DD284964A5 - Feuerfeststein - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Feuerfeststein. An der Spuelkante einer Schmelzwanne werden Feuerfeststeine verwendet, die einen L-foermigen Querschnitt aufweisen und deren einer Schenkel rechtwinklig zur Schmelze angeordnet ist. Zur Erhoehung der Standzeit dieser Feuerfeststeine in einem Schmelzofen und Verringerung des Bedarfs an Zustellmitteln wird der Raum zwischen den L-Schenkeln mit einem hitzebestaendigen Material ausgefuellt, das mit dem Feuerfeststein fest verbunden ist und an mindestens seiner der Schmelze zugewandten Beruehrungsflaeche mit Kuehlkanaelen versehen ist. Die Beruehrungsflaechen zwischen den L-Schenkeln und der Ausfuellung koennen entsprechend den konkreten Anwendungs- und technologischen Bedingungen unterschiedlich gestaltet und angeordnet sein. Fig. 1{Feuerfeststein; Querschnitt, L-foermig; Schenkel; Schmelze; Schmelzofenwaende; Ausfuellung, hitzebestaendig; Beruehrungsflaechen, geformt, Kuehlkanaele}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuerfeststein mit L-förmJgem Querschnitt zum Zustellen in Schmelzöfen, insbesondere von Glasschmelzöfen. Ein Schenkel des Feuerfeststeins ist parallel und benachbart und der andere Schenkel rechtwinklig zur Schmelze, zum Innenraum des jeweiligen Schmelzofens angeordnet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekanntlich ist die Ofenwandung an der Spülkante eines Schmelzofens starken Korrosionen ausgesetzt, die durch verschiedene Maßnahmen verringert werden können. So ist es bekannt, besonders korrosionsfestes Material einzusetzen und dieses gegebenenfalls an seiner Rückseite zu kühlen, siehe ABC Glas, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 1983, Seite 226. Auch werden Bleche aus hochschmelzendem Material oder andere Einbauten zur Minderung der Korrosion an der Dreiphasengrenze zwischen Atmosphäre, Feuerfestmaterial und Schmelze eingesetzt, siehe DD-PS 240 538, die allerdings den Materialeinsatz erheblich erhöhen und verteuern. Aus dem SU-Urheberschein 992433 ist die Verwendung von Feuerfeststeinen mit L-förmigem Querschnitt bekannt, die von hinten gekühlt werden und von denen jeweils eine neue Lage hinterstellt wird, sobald die vertikalen Schenkel der alten Lage zu starke Korrosionserscheinungen zeigen. Abgesehen davon, daß das dabei benutzte Kühlungsverfahren im Hinblick auf die Wärmerückgewinnung wenig effektiv ist, sind dem Verfahren der Hinterstellung der L-Steine zur Erneuerung der Spülkante aus Platzgründen Grenzen gesetzt, und es werden die besonders stark beanspruchten horizontalen Fugen in der Nähe der Spülkante nicht vermieden.

