BRPI0501993B1

BRPI0501993B1 - INDUSTRIAL OVEN

Info

Publication number: BRPI0501993B1
Application number: BRPI0501993-1A
Authority: BR
Inventors: Piringer Hannes
Original assignee: Maerz Ofenbau Ag
Priority date: 2004-06-05
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2017-12-12
Also published as: CN100483057C; CN1707210A; DE502004002454D1; MXPA05005966A; TWI294956B; TW200540384A; ES2279256T3; EP1602889A1; RU2301388C2; EP1602889B1; RU2005117077A; ATE349667T1; BRPI0501993A; MY141346A; PL1602889T3

Abstract

A refractory lining, particularly for a cylindrical kiln, is formed of furnace bricks (11,12), laid to leave compensation gaps (15) filled with pour-cast fire resistant cement (20,21) and containing central, radial expansion gaps (19), which may be labyrinth form and/or insulation filled. Metal anchor-forks (22, 23), attached to a ducted metal carrier ring (5, 6) are embedded in the cement.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção “Forno Industrial” A invenção refere-se a um forno industrial com uma parede interior curvada envolvente de várias camadas no qual, no mínimo, a camada de revestimento exterior apresenta, pedras de formato refratárias endentadas.Industrial Furnace The invention relates to an industrial furnace with a multi-layer surrounding curved inner wall in which at least the outer coating layer has indented refractory shaped stones.

Diferentes estruturas de fomos, como p.ex. fomos de poço em anel ou fomos de poços paralelos regenerativos tipo Maerz,· apresentam câmaras do forno em forma de anel limitadas para o interior por uma parede interior suportada por baixo ou suspensa. A camada exterior convexa em forma de anel se expande durante o aquecimento devido ao contato com gases combustíveis de forma que as pedras de formato exteriores se empurram uma a outra para fora, apoiando-se ao mesmo tempo. Já que este processo não acontece de maneira uniforme, produzem-se tensões que soltam o conjunto de pedras de formato, possibilitando o rompimento de algumas pedras. Durante um esfriamento causado por uma interrupção na operação produzem-se fendas causadas pela contração que se enchem de poeira, com o resultado que, ao aquecer o forno novamente, os efeitos descritos ocorrem mais fortes ainda e os danos no conjunto de pedras de formato serão maiores. Desta maneira bastam poucos ciclos de aquecimento e resfriamento para causar danos de tal magnitude que uma restauração torna-se necessária, pelo menos da camada exterior convexa da parede interior. Na camada de revestimento côncava inferior da parede interior porém, as expansões por aquecimento produzem uma estrutura mais estável do conjunto. A invenção tem como objetivo, evitar as desvantagens acima mencionadas para oferecer um forno industrial com maior resistência com respeito ao seu revestimento refratário, para melhorar assim sua confiabilidade. A solução desta tarefa é a interrupção da camada de revestimento côncava, em relação a invenção formada por pedras de formato, no seu perímetro por no mínimo, uma área de compensação feita de elementos de concreto refratários com uma fenda de expansão, sendo que os elementos de concreto refratários são conectados às pedras de formato adjacentes de tal maneira que engatem no perfil formato adjacentes de tal maneira que engatem no perfil endentado e estão chumbados, através de âncoras de concreto, na camada interior da parede interior.Different shaft structures, such as ring wells or Maerz regenerative parallel wells, have ring-shaped oven chambers bounded inwardly by an underside or underside inner wall. The convex outer ring-shaped layer expands during heating due to contact with combustible gases so that the outer shaped stones push each other out while supporting each other. Since this process does not happen uniformly, tensions are produced that release the set of shaped stones, allowing the breakage of some stones. During cooling caused by an interruption in operation, dust-filled shrinkage cracks occur, with the result that when the furnace is reheated, the effects described will be even stronger and damage to the setstone will be bigger. In this way a few heating and cooling cycles are sufficient to cause damage of such magnitude that restoration is necessary, at least of the convex outer layer of the inner wall. In the lower concave lining layer of the interior wall however, the expansions by heating produce a more stable structure of the assembly. The invention aims to avoid the aforementioned disadvantages of offering a higher strength industrial furnace with respect to its refractory lining, thereby improving its reliability. The solution of this task is the disruption of the concave cladding layer with respect to the invention formed by shaped stones at its perimeter by at least a compensating area made of refractory concrete elements with an expansion slit, the elements being Refractory castables are connected to the adjacent shaped stones such that they engage the adjacent shape profile such that they engage the indented profile and are anchored through concrete anchors to the inner layer of the interior wall.

