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Feuerfeste Deckenkonstruktion
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gemäss den Fig. 7 und 8, wobei die Steine und Aufhängelaschen dargestellt und die Träger und Hänger weggelassen sind. Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich der Ansicht von Fig. 7 und bezieht sich auf eine weitere Abänderung. Fig. 11 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Konstruktion gemäss Fig. 10, wobei die Träger und Hänger weggelassen sind. Fig. 12 ist eine schaubildliche Ansicht eines einzelnen feuerfesten i Gewölbesteines. Fig. 13 ist eine Seitenansicht eines Gewölbesteines gemäss Fig. 12. Fig. 14 stellt schaubildlich eine U-förmige, oxydierbare, metallische Platte dar, wobei am heissen Steinende zwischen dem feuerfesten Material des Steines und der Platte ein Einlagematerial aus Asbest vorliegt.
Fig. 15 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig. 14 und zeigt eine Abänderung, bei der sich das Einlagematerial aus Asbest über die gesamte Länge des Steines an der Innenseite der Platte erstreckt.
Auf dem betreffenden Gebiete der Technik werden derzeit in ausgedehntem Umfang basische, feuerfeste Decken für Siemens-Martin-Öfen verwendet. Die gegenwärtig bekannten Konstruktionen sind hinsichtlich des Materialaufwandes auf Grund der grossen Masse der Stützkonstruktion aus Stahl, die erforderlich ist, teuer und sind insbesondere nur mit einem grossen Kostenaufwand zuzustellen, da eine umfangreiche Arbeit hiefür notwendig ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, eine feuerfeste Decke vom Bogengewölbetyp für einen Siemens-Martin-Ofen oder einen ähnlichen Ofen zu erhalten, die bei niedrigen Kosten sehr rasch zugestellt werden kann.
Ferner eignet sich die Erfindung zur Herstellung einer Decke, bei der weniger die Gefahr besteht, dass sie sich bei Änderungen der Temperatur abnormal verhält, wodurch es auch weniger wahrscheinlich ist, dass sie durch eine lokalisiert Konzentration von Spannungen geknickt bzw. ausgebaucht oder auf andere Weise schadhaft wird.
In den Zeichnungen, von welchen zuerst die Fig. 1-6 mit den feuerfesten Steinen gemäss den Fig. 12, 13 und 14 berücksichtigt werden sollen, stellt 20 einen Ofen, insbesondere einen Siemens-MartinOfen dar, der eine Vorderwand 21, eine Rückwand 22 und eine Bogengewölbedecke 23 aufweist, die in der Längsrichtung des Ofens verläuft. An der Vorderwand 21 befindet sich ein Armierungsträger 24, der ein Vorderwandwiderlager 25 abstützt ; an der Rückwand liegt ein Armierungsträger 26 vor, der das rückwand- seitige Widerlager 27 abstützt. Diese Widerlager verlaufen über die ganze Länge des Ofens und stützen die Gewölbesteine zumindest teilweise ab.
Zwischen den Widerlagern erstreckt sich eine Anzahl von Reihen aus keilförmigen Steinen 28, die wünschenswerterweise von der in den Fig. 12,13 und 14 dargestellten Art sind. Jeder dieser Steine weist eine feuerfeste Masse 30 von basischem, feuerfestem Material, zweckmässig Chromit, Magnesia, Chrommagnesit oder Magnesitchrom, von der in den früheren USA-Patentschriften von Heuer beschriebenen Art auf. Der Stein enthält auf jeden Fall mindestens 10 Gel.-% Magnesia. Ferner ist eine vorzugsweise mit dem feuerfesten Material mitverpresste U-förmige, oxydierbare, metallische Platte 31 vorhanden, die eine Basis 32 des U und U-Schenkels 33 aufweist.