Schließlich ist aus der DD-PS 240538 eine Ofenbeckenwand für Schmelzöfen bekannt, deren Rand in der Umgebung der Spülkante aus mit Kühlsystemen versehenen Steinen besteht. Abgesehen davon, daß diese Steine technologisch schwierig herstellbar sind, hat ihre Anwendung das Entstehen einer unerwünschten Horizontalfuge zur Folge, die zur Vermeidung verstärkter Korrosionen mit einer zusätzlichen Feuerfestschicht zugestellt werden muß.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung soll ein kühlbarer Feuerfeststein geschaffen werden, der technologisch einfach herstellbar, dessen Anwendung mit einem geringen Materialaufwand verbunden ist und der standzeitverlängernd für einen Schmelzofen wirkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Feuerfeststein zu schaffen, der Horizontalfugen vermeidet, hierzu keiner zusätzlichen Zustellmittel bedarf und die Voraussetzungen für in vertikaler Richtung durchgehende Wandelemente in Schmelzwannen schafft.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, daß der Feuerfeststein zwischen den L-Schenkeln eine Ausfüllung aus hitzebeständigem Material besitzt, die mitdem Feuerfestmaterial fest verbunden ist und mindestens an ihrer der Schmelze am nächsten liegenden Fläche Kühleinrichtungen, z.B. Kühlkanäle, aufweist. Die Proportionen der L-Schenkel sind dem jeweiligen Verwendungsfall angepaßt und sind im günstigsten Fall so gewählt, daß der jeweilige Feuerfeststein über die gesamte Höhe des Ofenbeckens und die Ofenwandung im Bereich der Spülkante ausreichend gekühlt wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn sich zwischen der Füllung und dem rechtwinklig zur Schmelze angeordneten L-Schenkel mindestens eine feder- oder stiftartige Verbindung befindet. Eine andere günstige Verbindung zwischen der Füllung und dem rechtwinklig zur Schmelze angeordneten L-Schenkel kann stufen- oder zahnartig gestaltet sein. Dadurch ist eine feste Verbindung zwischen der Füllung und dem Feuerfeststein möglich, auch wenn die Füllung als fertiger Formstein mit oder ohne Vermörtelung nachträglich mit dem Feuerfestein in Verbindung gebracht wird. Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der die Ausfüllung mit mechanischen Mitteln, z. B. Federn, vor allen Dingen gegen den Schenkel des L gedrückt werden, der rechtwinklig zur Schmelze gerichtet ist.

Die Stabilität des Sitzes der Ausfüllung zwischen den L-Schenkeln wird verbessert, wenn die benachbarten Ebenen von Füllung und rechtwinklig zur Schmelze angeordnetem L-Schenkel und/oder von Füllung und parallel zur Schmelze angeordnetem L-Schenkel zur Schmelze hin fallend geneigt sind, so daß sich der rechtwinklig zur Schmelze gerichtete Schenkel zur Schmelze hin und/oder der parallel zur Schmelze gerichtete Schenkel nach oben hin verjüngt. Dabei wird das Gewicht der Ausfüllung zur Stützung des parallel zur Schmelze gerichteten L-Schenkels benutzt. Diese Wirkung wird noch dadurch erhöht, daß die Neigung der Füllungsebene geringer gehalten wird als die Neigung der ihr benachbarten Ebene des rechtwinklig zur Schmelze angeordneten L-Schenkels, daß also infolge des Neigungsunterschiedes zwischen beiden Ebenen ein keilförmiger Spalt entsteht, dessen Keilwinkel sich am freien Ende des rechtwinklig zur Schmelze gerichteten L-Schenkels befindet und der zumindest teilweise ausgefüllt sein kann. Zur Erhöhung der Bruchfestigkeit ist es günstig, wenn der parallel zur Schmelze gerichtete Schenkel am unteren Ende eine größere Breite hat als am oberen Ende.

Zur Vervollständigung der Kühlwirkung können Kühlkanäle dienen, die an der Seite der Ausfüllung angeordnet sind, die dem rechtwinklig zur Schmelze gerichteten L-Schenkel benachbart liegt. Im Sinne der Vereinfachung der Herstellung besitzt der Feuerfeststein an seinen rechtwinklig zur Schmelze gerichteten Seitenflächen in Höhe der Füllung Platten, die die Füllung zwischen sich einschließen, so daß also die Füllungen zweier nebeneinander gesetzter Steine sich nicht berühren. Das kann von Vorteil sein, wenn die Ausfüllung eine geringere chemische oder Hitzebeständigkeit als der Feuerfeststein besitzt bzw. als sie für den Feuerfeststein erforderlich ist. Beispielsweise kann der Feuerfeststein aus schmelzgegossenem Material und die Ausfüllung aus Feuerbeton oder Mörtel bestehen.

