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Aus einzelnen feuerfesten Steinen bestehender Elektroofendeckel Die Erfindung betrifft einen aus einzelnen feuerfesten Steinen bestehenden Elektroofendeckel, welcher einen im Mittelpunkt liegenden, im Querschnitt ein regelmässiges Sechseck bildenden und von aussen nach innen sich gleichmässig verjüngenden Zentralstein und um diesen Zentralstein angeordnete, diesem in Gestalt und Grösse gleiche, mindestens den mittleren Teil des Deckels bildende Deckelsteine besitzt, wobei alle Steine seitenflächig lückenlos aneinander- liegen.
Das ganze Deckelmauerwerk besteht hierbei aus Steinen eines einzigen Steinformates, welche je sechs gleich grosse und an sich kleine druckaufnehmende Seitenflächen besitzen und daher einseitig nicht druck- überlastet sind, trotzdem aber starke Drücke abfangen und weitergeben können.
Die gleiche Entfernung der druckbelasteten Seitenflächen vom Steinmittelpunkt lässt die Drücke auch gleichmässig von der Masse des Steines aufnehmen, so dass unterschiedliche Druckspannungen im Stein nicht entstehen, was zum Beispiel bei im Querschnitt rechteckigen Steinen der Fall ist.
Die sechseckige Form bewirkt eine gleichmässige Verteilung des in Richtung vom Deckelmittelpunkt nach dem Deckelrand und in konzentrisch zum Deckelmittelpunkt liegenden Linien verlaufenden Ge- wöhlbedruckes. Damit sind die bei Deckelausmauerun- gen mit Steinen andern Formates auftretenden ungleichen Druckspannungen sowohl im ganzen Gewölbe als auch in den einzelnen Steinen völlig beseitigt und die Deckelausmauerungen nach der Erfindung zeigen eine bedeutend längere Haltbarkeit,
weil auch alle durch den schroffen Temperaturwechsel auftretenden zusätzlichen Wärmespannungen ebenso ausgeglichen werden wie die Gewölbedruckspannungen. Dabei ist der im Gewölbe erfolgende Druckausgleich bereits so gross, dass auf den Haltering ein bedeutend geringerer Druck zu lasten kommt als bei den bisher bekannten Ausmauerungen; daher kann der Haltering sowie dessen Verspannung schwächer ausgeführt werden.
Man hat bereits Gewölbe für Siemens-Martin- Öfen aus wabenförmigen, sechseckigen Steinen ausgeführt. Der Zweck war, durchgehende Steinfugen zu vermeiden. Bei solchen Gewölben, die nur Krümmungen in einer Richtung besitzen, treten die Druckspannungen, welche bei Kugelkappen vorhanden sind, nicht auf, vor allem aber fehlen die durch schroffen Temperaturwechsel hervorgerufenen Spannungen im Gewölbe und im Stein, denn die bekannten Gewölbe stehen unter ständiger gleichmässiger Erhitzung, anders als bei Elektroofendeckeln, die nach Höchsterhitzung während der Abdeckung des Ofens beim und nach dem Abheben in schroffster Weise durch die Luft abgekühlt werden.
Die Elektrodenöffnungen können in die Ausmauerungen des Deckels nach der Erfindung so eingesetzt werden, dass sie den vorhandenen Spannungsausgleich im Deckel nicht behindern. Dies geschieht zweckmässig dadurch, dass jede Elektrodenöffnung von Passsteinen umschlossen wird, die mit einer Seitenfläche die Elektrodenöffnung umgrenzen; das dieser Seite gegenüberliegende Steinende legt sich mit den Seitenflächen lückenlos an die Deckelsteine. Die an die Deckelsteine anliegenden Enden der Passsteine greifen somit in die durch die Deckelsteine gebildeten Zacken ein. Sie bekommen dadurch nicht nur einen Halt gegen Verschiebung, sondern fügen sich in das gesamte Druckausgleichsystem des Deckels ein.
Damit- liegen die Elektrodenumrandungen in gleichen Spannungen wie die Deckelsteine und erleiden keine Verschiebung oder einseitige Druckbelastung, die sich sonst bei den üblichen Deckelausmauerungen und Elektrodenumrandungen bis zu einer
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wesentlichen und dann sehr nachteiligen Verschiebung der Elektroden auswirkt.
Die Elektrodenöffnungen werden ferner mit Vorteil so in die Ausmauerung des Deckels gelegt, dass zwischen den die Elektrodenöffnung bildenden Pass- steinen mindestens eine vom Zentralstein bis zum Deckelrand reichende Steinreihe liegt, die aus in dieser Richtung immer seitenflächig aneinanderliegenden Deckelsteinen gebildet wird. Diese Steinreihen bilden dabei vom Zentralstein bis zum Deckelrand reichende Druckglieder. Die Steine liegen mit zur radialen Richtung senkrecht stehenden Seitenflächen aneinander und haben demnach eine grosse Druckfläche.
Diese Steinreihen können aus Steinen gebildet sein, die höher sind als die Deckelsteine. Es entstehen dann über der Deckelfläche liegende Rippen, die sowohl eine bessere Kühlung (durch vermehrte Abstrahlung) herbeiführen als auch insbesondere Gurte ergeben, welche die Druckkräfte ordnen, indem sich seitliche Drücke an dem aus mehreren solcher Rippen gebildeten Druckgerüst (Traggerüst) des Deckels anlegen. Die Rippen sind besonders vorteilhaft bei grossen Deckeln und grossen Elektroden- öffnungen anzuwenden.
