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Aus übereinandergeschichteten Blechmantelsteinen aufgebauter, grossformatiger, feuer- fester Block
Die Erfindung betrifft einen grossformatigen feuerfesten Block, der aus übereinandergeschichteten, untereinander durch eine Umschnürung und gegebenenfalls auch durch Vermörtelung zusammengehaltenen feuerfesten Blechmantelsteinen aufgebaut ist, und sie setzt sich das Ziel, Massnahmen anzugeben, die den Transport des Blockes und seinen Einbau in einen metallurgischen Ofen, zu dessen Aufbau er bestimmt ist, vereinfachen.
In dem Masse, wie vorgefertigte Blöcke, seien diese nun aus verdichteter Stampfmasse aufgebaut oder aus einzelnen vorgeformten Körpern zusammengestellt, als Zustellungsmaterial für metallurgische Öfen, namentlich Elektroöfen, Eingang gefunden haben, ist man mehr und mehr dazu übergegangen, solche Blöcke mit einer Höhe auszuführen, die vom Boden des Ofens bis zur oberen Begrenzung der Seitenwand, z. B. bei Elektroöfen also bis zur Gefässoberkante, reicht. Nachdem die Dimensionen der Elektroöfen zunehmen, kommt man auf diese Weise zu immer grösseren Blöcken. Dies bedingt Transportprobleme, die besonders bei Blöcken der eingangs genannten Art auftreten.
Nun haben aber anderseits diese Blöcke den Vorteil, dass sie in ihrem Verhalten im Betrieb Eigenschaften entfalten, die jenen von hochwertigen, fabriksmässig erzeugten Steinen entsprechen, aus denen sie ja tatsächlich aufgebaut werden können.
Blöcke, die aus vorfabrizierte Steinen und diese trennenden Blechzwischenlagen bestehen und mit Hilfe von Metallbändern zu einer Einheit verbunden sind, lassen sich ab einer bestimmten, für die vorliegenden Zwecke aber nicht immer ausreichenden Grösse auf die geschilderte Weise nicht mehr so fest zusammenspannen, dass ein gegenseitiges Verschieben der einzelnen Bauelemente der Blöcke unter dem Einfluss der beim Transport auftretenden Beanspruchungen sicher vermieden wird. Kommt es zu solchen Verschiebungen, so sind, sofern der Block nicht überhaupt auseinanderfällt, zeitraubende Nacharbeiten erforderlich, die darauf hinauslaufen, die Steine des Blockes und die Blechzwischenlagen durch Schlagwirkung insgesamt wieder in Blockform zu bringen.
Derartige Massnahmen sind aber nicht einfach ; sie stehen zudem mit dem Blockgedanken in einem grundsätzlichen Widerspruch, denn der Block zielt auf die Anlieferung fertig einsetzbarer Auskleidungseinheiten und die Verminderung von Facharbeit beim Aufbau der Zustellung ab.
Die vorliegende Erfindung weist nun einen Weg, um Blöcke grosser Dimensionen durch Zusammensetzen vorgefertigter feuerfester Formkörper, vorzugsweise von Normalformat, so aufzubauen, dass sie den üblichen Transportbeanspruchungen, aber auch einer sorglosen Behandlungin zufriedenstellender Weise widerstehen. Mit diesem Ziel kennzeichnet sich die vorliegende Erfindung bei einem Block der eingangs genannten Art dadurch, dass wenigstens ein Teil der die Steine zusammenhaltenden Umschnürung senkrecht zur Bodenfläche des Blockes verläuft, die, wie an sich bekannt, von einer Bodenplatte gebildet wird, und auf der Blockoberseite ein dem Transport des Blockes dienendes Querhaupt übergreift.
Eine weitere Verfestigung des Blockes ergibt sich dadurch, dass zumindest einige der die Umschnürung bildenden Bänder mit Blechauflagen von Steinen und gegebenenfalls mit Blockkantenauflagen verschweisst sind.
Der Zusammenhalt eines aus Einzelsteinen bestehenden Blockes wird begünstigt, wenn die feuerfesten Steine oder wenigstens eine wesentliche Zahl derselben mit den Nachbarsteinen durch eine dünne Mörtelschicht verbunden sind ; diese gewährt gleichzeitig auch die Fugendichtheit des Blockes. Hiefür kommt einerseits eine nasse Vermörtelung in Frage, bei der ein z. B. mit Wasserglas oder wässeriger Bittersalzlösung angerührter feuerfester Mörtel verwendet wird. Es kann aber statt dessen auch eine trockene Vermörtelung angewendet werden, in der Weise, dass der feuerfeste Mörtel, der beispielsweise im wesentlichen aus Magnesitmehl besteht, trocken in die Fugen eingefügt wird.
In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Blockes schaubildlich dargestellt.
Der dargestellte Block hat prismatische Form und sei für die Ausmauerung eines Schmelzofens bestimmt.
