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Feuerfeste Auskleidung für Drehöfen
Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Auskleidung für Drehöfen unter Verwendung von Steinen, insbesondere Steinen auf der Grundlage von Magnesia, die an der gegen den Ofenmantel zu gerichteten Steinfläche eine oder mehrere Ausnehmungen bzw. Abschrägungen aufweisen, so dass auf der Ofenmantelseite begrenzte Kanäle gebildet werden, die in der Umfangsrichtung und/oder Längsrichtung des Ofens verlaufen.
Auskleidungen der angeführten Art mit auf der Mantelseite des Ofens vorliegenden Kanälen sind bereits seit langem bekannt (vgl. z. B. die österr. Patentschriften Nr. 144483 und Nr. 149181) und haben gegenüber Auskleidungen mit vollen Steinen verschiedene Vorteile. So ist dadurch, dass auf Grund der Ausnehmungen bzw. Abschrägungen der feuerfesten Steine auf der mantelseitig gelegenensteinfläche dieBerührungsflächen zwischen der feuerfesten Auskleidung und dem Ofenmantel geringer ist als bei Verwendung von vollen Steinen und zwischen dem Ofenmantel und den mantelseitigen Steinflächen Luftkissen ausgebildet werden, eine höhere Lebensdauer der Steine gewährleistet und die Strahlungsverluste des Ofens sind beträchtlich herabgesetzt.
Es ist nun versucht worden, die Wärmeverluste solcher Auskleidungen durch Ausfüllen der Kanäle mit Isoliermassen noch weiter zu vermindern (USA-Patentschrift Nr. 2, 230, 142), doch waren hiebei die Erfolge nicht besser als bei Verwendung von voll, d. h. ohne Ausnehmungen ausgebildeten Verbundsteinen, die aus einem feuerseitigen Teil aus feuerfestem Material und einem mantelseitig gelegenen Teil aus Isoliermaterial aufgebaut sind (USA-Patentschrift Nr. 2, 230, 141).
Es ist auch schon bekannt, dass die Isolationswirkung der Luft verbessert werden kann, wenn die Zirkulation der Luft verhindert wird. Man hat dies dadurch zu erreichen versucht, dass jeder Stein ander Mantelseite so ausgehöhlt wird, dass ein geschlossener Hohlraum entsteht.
Die Erfindung zeigt einen andern Weg zur Verhinderung der Zirkulation. Gemäss der Erfindung wird bei einer feuerfesten Auskleidung der oben zuerst angeführten Art für Drehöfen, also bei einer Auskleidung, in welcher die Steine, insbesondere Steine auf der Grundlage von Magnesia, an der gegen den Ofenmantel zu gerichtetenSteinfläche eine oder mehrere Ausnehmungen bzw. Abschrägungen aufweisen, so dass auf der Ofenmantelseite begrenzte Kanäle gebildet werden, die in der Umfangsrichtung und/oder in der Längsrichtung des Ofens verlaufen, der Verlauf der durch die Ausnehmungen bzw. Abschragungen gebildeten Kanäle durch separate Steine, vorzugsweise Isoliersteine, die zwischen die Steine mit den Ausnehmungen bzw. Abschrägungen eingesetzt sind, oder durch Metallplatten in Abständen unterbrochen.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass es bei Drehöfen mit Durchmessern bis zu etwa 3 m genügt, wenn die in der Umfangsrichtung der Öfen verlaufenden Kanäle viermal unterbrochen sind. Die Anzahl der Unterbrechungen kann jedoch ohne weiteres auch grösser sein.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in welchen Ausführungsbeispiele für Drehöfen dargestellt sind, näher erläutert.
Fig. l zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Auskleidung im Querschnitt nach der Linie I-I in Fig. 3 und die Fig. la und Ib zeigeninperspektivischer Darstellung zwei verschiedene, bei dieser Auskleidung verwendeteSteine. Die Fig. 2 und 3 stellen Längsschnitte durch die Ofenwandung nach
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vonSteinen veranschaulicht. Fig. 7 zeigt im Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 9 eine zweite Aus- führungsform der Auskleidung, in den Fig. 7a und 7b sind zwei verschiedene, bei dieser Auskleidung
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verwendete Steine dargestellt, und die Fig. 8 und 9 sind Längsschnitte nach den Linien ViI-VnII bzw.
IX-IX in Fig. 7.