Uma execução vantajosa da invenção depende das solicitações de patentes e pode ser contemplada através desta descrição e dos desenhos em anexo.Advantageous embodiment of the invention depends on patent applications and may be contemplated by this description and the accompanying drawings.

Mostra a figura 1, um corte axial por uma área com uma parede interior cilíndrica de um forno de poços paralelos regenerativo, a figura 2, um corte radial pela parede interior cilíndrica da câmara do forno, pela linha II-II da figura 1, a figura 3, uma seção ampliada da câmara do forno segundo figura 1, a figura 4, uma visão lateral de uma área da parede interior em direção a seta IV da figura 3, a figura 5, um corte secional parcial pela parede interior pela linha V-V da figura 3, e a figura 6 e figura 7, cortes radiais conforme a figura 5 com mais dois exemplos para a área de compensação.Figure 1 shows an axial section through an area with a cylindrical interior wall of a regenerative parallel well furnace; Figure 2 is a radial section through the cylindrical interior wall of the furnace chamber along line II-II of Figure 1; Fig. 3 is an enlarged section of the oven chamber as shown in Fig. 1; Fig. 4 is a side view of an interior wall area towards arrow IV of Fig. 3; Fig. 5 is a partial sectional view through the interior wall along the line VV; Fig. 3 and Fig. 6 and Fig. 7, radial sections according to Fig. 5 with two further examples for the compensation area.

Como conhecido nos fomos de poço tipo Maerz descritos na literatura , dois ou mais poços paralelos (1) estão ligados a um poço em forma de anel (2) no qual os gases combustíveis entram em direção das setas (3) para posteriormente fluir para um segundo poço regenerativo (não demonstrado na figura). Como conseqüência, os gases aquecidos cujas temperaturas podem alcançar, ao queimar cal, aproximadamente 1000 °C, fluem em volta da parede interior cilíndrica (4) delimitadora. A composição suspensa da parede interior (4) do exemplo tem uma camada portadora metálica interior (5) com canais de resfriamento com ventilação de ar (6). A sua parte inferior termina num suporte (7) para o anel de suporte inferior feito de concreto refratário. A camada portadora interior (5) é apoiada em ambos lados por camadas isoladoras (9, 10). A extremidade exterior da parede interior (4) é formada por um revestimento de desgaste feito de pedras de formato refratárias (11, 12) formando uma camada de revestimento exterior, de forma convexa, e uma uma camada de revestimento exterior, de forma convexa, e uma camada de revestimento interior, de forma côncava (13, 14).As we have known from the Maerz-type wells described in the literature, two or more parallel wells (1) are connected to a ring-shaped well (2) into which the combustible gases enter the direction of the arrows (3) to subsequently flow into one. second regenerative well (not shown in figure). As a consequence, the heated gases whose temperatures can reach, when burning lime, approximately 1000 ° C, flow around the bounding cylindrical inner wall (4). The suspended interior wall composition (4) of the example has an inner metal carrier layer (5) with air-vented cooling channels (6). Its lower part ends in a support (7) for the lower support ring made of refractory concrete. The inner carrier layer (5) is supported on both sides by insulating layers (9, 10). The outer end of the inner wall (4) is formed by a wear liner made of refractory shaped stones (11, 12) forming a convexly outer layer and a convexly outer layer. and a concave inner lining layer (13,14).

Este tipo de construção com a parede interior (4) suspensa foi, até agora, raramente utilizada, pois existe na sua forma convencional o risco que, em caso de uma camada de revestimento (13) danificada, passem gases aquecidos até a camada portadora metálica (5) que possam destruir a mesma. Porém, com esta invenção pode-se realizar a versão suspensa, que apresenta uma série de vantagens comparada com a versão apoiada por baixo, eliminando estes riscos.This type of construction with the suspended inner wall (4) has so far been rarely used as there is a risk in its conventional form that, in the event of a damaged coating layer (13), heated gases will pass to the metal carrier layer. (5) that may destroy it. However, with this invention the suspended version can be realized, which has a number of advantages compared to the version supported below, eliminating these risks.