Er besteht aus einer entsprechenden Anzahl von voll auf Fuge verlegten Blechmantelsteinen 1, die angenommenerweise nur dreiseitig blechummantelt sind, u. zw. so, dass eine ihrer Breitseiten keine Blechauflage trägt. Die unterste Steinlage ruht auf einem Bodenblech 2, und der gesamte Block wird von Blechbändern 3 umgriffen, die ein auf der Blockoberseite aufgelegtes Querhaupt 4, das z. B. ein Kantholz ist, übergreifen und gegen die genannte Oberseite pressen. Dieses Querhaupt enthält Tragösen 5, mittels welcher der Block mit einem Hebezeug erfasst, hochgehoben und abgesetzt werden kann.
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Da es sich um dreiseitig blechummantelte Steine mit einer von Blechauflagen freien Seitenfläche handelt und die Steine flachlegen, erkennt man, dass in den Horizontalfugen jeweils nur eine Blechstärke, in den Vertikalfugen aber zwei Blechstärken vorhanden sein werden. Die sehr feste Verbindung der Blechmäntel mit den Steinkörpern sichert, dass Relativverschiebungen der einzelnen Steinlagen zueinander nur längs der Trennfläche zwischen Blech und feuerfester Masse denkbar sind ; die Zahl dieser Trennfläche ist jedoch um die Hälfte kleiner als bei den eingangs genannten Blöcken.
Dies dürfte die Ursache dafür sein, dass ein solcher Block unter Anwendung von Zugspannungen in den Bändern 3, wie sie unter Verwendung handelsüblicher Eisenbänder und aus der Verpackungstechnik stammender Spannvorrichtungen eingebracht werden können, trotz grosser Länge dieser Bänder einen hinreichend sicheren Zusammenhalt ergeben. Es ist dabei natürlich nicht ausgeschlossen, die Zahl der Bänder 3 zu vergrössern und namentlich auch über die Schmalseiten des Blockes herumlaufende Bänder 6 vorzusehen.
Zum Schutz der Kanten können zwischen den Spannbändern und den feuerfesten Steinen Blechzwischenlagen 7 angeordnet werden. Ferner kann es zweckmässig sein, senkrecht zu den gewichttragenden Bändern 3 verlaufende, den seitlichen Zusammenhalt verbessernde Querbänder 8 vorzusehen. Dabei können die lotrechten Blockkanten mit einen Kantenschutz ergebenden Winkeleisen 9 versehen sein.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Blockbauweise besteht in der Möglichkeit, vorfabrizierte Auskleidungsteile zu schaffen, die aus hochwertigen Spezialsteinen bestehen. So können Steine verwendet werden, die mit metallischen Inneneinlagen, etwa in Form von in Steinlängsrichtung verlaufenden Blechplatten, versehen sind. Zum Aufbau des Blockes eignen sich auch die neuerdings bekanntgewordenen Verbundsteine jener Art, die je aus zwei oder mehr in der Richtung des Temperaturgefälles angeordneten Körpern von sich im Feuer unterschiedlich verhaltenden feuerfesten Stoffen bestehen, die im fertigen Block im schachbrettartigen Wechsel angeordnet sind.
Ausführungsbeispiel : Ein praktisch ausgeführter Block in Spezialmagnesitqualität besteht aus 18 Scharen von Steinen, wobei die Scharen abwechselnd aus 5 Querwölber-Steinen der Grösse +Q 22 (= 131/110x375x76) sowie aus 4 Querwölber-Steinen der Grösse +Q 32 (= 124/110x375x76) und einem Querwölber-Stein der Grösse +QB 2 (= 177/165x375x76), alles dreiseitig blechummantelt, bestehen. Die Steine sind so angeordnet, dass sich eine Grundrissfläche des Blockes ergibt, welche die Form
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te B = 1328 mm, Innenbreite b = 1155 mm ; Höhe 1380 mm, Gewicht zirka 1900 kg.
Dieser Block besitzt eine Bodenplatte aus Eisen, 8 mm stark, und ist durch 6 vertikal und 6 horizontal laufende Blechbänder (1 mm dick, 35 mm breit) zusammengespannt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Grossformatiger feuerfester Block, der aus übereinandergeschichteten, untereinander durch eine Umschnürung und gegebenenfalls auch durch Vermörtelung zusammengehaltenen feuerfesten Blechmantelsteinen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der die Steine zusammenhaltenden Umschnürung (3) senkrecht zur Bodenfläche des Blockes verläuft, die, wie an sich bekannt, von einer Bodenplatte (2) gebildet wird, und auf der Blockoberseite ein dem Transport des Blockes dienendes Querhaupt (4) übergreift.
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Large-format, refractory block built from stacked sheet-metal casing stones
The invention relates to a large-format refractory block which is made up of refractory sheet-metal casing bricks stacked one on top of the other and held together by a constriction and possibly also by mortar, and it aims to provide measures that enable the block to be transported and installed in a metallurgical furnace, the structure of which it is intended to simplify.
To the extent that prefabricated blocks, whether these are now made up of compacted rammed earth or put together from individual preformed bodies, have found their way into the lining material for metallurgical furnaces, namely electric furnaces, there has been more and more the transition to designing such blocks with a height, from the bottom of the furnace to the top of the side wall, e.g. B. in electric ovens so up to the top edge of the vessel, is enough. As the dimensions of the electric furnaces increase, one comes in this way to ever larger blocks. This causes transport problems that occur particularly with blocks of the type mentioned above.
