängt werden, wobei die untersten Wandteile der Rohre in nächster Nähe der oberen oder kalten Seite der Steine angeordnet sind.
Erfindungsgemäss sind die Rohre 20 und 21 mit Öffnungen ausgebildet und Einrichtungen vorgesehen, mit denen ein erzwungener Luftstrom durch die Rohre erzeugt wird, der durch diese Öffnungen zu der
Oberseite der Decke R gelangt. Daher wird die Oberseite der Decke R der Wirkung einer Luftströmung ausgesetzt, die dazu genügt, auf der Oberseite der Decke angesammelten Schutt aufzuwirbeln und da- durch eine Kehrwirkung zu erzeugen. Erfindungsgemäss wird diese Luftströmung vorzugsweise durch die gemeinsame Wirkung von Druckluft und Saugluft erzeugt, was mit Hilfe abwechselnd aufeinanderfolgen- der Rohre 20 und 21 oder wenigstens einiger der Rohre 20 und 21 bewirkt wird. Dies wird nachstehend er- läutert.
Erfindungsgemäss sind die Rohre 20 Blasrohre, die mit runden Öffnungen 35 (Fig. 2) ausgebildet sind, welche in Abständen voneinander über die Länge jedes Rohres 20 verteilt sind. Die Öffnungen 35 sind so orientiert, dass sie Druckluftstrahlen direkt gegen die Oberseite der Steine 10 richten. Die andern Rohre 21 . sind Saugrohre, deren Seitenwände von langgestreckten Öffnungen 36 durchsetzt sind.
Erfindungsgemäss sind zwei Verteiler 40 und 41 für Druckluft und zwei Sammler 42 und 43 vorgese- hen. Diese sind an entgegengesetzten Seiten der Decke erhöht angeordnet und erstrecken sich parallel zur Länge der Decke, d. h. rechtwinklig zu den Rohren 20 und 21. Gemäss Fig. l wird in dem Verteiler 41 dadurch eine Luftströmung erzeugt, dass dieser Verteiler an eine Pressluftquelle HP angeschlossen wird, die verschiedenartig ausgebildet sein kann. Die Quelle HP kann beispielsweise ein üblicher Luftkompres- sor oder ein Gebläse sein. Vorzugsweise ist in der Luftleitung zwischen der Druckluftquelle HP und dem
Eintrittsende des Verteilers 41 ein Regelventil V1 eingeschaltet, das abgesperrt werden kann.
Es versteht sich, dass der Druckverteiler 40 an der entgegengesetzten Seite des Ofens in gleicher Weise an eine Press- luftquelle angeschlossen ist.
Der rechte Sammler 43 ist an eine übliche Vakuumquelle, beispielsweise eine Absaugpumpe oder einen Ventilator, angeschlossen. Das System weist natürlich ein Filter oder eine Absetzkammer auf, welche den Schutt entfernt, der von dem in dem Sammler 43 von der Vakuumquelle erzeugten Luftstrom
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mitgenommen wird. Zwischen der Vakuumquelle und dem Austrittsende des Sammlers 43 ist wieder ein Regelventil V2 angeordnet, das abgesperrt werden kann. Es versteht sich, dass dem Sammler 42 an der entgegengesetzten Seite des Ofens eine ähnliche Anordnung zugeordnet ist. Anstatt der Anordnung von getrennten Quellen HP und VU kann eine Quelle über einen Verteiler bzw. Sammler mit den Eintrittsenden der Verteiler 40 und 41 bzw. den Austrittsenden der Sammler 42 und 43 in Verbindung stehen.
Die Rohre 20, welche Druckluftstrahlen gegen die Oberseite der Deckensteine richten sollen, sind im Bereich ihrer beiden geschlossenen oder verstöpselten Enden an die Druckverteiler 40 und 41 angeschlossen. Dieser Anschluss wird mit Stutzen 45 bewirkt, die an der Oberseite der Rohre 20 angeschlossen sind und mit ihnen in Verbindung stehen und ihrerseits an biegsame Schläuche 46 od. dgl. angeschlossen sind.
Die Schläuche 46 stehen mit Regelventilen V3 in Verbindung, die abgesperrt werden können. Wie in Fig. l dargestellt ist, sind die Ventile V3 an ihre Druckverteiler 40 und 41 durch Stutzen 41 geeigneter Grösse und Dimension angeschlossen. Dies ist natürlich von den vorhandenen Raumverhältnissen abhängig. Die Ventile V3 dienen zur Regelung der Strömungsmenge der Druckluft über die Anschlüsse in die Rohre 20. Ferner können bestimmte dieser Ventile abgesperrt werden, um einen Eintritt von Druckluft in bestimmte der Rohre 20 zu verhindern. Dies ist von der Höhe der möglichen Beanspruchungen abhängig.
