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Feuerfester Stein
Im Verhalten von feuerfesten Ofenauskleidungen u. ähnl. hitzebeanspruchten Mauerwerk aus feuerfesten Steinen und andern Formkörpern ist das Dehnungsverhalten der letzteren für die Lebensdauer der Auskleidung von Bedeutung, besonders wenn es sich um Bauelemente aus basischem bis neutralem Material, also etwa aus Magnesia, Magnesiachrom, Chrommagnesia, Chromit, Forsterit oder Dolomit handelt.
Um derartigen feuerfesten Bauelementen thermische Dehnungen besonders während der ersten Aufheizung zu ermöglichen, sind zahlreiche auf die Bildung von Dehnfugen hinauslaufende Massnahmen bekannt. So kennt man lose Zwischenlagen aus Pappe oder anderem brennbaren Material, die im Zuge der Errichtung der Ofenauskleidung zwischen benachbarte Steine oder Steingruppen eingelegt werden und die im Zuge des Anheizens ausbrennen und dadurch Dehnfugen ergeben. In Verbindung mit basischen feuerfesten Steinen, die im Endstadium der Erhitzung schrumpfen, ist es bekannt, derartige Zwischenlagen aus Eisen- oder anderem Blech herzustellen, und ferner ist es bekannt, diese Zwischenlagen zu wellen oder auf eine andere Weise zusammendrückbar auszuführen, um anfängliche Wärmedehnungen der Steine zuzulassen.
Der von solchen metallischen Zwischenlagen eingenommene Raum wird zunächst allenfalls unter Flachdrücken vorgesehener Profilierungen verkleinert, anschliessend oxydieren die Zwischenlagen unter Volumsvergrösserung und gleichen so das Schwinden der Steine aus, zu dem es insgesamt kommt.
Da die Verwendung solcher loser Einlagen den Mauerungsvorgang kompliziert, ist es auch bekannt (und beinahe üblich), feuerfeste Steine mit Blechauflagen, die bis zu einem die vier Längsseiten des Steines umgebenden Mantel ausgestaltet sein können, als einheitliche Baukörper herzustellen. Da solche Steine im Verband nicht ohne weiteres eine Anfangsdehnung ausführen können, sind auch hier Dehnungszwischenlagen erforderlich, die wieder gesonderte Körper sind. Um diese zu erübrigen, ist es auch bekannt, diese Blechauflagen derart auszuführen, dass sie an einer oder mehreren Steinseiten im Abstand vom Stein, mit dem sie im übrigen fest verbunden sind, verlaufen, um auf diese Weise wieder eine Dehnfuge zu schaffen.
Blechauflagen dieser besonderen Art können jedoch nur auf einen vorgepressten Formkörper aufgebracht werden, d. h. es ist nicht möglich, die Blechauflagen während der Herstellung des Formkörpers mit der ihn bildenden keramischen Ausgangsmasse zu einem einheitlichen Körper zu verpressen, weil es aus Gründen der Presstechnik nicht möglich ist, Hohlräume zwischen einer Steinseite und der dieser zugeordneten Blechabdeckung zu bilden, es sei denn, man würde komplizierte und daher sehr verteuernde. Massnahmen besonderer Art anwenden. Gegen vorgeformte feuerfeste Körper mit nachtäglich auf diese aufgesetzten Blechabdeckungen (mit oder ohne Dehnfugen bildenden Massnahmen) ist auch einzuwenden, dass Blechmantelsteine dieser Art nicht die Vorteile von Steinen mit während deren Herstellung mit ihnen verpressten Blechauflagen besitzen.
Die Verwendung von ausbrennenden Dehnungseinlagen, gleichgültig ob diese lose Körper vorstellen oder mit den Steinen fest verbunden sind, ist auch insoferne nicht befriedigend, als der Materialverbrauch für diese Einlagen, die doch nur einem sehr vorübergehenden Zweck dienen, relativ beträchtlich ist.