On the other hand, however, these blocks have the advantage that they develop properties in their behavior that correspond to those of high-quality, factory-made stones from which they can actually be built.
Blocks, which consist of prefabricated stones and these separating sheet metal layers and are connected to a unit with the help of metal bands, can no longer be clamped together so tightly in the manner described above that a mutual Moving the individual components of the blocks under the influence of the stresses occurring during transport is safely avoided. If such shifts occur, then, provided the block does not fall apart at all, time-consuming reworking is required, which amounts to bringing the blocks of the block and the sheet metal interlayers back into block form by impact.
Such measures are not easy, however; they are also in a fundamental contradiction with the block concept, because the block aims at the delivery of ready-to-use lining units and the reduction of skilled work in setting up the delivery.
The present invention now shows a way of building blocks of large dimensions by assembling prefabricated refractory shaped bodies, preferably of normal format, in such a way that they withstand the usual transport stresses, but also a careless handling in a satisfactory manner. With this aim, the present invention is characterized in a block of the type mentioned in that at least part of the constriction holding the stones together runs perpendicular to the bottom surface of the block, which, as known per se, is formed by a base plate, and on the block top a crosshead serving to transport the block overlaps.
A further strengthening of the block results from the fact that at least some of the bands forming the constriction are welded to sheet metal supports of stones and possibly to block edge supports.
The cohesion of a block consisting of individual stones is promoted if the refractory stones or at least a substantial number of them are connected to the neighboring stones by a thin layer of mortar; At the same time, this also ensures that the block is sealed. For this, on the one hand, a wet grouting comes into question, in which a z. B. refractory mortar mixed with water glass or aqueous Epsom salt solution is used. However, instead of this, dry mortaring can also be used, in such a way that the refractory mortar, which for example consists essentially of magnesite powder, is inserted dry into the joints.
In the schematic drawing, an embodiment of a block according to the invention is shown diagrammatically.
The block shown has a prismatic shape and is intended for the lining of a melting furnace.
It consists of a corresponding number of fully laid sheet metal casing stones 1, which are assumed to be sheet metal coated only on three sides, u. between so that one of its broad sides does not have a sheet metal support. The lowermost stone layer rests on a bottom plate 2, and the entire block is encompassed by sheet metal strips 3, which a placed on the block top crosshead 4, the z. B. is a square timber, overlap and press against said top. This crosshead contains lifting eyes 5, by means of which the block can be grasped, lifted up and set down with a hoist.
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Since the stones are clad on three sides with a side surface free of sheet metal supports and the stones lay flat, you can see that there will only be one sheet thickness in the horizontal joints, but two sheet thicknesses in the vertical joints. The very firm connection of the sheet metal jackets with the stone bodies ensures that relative displacements of the individual stone layers to one another are only conceivable along the interface between sheet metal and refractory material; however, the number of these separating surfaces is halved than in the case of the blocks mentioned above.
This is likely to be the reason why such a block using tensile stresses in the straps 3, as can be introduced using commercially available iron straps and tensioning devices originating from packaging technology, results in a sufficiently secure cohesion despite the great length of these straps. It is of course not ruled out to increase the number of bands 3 and, in particular, to provide bands 6 running around the narrow sides of the block.
To protect the edges, sheet metal intermediate layers 7 can be arranged between the tensioning straps and the refractory bricks. Furthermore, it can be expedient to provide transverse straps 8 which run perpendicular to the weight-bearing straps 3 and improve lateral cohesion. The vertical block edges can be provided with angle irons 9 that provide edge protection.
A particular advantage of the present block construction is the possibility of creating prefabricated lining parts made of high-quality special stones. For example, stones can be used which are provided with metallic inner inlays, for example in the form of sheet metal plates running in the longitudinal direction of the stone. The recently known composite stones of the type that each consist of two or more bodies of refractory materials that behave differently in the fire and that are arranged in a checkerboard-like alternation in the direction of the temperature gradient are also suitable for building the block.
Embodiment: A practically executed block in special magnesite quality consists of 18 sets of stones, with the sets alternating from 5 cross-arch stones of size + Q 22 (= 131 / 110x375x76) and 4 cross-arch stones of size + Q 32 (= 124 / 110x375x76) and a cross arch stone of size + QB 2 (= 177 / 165x375x76), all of which are sheet metal coated on three sides. The stones are arranged in such a way that there is a floor plan of the block that defines the shape
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te B = 1328 mm, inside width b = 1155 mm; Height 1380 mm, weight about 1900 kg.
This block has a base plate made of iron, 8 mm thick, and is clamped together by 6 vertical and 6 horizontal sheet metal strips (1 mm thick, 35 mm wide).
PATENT CLAIMS:
1. Large-format refractory block, which is built up from stacked, one below the other by a constriction and possibly also by mortar held together refractory sheet metal cladding bricks, characterized in that at least part of the constriction (3) holding the bricks together runs perpendicular to the bottom surface of the block, which, as known per se, is formed by a base plate (2), and a crosshead (4) serving to transport the block engages over the top of the block.
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