Die Basis der U-förmigen Platte ist auf einer Hauptseitenfläche 34 des Steines angeordnet und erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Steinlänge und auf jeden Fall über den grösseren Teil der Fläche, und die Schenkel des U befinden sich auf kleineren Seitenflächen 35 des Steines und gehen über den überwiegenden Bereich der kleineren Seitenflächen. Parallel zu der grösseren Seitenfläche 34 liegt eine grössere Seitenfläche 36 vor, die mit einer oxydierbaren, metallischen Platte 37 versehen ist, die sich vorzugsweise über den gesamten Bereich und auf jeden Fall über den überwiegenden Bereich erstreckt. An der Platte 37 sind zweckmässig Innenplatten 38 angebracht, die in das Innere des Steines eingepresst sind und über den überwiegenden Teil des Querschnittes vorliegen.
Die Innenplatten 38 weisen vorzugsweise eine U-Form auf und die Basis 40 des U ist, beispielsweise durch Punktschweissung bei 41, mit der Platte 37 verbunden.
Um eine bessere Verankerung der Schenkel 33 des U zu gewährleisten, sind zweckmässig aus den Schenkeln des U Vorsprünge bzw. Zungen 42 ausgestanzt und in dem feuerfesten Material durch Mitverpressen eingebettet.
Die Platte 31 hat am kalten Steinende wünschenswerterweise eine Aufhängelasche 43, die mit einer Hängeöffnung 44 für den Eingriff eines Hakens versehen und zweckmässig an der Platte, beispielsweise durch Punktschweissung bei 45, befestigt ist. Nach dem Verpressen liegt die Aufhängelasche 43 zweckmässig bündig mit dem Ende des Steines, wird jedoch später aufgebogen, so dass sie sich in radialer Richtung oder in der Längsrichtung des Hängers erstreckt.
Wie wohlbekannt ist, sind alle der oxydierbaren, metallischen Platten verhältnismässig dünn und haben zweckmässig eine Dicke zwischen etwa 0, 793 und 6,35 mm und bestehen wünschenswerterweise aus einfachem Kohlenstoffstahl oder schwach legiertem Stahl, beispielsweise Stahl der Typen AISI 1010 oder 1035. Die oxydierbare, metallische Platte oxydiert und reagiert mit dem basischen, feuerfesten Material, wie dies auf diesem Gebiet bekannt ist.
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Bei der in den Fig. 7 - 11 gezeigten Konstruktion gemäss der Erfindung verlaufen die Innenplatten 38 nicht radial und es wird daher durch ihre Reaktion, die dazu neigt, eine Gegenwirkung gegen die Wirkung der Ausdehnung, wenn sich die Platten in radialer Richtung erstrecken, hervorzurufen, kein Vorteil erhalten. Es ist daher bei der bevorzugten Ausführungsform wichtig, zumindest in gewisse Radialfugen am heissen Ende Einlagematerial aus Asbest od. dgl. einzubringen, das zum Ausgleich des Wachsens dient, wenn die metallischen Aussenplatten oxydieren und reagieren.
Selbst dann, wenn sich Innenplatten in der radialen Richtung erstrecken, wie in Fig. 1, ist es zweckmässig, Asbesteinlagen an den heissen Enden eines jeden zweiten Steines, wie dies bei 46 dargestellt ist, einzubringen und diese Asbestplatten sind in Fig. 6 aussen auf die Platten in den Radialfugen angewendet dargestellt, wobei sie sich nur etwa über 1/4 - 1/6 des Abstandes vom heissen Steinende zum kalten Steinende erstrecken.
Bedauerlicherweise wird das Einlagematerial aus Asbest, wenn es aussen angewendet wird, bei der Zustellung wahrscheinlich abgescheuert und zerstört, und es ist schwierig, Steine mit einem Asbesteinlagematerial, das mit Hilfe eines Zementes oder auf andere Weise auf die Radialflächen an der Aussenseite aufgebracht ist, zu versenden.
Es ist daher in den Fig. 12,13 und 14 eine Schicht von Asbesteinlagematerial 46'dargestellt, die sich zwischen dem feuerfesten Material und der Metallplatte nahe dem heissen Ende an der Innenseite der Platte erstreckt und in Lage mitverpresst ist. Dies wird zweckmässig dadurch erreicht, dass das Einlagematerial aus Asbest vor dem Verpressen zum Stein auf die Platte aufgebracht wird. Das Einlagematerial aus Asbest kann gegebenenfalls mit Hilfe eines Zementes an der Platte befestigt werden.