Die Erfindung befasst sich nun mit dem Problem, Blechmantelsteine, u. zw. vorzugsweise solche, bei denen der Blechmantel schon im Zuge des Verpressens der noch losen keramischen Masse mit dem Steinkörper zu einer Einheit innig verbunden wird, und welche Einheit demnach jene Vorteile zeigt, die eben nur durch diesen Erzeugungsvorgang erzielbar sind, mit Abstandhaltern zu versehen, die im Verband Dehnfugen ergeben und schon während des Anheizens verschwinden, die einen geringen Materialverbrauch
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haben und die eine Einheit mit dem eigentlichen, feuerfesten, vorzugsweise blechummantelten Körper bilden und daher die Mauerungsarbeit nicht stören. Der Vorgang der Verbindung der Abstandhalter mit dem feuerfesten Körper soll die Herstellung der letzteren nur wenig erschweren und demgemäss nur wenig verteuern.
Die Erfindung erreicht dies im wesentlichen dadurch, dass die Dehnungsauflage den Steinkörper in Form von wenigstens einem Abstandsring umgibt, dessen Höhe nur einen Bruchteil der Steinhöhe beträgt, und diese Dehnungsauflage aus einem Material besteht, das noch vor Erreichen der Betriebstemperatur des Steines praktisch rückstandfrei verschwunden ist. Zweckmässig ist es, wenn der Abstandsring aus einem niedrigschmelzenden Metall, etwa Zink, oder aus brennbarem, elastisch dehnbarem Material, vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Mit besonderem Vorteil wird dieser Gedanke auf Steinkörper angewendet, mit denen ein äusserer Blechmantel verpresst ist.
Da man in der Regel Dehnfugen bei der Verlegung feuerfester Steinkörper nur an drei seiner Umfangsseiten wünscht, besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, dass der Abstandring auf einer Seite des Steinumfanges, eben jener, an der eine Dehnfuge unnötig ist, in einer Vertiefung der Steinoberfläche, d. h. gegebenenfalls der Blechauflage, liegt.
Im Vorhergehenden wird die Verwendung von Abstandringen gefordert, womit gesagt sein soll, dass der Abstandhalter eine viel geringere Höhe aufweist als der Stein. Da der Abstandhalter noch während des Aufheizens verschwindet, also schmilzt, verbrennt oder verdampft, genügt es, seine Breite so zu bemessen, dass er den im Mauerwerk auftretenden Pressungen, etwa dem Gewölbedruck widersteht, ohne zerstört zu werden.
Ein Material für die vorliegenden Dehnungsauflagen, das sowohl preislich als auch hinsichtlich seines Verhaltens in der Hitze befriedigt und das zu Dehnungsauflagen führt, die einfach zu montieren sind, nämlich durch Aufziehen auf einen prismatischen oder auch anders geformten Steinkörper, ist Poly- äthylen. Für Steine von normalen Abmessungen, also etwa in der Grösse eines genormten Mauerziegels, genügen zwei Polyäthylenringe einer Bandstärke von etwa 1 bis 2 mm und einer Bandbreite von etwa 20 mm.
Die vorhin genannte Vertiefung der Steinoberfläche, worunter hier sowohl die Oberfläche des keramischen Körpers, falls ein Blechmantel nicht vorhanden ist, oder die Oberfläche des Blechmantels, falls es sich um einen ummantelten Stein handelt, verstanden werden, lässt sich bei Verwendung einer entsprechend geänderten Pressform im Zuge des Pressvorganges herstellen, etwa indem diese Pressform an jener Fläche des Pressstempels, die diese Vertiefung ausbilden-soll, mit streifenförmigen Auflagen entsprechender Form versehen wird.
Als Beispiel für einen erfindungsgemässen Abstandhalter aus Metall niedrigen Schmelzpunktes wäre ein Ring aus Zinkblech (oder auch Zinkdraht) zu nennen. Ein solcher Blechring oder Blechgürtel besteht aus einem Blechband, dessen Enden etwa in eine in der Steinoberfläche vorgesehene Vertiefung eingedrückt sind.
In der österr. Patentschrift Nr. 223113 ist vorgeschlagen, an einem feuerfesten Stein einen Auflagekörper, der ein Blechmantel oder eine Platte aus einem andern feuerfesten Material sein kann, durch verbrennlicheKlebeplättchen zu sichern und den so erhaltenen Verbundkörper zusätzlich noch durch einen Klebebandstreifen zusammenzuhalten, wozu dieses Band um den Verbundkörper geschlungen ist und letzteren dadurch zusätzlich zu den Klebeplättchen gegen Auseinanderfallen sichert. Die Breite dieses Bandes beträgt nur einen Bruchteil der Steinhöhe. Bei diesem Band handelt es sich aber nicht um eine Dehnungsauflage, denn soweit eine solche gemäss dem älteren Vorschlag vorgesehen wird, ist sie als eigener, zweiter, zusätzlicher Körper ausgebildet.