Na colocação em funcionamento do forno, o permanente aquecimento produz extrações por aquecimento que, por sua vez, produzem na camada de revestimento interior côncava (14) uma compressão estabilizante nas pedras de formato (12) aqui colocadas, e que produzem ao mesmo tempo na camada de revestimento convexa (13) uma expansão que soltaria, sem as provisões da invenção aqui descrita, o conjunto das pedras de formato refratárias (11), tal como descrito anteriormente.When commissioning the furnace, permanent heating produces heat extractions, which in turn produce in the concave inner lining layer 14 a stabilizing compression on the shaped stones 12 placed here and which at the same time produce in the convex lining layer (13) is an expansion which would release, without the provisions of the invention described herein, the set of refractory shaped stones (11) as described above.

Para evitar que as extrações na camada de revestimento exterior convexa (11) causadas durante o aquecimento do forno danifiquem o conjunto das pedras de formato, a camada de revestimento está interrompida por pelo menos uma área de compensação (15 - 18), sendo que, no exemplo da figura 2, há quatro destas áreas igualmente distribuídas no perímetro.In order to prevent extractions in the convex outer covering layer (11) caused during heating of the oven from damaging the forming stone assembly, the covering layer is interrupted by at least one compensating area (15 - 18), whereby, In the example in Figure 2, there are four of these areas evenly distributed on the perimeter.

Cada área de compensação (15 até 18) possui, segundo as figuras 4 e 5, dois elementos de concreto (20, 21) com umá fenda de expansão (19) no meio que estão, no perímetro, conectados sem folga com as pedras de formato entalhadas (11) e que estão também fixados na camada de revestimento metálica (5) através de várias âncoras de concreto bifurcadas (22, 23). Elas têm uma seção transversal plana para que cedam apenas numa direção e sejam rígidas na direção vertical, bloqueando assim os elementos de concreto (20, 21) na sua posição vertical. Com a sua conexão sem folga com as pedras de formato entalhadas e enganchadas (11), os elementos de concreto (20, 21) das quatro áreas de compensação (15 até 18) mantêm os setores de revestimento compensação (15 até 18) mantêm os setores de revestimento convexos e em forma de arco (24 até 27), que estão colocados entre eles em forma de um arco de 90 graus, na camada de revestimento interior metálica (5) como se fosse um estribo flexível, evitando assim deslocamentos e sobrecargas locais do revestimento. A magnitude de flexibilidade das áreas de compensação (15 até 18) é determinada pela largura da fenda de expansão (19). Preferivelmente, a largura das fendas de expansão (19) é escolhida de maneira que as mesmas, ao alcançar a temperatura operacional do forno, pelo menos se fechem ou melhor , possibilitem a formação de uma sobrepressão em direção aos setores de revestimento (24 até 27) para que, durante o resfriamento do forno, esta sobrepressão seja eliminada, antes que haja contrações e movimentações relativas dentro do conjunto de pedras de formato (11).Each compensation area (15 to 18) has, according to Figures 4 and 5, two concrete elements (20, 21) with an expansion slit (19) in the middle which are, at the perimeter, seamlessly connected with the (11) and which are also fixed to the metal coating layer (5) by means of several forked concrete anchors (22, 23). They have a flat cross section so that they sag only in one direction and are rigid in the vertical direction, thus blocking the concrete elements (20, 21) in their vertical position. With their backlash connection to the carved and hooked shaped stones (11), the concrete elements (20, 21) of the four offset areas (15 to 18) maintain the offset cladding sectors (15 to 18) maintain the convex and arc-shaped cladding sectors (24 to 27), which are positioned between them in a 90 degree arc-like manner, on the metal inner cladding layer (5) as if they were a flexible stirrup, thus avoiding dislocations and overloads coating sites. The magnitude of flexibility of the compensation areas (15 to 18) is determined by the width of the expansion slot (19). Preferably, the width of the expansion slots (19) is chosen such that, when they reach the furnace operating temperature, at least they close or rather allow the formation of an overpressure towards the coating sectors (24 to 27). ) so that during cooling of the furnace this overpressure is eliminated before there are relative contractions and movements within the forming stone set (11).