Bei dem in den Fig. 1-3 dargestellten Drehofen besteht die Auskleidung aus ringförmig angeordneten Scharen von am Ofenmantel l abgestützten Keilsleinen 2 und 3, wobei die Steine in überwiegender Mehrzahl als Kanalsteine 2 (Fig. lb) ausgebildet sind, die an ihrer äusseren, dem Ofenmantel l anliegenden Fläche mit einer Ausnehmung 4 versehen sind. Infolge dieser Ausnehmung wird die wärmeleitende Berührungsfläche der Kanalsteine 2 mit dem Ofenmantel l auf zwei schmale Abstützflächen 7 beschränkt.
Die Ausnehmungen 4 bilden in jeder Ringschar von Steinen zusammen mit der Innenfläche des Ofenmantels 1 einen ringförmigen Kanal 5. Im Ofeninnern ergeben sich nun an der Wandung zwischen den oberen und unteren Abschnitten Temperaturunterschiede von bis zu etwa 3000C. Dies kommt dadurch zustande, dass die bei der Drehung des Ofens jeweils unten befindlichen Wandteile durch das relativ kalte Brenngut gegen die Flammen abgedeckt sind. Durch diesen Temperaturunterschied, der sich natürlich auch mantelseitig noch entsprechend auswirkt, wird die in den Ringkanälen 5 eingeschlossene Luft in Strömung versetzt.
Um die Ausbildung solcher unerwünschter Konvektionsströmungen in den Ringkanälen der Steine 2 zu verhindern, sind gemäss der Erfindung in bestimmten Abständen, beim Beispiel nach Fig. 1 nach je 900 Umfangswinkel, Vollsteine 3 (Fig. la) angeordnet, durch welche der Ringkanal 5 in mehrere, voneinander vollständig getrennte Teilkanäle bzw. Zellen abgeteilt wird. Hiebei stehen nur die wenigen Vollsteine 3 mit einer vollenSteinfläche, nämlich ihrer äusseren Fläche 6, mit dem Ofenmantel 1 direkt wärmeleitend inBerührung. Die Vollsteine 3 können dabei, wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. l bis 3, über die ganze Länge des Drehofen oder über begrenzte Längsabschnitte desselben längs derselben Erzeugenden des zylindrischen Ofenmantels 1 oder bei den einzelnen Ringscharen der Steine an verschiedenen beliebigen Stellen des Umfanges angeordnet sein.
Die Ausnehmungen der Kanalsteine können selbstverständlich beliebig profiliert sein und z. B. die Form eines Rechtecks (Fig. 4), eines Trapezes (Fig. 5) oder eines Kreissegmentes (Fig. 6) haben. Sie müssen ferner nicht ausschliesslich auf den gegen den Ofenmantel zu gerichteten Steinflächen zu liegen kommen,-sondern können auch teilweise an den an diese Steinflächen angrenzenden Seitenflächen angeordnet sein, beispielsweise auf die Art, dass die Abstützflächen 1 mehr zur Steinmitte liegen und dafür an den betreffenden Stellen der Seitenflächen noch weitere Ausnehmungen bzw. Abschrägungen vorgesehen sind. Es kann in diesem Zusammenhang auf die oben erwähnten bekannten Steine bzw. Auskleidungen verwiesen werden.
Bei dem in den Fig. 7-9 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Drehofenauskleidung gemäss der Erfindung liegen zwischen den Steinen 2 und dem Ofenmantel l Isolierplättchen 11, durch welche die Wärmeabgabe durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung an den Ofenmantel l weitgehend herabgesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform kann auch die wärmeleitende Berührungsfläche der zweiten Art von verwendeten Steinen, der Steine 13, mit dem Ofenmantel 1 durch eine Aussparung 14 in der Aussenfläche dieser Steine wesentlich verkleinert und auf die schmalen Abstützflächen 17 beschränkt werden.
Die Ausnehmungen 14 der Steine 13 stehen mit den Ausnehmungen 4 der benachbarten Steine 2 nicht in Verbindung, weil die Höhe der Ausnehmungen 14 der Steine 13, wie die Fig. 7, 8 und 9 klar erkennen lassen, lediglich so gross wie die Dicke der Isolierplättchen 11 ist. Demnach unterbrechen die Steine 2 und 13 die durch ihre Ausnehmungen gebildeten Kanäle 5 in den gewünschten Abständen gegenseitig.
Diese Ausführungsform erweist sich mitunter bei langsam rotierendenDrehöfen mit sehr hohem Temperaturgradienten als besonders vorteilhaft.