Der Anschluss der Saugrohre 21 an ihre Sammler erfolgt ähnlich wie der Anschluss der Druckrohre an ihre Verteiler. An der Oberseite der Saugrohre 21 sind im Bereich der beiden geschlossenen Enden derselben Stutzen angeschweisst, die mit biegsamenschläuchen 47 in Verbindung stehen, die ihrerseits mit ent- sprechenden RegelventilenV4 verbunden sind, die über Stutzen an den entsprechenden Sammlern 42 und 43 angeschlossen sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 5 und 6 in Form einer sogenannten Hängestützdecke dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die mit den vorstehend beschriebenen, mit Öffnungen versehenen Blas- und Saugrohre 50 bzw. 51 an vertikal angeordneten Teilen aufgehängt, die gewindetragende Schäfte 53 haben, deren untere Enden mit Hilfe von Muttern und Schrauben in Fassungen 52 gehalten werden, die ihrerseits in geeigneten Abständen rittlings auf der Oberseite der genannten Rohre angeordnet und mit ihnen verschweisst sind. Die Schäfte sind mit Hilfe von Muttern mit Trägern verbunden.
In dieser Ausführungsform sind die Steine ebenfalls von Gehäuseblechen umgeben, die Fortsätze aufweisen, welche mit Veranketungsöffnungen ausgebildet sind. Diese nehmen Hakenarme 57 auf, die ihrerseits rittlings auf den Rohren 50 und 51 angeordnet sind und von ihnen herunterhängen. Die Steine sind daher wiederum unterhalb der Rohre aufgehängt und die Druckrohre 50 stehen gemäss Fig. 5 an ihren Enden mit Einlässen 60 für Druckluft in Verbindung. Diese Einlässe stehen ihrerseits über ein händisch einstellbares Regelventil 62 mit einem Pressluftverteiler 61 in Verbindung. Ähnliche Anschlüsse und Ventile sind zwischen den Sammlern 65 und den Saugrohren 51 vorgesehen, damit gegebenenfalls an der Oberseite der Steine ein Vakuum erzeugt werden kann.
Der Verteiler 61 und der Sammler 65 stehen wie vorstehend beschrieben mit geeigneten Quellen in Verbindung.
Vorteilhafterweise sind die Steine an ausgewählten Stellen mit grossen rechteckigen Platten 67 stabilisiert, deren untere Enden mit den heissen unteren Enden der Steine im wesentlichen bündig sind. Die oberen Enden dieser Platten sind lösbar, beispielsweise mit Muttern und Schrauben, zwischen zwei Tragflanschen 68 befestigt, die an der Unterseite der Rohre 50 und 51 angeschweisst sind und sich von ihnen abwärts erstrecken. Gemäss Fig. 6 sind die Platten in je vier Steinen entsprechenden Abständen über die Länge der Decke verteilt. Dies ist auch der Abstand zwischen den Rohren 50 und 51 in der Längsrichtung der Decke. Gemäss Fig. 6 haben die Platten in der Richtung der seitlichen Spannweite des Deckengewölbes eine Breite von etwa 6 Steinen, wobei die Rohre 50 und 51 sich über die ganze Deckenbreite erstrecken.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass die erfindungsgemäss zum Aufhängen von feuerfesten Steinen in der Decke eines metallurgischen od. dgl. Ofens verwendeten Rohre mit Öffnungen wie 35 und 36 ausgebildet sind, durch die ein erzwungener Luftstrom an der Oberseite der Steine erzeugt werden kann. Vorteilhafterweise wird der Luftstrom durch gleichzeitige Druck- und Saugwirkung in abwechselnd aufeinanderfolgenden Rohren erzeugt. Durch diese Wirkung wird zunächst das auf der Oberseite der Decke angesammelte lose Material wirksam aufgewirbelt und dann von der Decke durch die Öffnungen 36 in den an die Vakuumquelle angeschlossenen Rohren abgesaugt. Unter verschiedenen Umständen kann es natürlich erwünscht sein, entweder nur die Rohre 20 oder 50 oder nur die Rohre 21 und 51 zu verwenden.
Durch eine entsprechende Einstellung von Regelventilen wie V3 und V4 können ohne weiteres derartige Bedingungen hergestellt werden, dass ausgewählte Flächen der Decke R gereinigt werden. Ferner bewirkt die Luftströmung durch die Rohre eine Kühlung derselben, wodurch die Lebensdauer der Rohre verlängert wird. Somit kann die dargestellte und beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung abgeändert werden.