Conforme o exemplo da figura 6, há duas fendas de expansão (28, 29) alternadas no perímetro para que os dois elementos de concreto enganchem um com o outro, formando um percurso em forma de labirinto da fenda de expansão.As shown in Figure 6, there are two expansion slots (28, 29) alternating at the perimeter so that the two concrete elements hook with one another, forming a labyrinthine path of the expansion slot.

Nos exemplos das figuras 5 e 6, os elementos de concreto (20, 21) respectivamente (30, 31) da área de compensação (15) têm a mesma largura radial que as pedras de formato refratárias (11) da camada de revestimento convexa (13), sendo que as âncoras de concreto (22, 23) se estendem à camada isoladora adjacente e podem, nesta camada, exercer uma movimentação de flexão sem restrições. No exemplo da figura 7, os elementos de concreto (32, 33) se estendem, com um ligamento (34, 35) que abrange uma parte das âncoras de concreto (22, 23), até a camada de suporte metálica (5) e abrangem assim um espaço intercalado (34) recheado de material isolante. Estes ligamentos (34, 35) reforçam as âncoras de concreto (22, 23) para que haja nos setores de revestimento (24 até 27), com a fenda de expansão (19) fechada, uma maior tensão de compressão, comparado com os exemplos das figuras 5 e 6.In the examples of figures 5 and 6, the concrete elements (20, 21) respectively (30, 31) of the compensation area (15) have the same radial width as the refractory shaped stones (11) of the convex coating layer (11). 13), where the concrete anchors (22, 23) extend to the adjacent insulating layer and may exert an unrestricted flexion movement in this layer. In the example of Fig. 7, the concrete elements (32, 33) extend with a ligament (34, 35) covering a portion of the concrete anchors (22, 23) to the metal support layer (5) and they thus comprise an interleaved space (34) filled with insulating material. These ligaments (34, 35) reinforce the concrete anchors (22, 23) so that in the cladding sectors (24 to 27), with the expansion slit (19) closed, a higher compression stress compared to the examples. of figures 5 and 6.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. “Industrial oven” characterized in that it has a multilayer curved inner wall (4), with at least its convex lining layer (13) having indented refractory shaped stones (11), with the characteristic that the its concave lining layer (13) formed by shaped stones is interrupted at its perimeter by at least one offset area (15) made of refractory concrete elements with an expansion slot (19, 28, 29) whereas the refractory concrete elements (20, 21, 30, 31) are connected to the adjacent shaped stones (11) such that they engage the indented profile and are anchored through concrete anchors (22, 23), in the inner layer (5) of the inner wall (4).

"Industrial oven" according to Claim 1, characterized in that the expansion slot (28, 29) has a labyrinth shape.

Industrial oven according to Claim 1 or 2, characterized in that the expansion slot (19, 28, 29) has a width such that the oven is closed with the oven with the cold oven. heated (operating temperature).

“Industrial oven” according to claim 3, characterized in that the expansion slot (19, 28, 29) is dimensioned such that it is closed with the heated oven (operating temperature) and that the stones (11) of the convex outer layer (9) are under compression stress that occurs at the perimeter of the outer layer.

Industrial oven according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the expansion slot (19, 28, 29) contains a compressible insulating material.

Industrial furnace according to one of Claims 1 to 5, characterized in that an inner carrier layer (5) of the wall (4) is made of metal and is surrounded by adjacent concrete anchors (22, 23). to the expansion slit (19; 28, 29), anchored to the elements and concrete (20,21; 30,31) and connected to the metal carrier layer (5). in the metal carrier layer (5).

"Industrial oven" according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the inner wall (4) is suspended in the oven, the metal carrier layer (5) being profiled as a lateral support through of a lower support (7).

Industrial furnace according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the radial width of the concrete elements (20, 21) of at least one compensating area is equal to the width of the shape stones (11) of the convex coating layer (13).

Industrial furnace according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the concrete elements (32, 33) have a ligament (34, 35) towards the chamber which comprises at least one concrete anchor. (22, 23) and reaching the metal carrier layer (5).

"Industrial furnace" according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the concrete anchors are flexibly or pivotally made in at least one area adjacent to the metal carrier layer (5) at the perimeter of the interior wall (4 ), and are executed rigidly in the vertical direction.