In manchen Fällen erstreckt sich das mitverpresste Einlagematerial 46 aus Asbest, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist, über die gesamte Radialfläche des Steines an der Innenseite der Platte und ist in Lage mitverpresst. Die in den Fig. 12,13 und 14 dargestellten Steine werden vorzugsweise bei den in den Fig. 7 bis 11 gezeigten Ausführungsformen verwendet.
Zwischen gewissen Reihen der Gewölbesteine, die sich in Richtung von einem Widerlager zum andern Widerlager hin erstrecken, sind metallische Trägerplatten 47, vorteilhaft aus Stahl, eingebracht, die sich zweckmässig bis zum heissen Steinende und über das kalte Steinende in der Radialrichtung über eine Entfernung von mindestens 1/5 und vorzugsweise mindestens 1/4 der Steinlänge erstrecken. Auf diese Weise sind dieTrägerplatten zum Unterschied vonden gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 577, 428 verwendeten Trägerplatten gegen eine Zerstörung durch Temperatureinwirkungen und chemische Umsetzung mit dem basischen, feuerfesten Material geschützt.
Die Trägerplatten haben zweckmässig eine verhältnismässig kurze Länge, die bei der bevorzugten Ausführungsform ausreicht, neun oder zehn Steine zu halten. An den Enden der Trägerplatten gegen eines der Widerlager zu und jenseits der kalten Enden der Steine sind die Trägerplatten in geeigneter Weise mit einer Ausnehmung versehen, wie dies bei 48 gezeigt ist, und durch die Ausnehmungen hindurch und zweckmässig knapp jenseits der kalten Enden der Steine erstrecken sich Träger 50, zweckmässig aus Stahl, die quer zu den Trägerplatten verlaufen und erwünschterweise nicht über den Rand der Trägerplatten, der
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mit Hilfe von Überbrückungsverbindungen bzw.
Brückenverbindern 51, die zweckmässig aus Stahl bestehen und am besten in Fig. 4 zu ersehen sind, bewirkt, die sich ober den Trägern erstrecken und an der Trägerplatte durch Bolzen oder andere Befestigungsmittel 52 an jedem Ende befestigt sind.
Es ist eine obere Stahlstützkonstruktion 53, die zweckmässig an der Vorderwand und der Rückwand des Ofens abgestützt ist, vorgesehen, die mit den Trägern durch Halterungen bzw. Niederhalteeinrichrungen 54 verbunden ist, die zweckmässig aus Rohren bzw. Hülsen bestehen, die an den unteren Enden bei 55 mit Bolzen an Winkeln 56, die bei 57 mit Nieten mit den Trägern verbunden sind, befestigt sind und sich am oberen Ende durch rohrförmige Verbindungen " die an der Stützkonstruktion angebracht sind, erstrecken und durch obere und untere Zapfen 58 in Lage verriegelt sind. Es ist zu bemerken, dass sich die Halterungen bzw. Niederhalteeinrichtungen radial erstrecken und die Wirkung haben, dass sie eine Neigung der Decke zu Ausknickungen oder Ausbauchungen verhindern.
Die Steine von zwei aneinandergrenzenden Steinreihen sind, wie dies am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, so angeordnet, dass ihre Aufhängelaschen 43 einander berühren, und der Hänger 60, zweckmässig ein Stahlstab, hat am unteren Ende ein Hakenende 61, das durch die Hakenausnehmung 44 von zwei Aufhängelaschen hindurchgeht. Der Hänger erstreckt sich dann diagonal nach aufwärts und ist am oberen Ende umgebogen, wie bei Verwendung eines Rohres, um ein oberes Hakenende 62 zu bilden, das bei der in den Fig. 1 - 6 dargestellten Ausführungsform in derselben Ebene liegt wie das untere Hakenende 61. Da das Biegen bei der Zustellung bzw. beim Zusammenbau bewirkt wird, nimmt das obere Hakenende 62 automatisch jede Änderung der Dimensionen auf.
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Auf diese Weise ist zu ersehen, dass bei jeder Lage, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Trägerplatte 47 vier Steine in vier verschiedenen Reihen, u. zw. zwei auf jeder Seite, haltert.