Dieses Band hat demnach ausschliesslich die Aufgabe, zwei oder mehrere Körper zusammenzuhalten und besitzt somit nicht eine Dimensionierung, die es ihm erlauben würde, die Aufgabe eines Abstandhalters zu erfüllen, denn seine Dicke ist für diesen Zweck auch bei Verwendung in doppelter Lage nicht ausreichend.
In den schematischen, nicht proportionalen Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 - 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, u. zw. in Fig. l im Aufriss und teilweisem Schnitt, in Fig. 2 im Längsschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, und die Fig. 3 und 4 je einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse des dargestellten Blechmantelsteines, u. zw. nach den Linien III-III bzw. IV-IV der Fig. 1. Fig. 5zeigteincnVerbundsteinmitBlcchmantelunderfindungsgemässerDehnungs- auflage im Querschnitt senkrecht zur Steinlängsachse.
Gemäss den Fig. 1 - 4 ist der keramische Körper 1, der ein Magnesit- oder Chrommagnesitkörper von bekannter Beschaffenheit sein möge, mit einem äusseren Blechmantel 2 und einer ebenen Blechabdeckung 3 zu einer insoweit bekannten Einheit verpresst. Die Dehnungsauflagen 5 seien aus Poly- äthylen bestehende Bandringe, die an einer Seite in Vertiefungen 6 einer Aussenfläche des Steines ver-
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laufen. Es sind zwei Polyäthylenringe gleicher Abmessungen vorgesehen, doch versteht es sich, dass die Erfindung hinsichtlich Anzahl, Anordnung, Form und Material dieser Ringe weiten Spielraum lässt.
Das an Hand der Fig. 1 - 4 beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Blechmantelstein, in welchem der Keramikkörper 1 und die Blechmantelteile 2,3 durch einen Pressvorgang innig miteinander verbunden sind. Obgleich in diesem Falle die Vorteile des Erfindungsgedankens am deutlichsten in Erscheinung treten, ist es nicht unbedingt notwendig, dass ein Blechmantel vorhanden ist bzw. dass der Blechmantel, falls vorhanden, an dem keramischen Körper durch gemeinsames Verpressen haftet. So zeigt das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 einen Verbundstein bestehend aus zwei in der Längsrichtung des Steines verlaufenden Abschnitten 7 und 8, beispielsweise aus Magnesia und Chrommagnesia oder sonstigen sich im Feuer verschieden verhaltenden Stoffen bestehend.
Diese beiden je für sich in einem Pressvorgang erzeugten Körper sind mittels der erfindungsgemässen Ringe 9, beispielsweise aus Zinkblech bestehend, zusammengehalten. Es können Blechauflagen 10,11, vorzugsweise winkeliger Form, vorhanden sein. Fig. 5 zeigt demnach ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach die ringförmige Dehnungsauflage 9 die Doppelfunktion des Abstandhalters und des die Einzelteile des Verbundkörpers zu einer handhabungsfähigen Einheit zusammenspannenden Verbindungselementes erfüllt.
. An Stelle von Polyäthylen können natürlich auch andere brennbare oder verdampfende oder auch ausschmelzende Kunststoffe, besonders auch Abfall- oder Altmaterial verwendet werden. Die Ringe können auch dadurch erhalten werden, dass man den Steinkörper mit Bandmaterial überwickelt und das Bandende durch Klebung fixiert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester Stein mit. durch Hitzeeinwirkung verschwindender Dehnungsauflage, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Dehnungsauflage den Steinkörper in Form von wenigstens einem Abstandring umgibt, dessen Höhe nur einen Bruchteil der Steinhöhe beträgt, und diese Dehnungsauflage aus einem Material besteht, das noch vor Erreichen der Betriebstemperatur des Steines praktisch rückstandsfrei verschwunden ist.