Die seitlichen Druckkräfte im Deckel können ebenfalls in Rippen aufgefangen werden, die konzentrisch um den Zentralstein liegen. Solche Rippen zeigen die Form regelmässiger Sechsecke. Sie bringen einen Ausgleich des Druckes, verbunden mit einer erhöhten Wärmeabstrahlung. Dabei können zwecks besserer Verteilung der Druckkräfte noch Rippen zwischen den sechseckigen konzentrischen Lagen gesetzt werden, die dann eine besonders vorteilhafte Abstützung ergeben, wenn die Eckpunkte der Sechsecke mit solchen Rippenreihen verbunden werden.
Für den Anschluss der sechseckigen Deckelsteine an den Haltering werden zweckmässig Passsteine verwendet, die mit einer Seite dicht an dem Ring bzw. an den Widerlagersteinen anliegen und mit dem dieser Seite gegenüberliegenden Ende seitenflächig an den Deckelsteinen lückenlos anliegen. Dadurch nehmen diese Passsteine von allen Flächen der Randdeckelsteine den Gewölbedruck auf, und dieser wird gleichmässig auf den Haltering übertragen.
Der Ausdruck lückenlos, der wiederholt gebraucht wird, sagt, dass die Steine immer mit Flächen anein- anderliegen und niemals eine Ecke eines Steines an einer Fläche eines benachbarten Steines anliegt. Im letzteren Falle würden sich Lücken zwischen einzelnen Steinen ergeben. Solche sollen aber in der ganzen Deckelausmauerung, sowohl in der Decke an sich als auch beim Anschluss der Elektrodenum- fassungen an die Deckelsteine und beim Anschluss der Deckelsteine an den Haltering bzw. an das Widerlager nicht vorhanden sein.
Der durch die Sechseckform bewirkte, nach sechs Richtungen geleitete Druckausgleich ergibt eine für die Praxis besonders vorteilhafte Ausmauerung. Eine Deckelausmauerung, welche alle oder einen grossen Teil der hier gebrachten Massnahmen enthält, weist vor allem Stabilität in sich auf. Es treten Verwerfungen, insbesondere ein Emporheben der frisch eingemauerten Kugelkappe, nicht ein.
In der Zeichnung' ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen aus einzelnen feuerfesten Steinen bestehenden Elektroofendeckel, und Fig.2 einen senkrechten Mittelschnitt durch diesen Elektroofendeckel.
An dem Deckblhaltering 1 liegen die Widerlager- steine 2. An diese schliesst sich in Form einer Kugelkappe die eigentliche Ausmauerung 3 an. Diese besteht aus dem Zentralstein 4 und den übrigen Deckelsteinen 5. Zentralstein 4 und Deckelstein 5 sind im Querschnitt regelmässig sechseckig, und sie verjüngen sich in der Höhe von aussen nach innen gleichmässig entsprechend den Kugelkappenradien. Ausserdem sind Zentralstein 4 und Deckelsteine 5 in Gestalt und Grösse gleich. An den im Mittelpunkt der Kugelkappe liegenden Zentralstein 4 legen sich die gleich grossen Deckelsteine 5 seitenflächig an. Der Zentralstein 4 ist von einer ersten Lage Deckelsteine 5 (5a, 5b, 5c, 5d, 5e 5f) umrundet.
Weitere Deckelsteine 5 (5g, 5h, 5i, 5k, 51, 5m usw.) schliessen sich an die erste Umrundung des Zentralsteines 4 bis zum Deckelrand an.
Vom Zentralstein 4, der als überhöhter Stein ausgebildet ist, gehen aus überhöhten Deckelsteinen gebildete Rippen 6, 7, 8 bis zum Deckelrand. An diesen schliessen die Rippen 9, 10, 11, 12, 13, 14 an, die ein Sechseck bilden. Ein solches aus Rippen gebildetes Sechseck 15, 16, 17, 18, 19, 20 liegt zwischen dem Sechseck 9, 10, 11, 12, 13, 14 und dem Zentralstein 4. Die Ecken des äussern Sechseckes 9, 10, 11, 12, 13, 14 sind mit den Ecken des innern Sechseckes 15, 16, 17, 18, 19, 20 durch die Rippen 6, 7, 8, und 21, 22, 23 verbunden.
Die Elektrodenöffnungen werden von den Pass- steinen 32 und 33 umrandet. Diese Steine schliessen sich mit den Seitenflächen 24, 25, 26 bzw. 27, 28 an die uniliegenden Deckelsteine 5 an. 29 sind die Pass- steine für den Anschluss des Deckels 3 an das Widerlager 2. Mit den Seitenflächen 30, 31 liegen sie in dem Verband der Deckelsteine 5. Die Länge der Pass- steine 29 wird auf der Baustelle durch Behauen angepasst, wenn man nicht vorgeformte Steine verwenden will.
Die Mittelpunkte der Elektrodenöffnungen liegen jeweils in den durch den Zentralstein 4 und den Rippen 6, 7, 15, 16 bzw. 6, 8, 17, 18 bzw. 7, 8, 19, 20 gebildeten Feldern.
Die Ausmauerung kann aus beliebigen Arten feuerfesten Steinen bestehen, wenn sie nur insbesondere den Anforderungen auf Druckfeuerbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit entsprechen. So können Silika-, Magnesit-, Magnesit-Chromerz- steine usw. verwendet werden.
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