In manchen Fällen sind andere Anordnungen der Steine zweckmässig und in den Fig. 7,8 und 9 ist eine Anordnung unter Verwendung von Keilsteinen gezeigt, bei der der Widerlagerdruck dadurch vermin- dert wird, dass die Steine einzeln gehaltert sind. Bei dieser Ausführungsform trägt jeder Hänger 60 einen
Stein 30'durch Verbindung mit dessen Aufhängelasche, und das obere Hakenende 62 des Hängers liegt bei dieser Ausführungsform in einer Ebene im rechten Winkel zu dem unteren Hakenende 61', statt dass es in der gleichen Ebene ist. So ist bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 7,8 und 9 durch jeden Hänger ein
Stein getragen und der Stein ist in einer Reihe angeordnet, die sich zwischen den Widerlagern unmittelbar auf der einen oder auf der andern Seite der Trägerplatte befindet.
Fig. 8 zeigt die grössere Fläche des Steines, wogegen Fig. 7 die kleinere Fläche des Steines darstellt.
In manchen Fällen ist es zweckmässig, wenn jeder Hänger zwei Keilsteine haltert, die in der glei- chen Reihe liegen. Bei der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform befindet sich das untere
Hakenende 61'in einer Ebene in einem rechten Winkel zu dem oberen Hakenende 62 des Hängers und erstreckt sich durch die Aufhängelaschen 43 von zwei Steinen in der gleichen Reihe, welche an die Trä- gerplatte anliegt, so dass Trägerplatten zwischen jeder abwechselnden Reihe von Steinen, die sich von einem Widerlager zum andern erstrecken, verwendet werden.
Es ist offensichtlich, dass es gemäss der vorliegenden Erfindung möglich ist, eine sehr viel raschere
Zustellung einer wirtschaftlichen, basischen Bogengewölbedecke zu erhalten.
Oben ist angeführt worden, dass die metallischen Platten an den Steinen vorzugsweise aus gewöhnli- chem Kohlenstoffstahl oder schwach legiertem Stahl bestehen ; die Aufhängelaschen selbst werden vor- zugsweise aus rostfreiem Stahl, wie hochchromhaltigem Stahl, der 16% oder mehr Chrom enthält, oder einem Chrom-Nickel-Stahl, der 180/0 oder darüber an Chrom und 80/0 oder mehr Nickel enthält, herge- stellt.
In Fällen, in welchen, nachdem der Ofen in Betrieb gewesen ist, auf Grund einer Abnutzung der
Steine eine Reparatur der Decke durchgeführt werden soll, können abgenutzte Steine, während der Ofen noch in Betrieb ist, entfernt und kurze Steine an ihrer Stelle eingesetzt werden. Die Anwendung von Trägerplatten der beschriebenen Art und von mit ihnen zusammen wirkenden Hängern ist für diesen Zweck vorteilhaft, weil die Ersatzsteine, nachdem sie an ihren Platz eingebracht worden sind, mittels der Hänger an den Trägerplatten leicht aufgehängt werden können und keine Abstützung, wie sie üblicherweise an der Innenseite der Decke erforderlich ist, notwendig ist.
Die angeführte Art der Reparatur kann ange- wendet werden, gleichgültig ob in der ursprünglichen Decke die Steine aufgehängt waren oder nicht, vor- ausgesetzt, dass die Trägerplatten in der ursprünglichen Decke bereits vorhanden sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfeste Deckenkonstruktion in Form eines Gewölbes mit im Abstand voneinander angeordneten Widerlagern und zumindest teilweise an den Widerlagern abgestützten feuerfesten Gewölbesteinen, wobei zwischen Reihen dieser Steine Trägerplatten vorgesehen sind, die sich in Richtung von einem Widerlager zum andern Widerlager erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatten (47) an den kalten Steinenden über die Steine (28) hinausgehen, und zumindest mit einigen Steinen (28) Hänger (60) verbunden sind, die an dem über die kalten Steinenden hinausgehenden Rand der Trägerplatten (47) gehaltert sind.