Bisher war davon ausgegangen worden, daß die Berührungsflächen von Ausfüllung und parallel zur Schmelze gerichtetem L-Schenkel Ebenen sind. Es ist jedoch auch möglich, dieser Berührungsfläche in der Nähe der Spülkante gekrümmt derart zu gestalten, daß die Wirkrichtungen von thermisch bedingter Korrosion und Kühlung entgegengesetzt gleich und auf dieser gekrümmten Fläche rechtwinklig stehen.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand der sechs Ausführungsbeispiele enthaltenden schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine erstes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2: den Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem der L-Schenkel rechtwinklig zur Schmelze stufenförmig

ausgebildet ist; Fig.3: den Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels, bei dem die benachbarten Flächen von L-Schenkel und Ausfüllung

unterschiedliche Neigungen haben; Fig.4: den Querschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels, mit einer Bolzenverbindung zwischen dem L-förmigen

Feuerfeststein und seiner Ausfüllung; Fig. 5: den Querschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels mit einer Feder-Nut-Verbindung zwischen dem Feuerfeststein und

seiner Ausfüllung und Fig.6: den Querschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels mit einer Sägezahnverbindung zwischen dem Feuerfeststein und seiner Ausfüllung.

In Fig. 1 besitzt ein L-förmiger Feuerfeststein 1 zwei eingesetzte Wangen 2; 3, zwischen denen sich eine gegossene Ausfüllung 4 befindet, die gleichfalls den Zwischenraum 5 zwischen den L-Schenkeln 6; 7 ausfüllt. Die Berührungsflächen der L-Schenkel mit der Ausfüllung 4 sind Ebenen 8; 9, von denen die Ebene 8 und die Ebene 9 oben zur Schmelze 10 hin fallend geneigt sind. An der Ebene 8 weist die Ausfüllung 4 ein Kanalsystem 11 für ein Kühlmittel 12 auf, das durch eine Zuleitung 13 in das Kanalsystem 11 einströmt und es im erwärmten Zustand durch eine Ableitung 14 verläßt. Infolge der Neigung der Ebenen 8 und 9 zur Schmelze 10 hin besitzt die Ausfüllung 4 ein Drehmoment, durch das der Schenkel 6 eine dem Druck der Schmelze 10 im

Ofenraum entgegenwirkende Abstützung erfährt. Ausfüllung 4 und Feuerfeststein 1 sind untereinander vermörtelt. Der Feuerfeststein 1 erfährt durch das Kühlmittel 12 im Kanalsystem 11 an der Dreiphasengrenze 15 eine der Korrosion entgegenwirkende Kühlung.

In Fig. 2 weist der Feuerfeststein 1 mit den Schenkeln 6; 7 die Ausfüllung 4 auf, die entlang der zur Schmelze 10 hin geneigten Berührungsebene 8 zum parallel zur Schmelze 10 gerichteten Schenkel 6 eine spaltförmige Ausnehmung 16 für das Kühlmittel und in ihrer gemeinsamen Berührungsfläche 9 zum rechtwinklig zur Schmelze 10 gerichteten Schenkel 7 eine Stufe 17 besitzt. Die Schiefe der Berührungsebene 8 und der Stufe 17 bewirken wieder die Abstützung des Schenkels 6. Außerdem verhindert die Stufe 17 ein Verrutschen der Ausfüllung 4 entlang der Berührungsfläche 9 von der Schmelze 10 weg. Der mit nicht dargestellten Zu- und Ableitungen versehene Kühlspalt 16 sichert eine wirkungsvolle Kühlung des Schenkels 6 in der Nähe der Spülkante. Die Berührungsfläche 9 kann auch mit Stufen versehen sein, die im wesentlichen rechtwinklig zur Stufe 17 gerichtet sind, so daß die Ausfüllung 4 an einem Verrutschen nicht nur parallel, sondern auch rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 2 gehindert wird. In diesem Fall können die Wangen 2; 3 der Fig. 1 entfallen und die Ausfüllung 4 kann als Formstein ausgebildet sein. In Fig. 3 sind die Berührungsflächen 8; 9 zwischen den Schenkeln 6; 7 des L-förmigen Feuerfeststeines 1 und seiner Ausfüllung 4 wieder zur Schmelze 10 hin fallend geneigt. Jedoch ist die der Berührungsfläche 9 benachbart angeordnete Fläche 18 der Ausfüllung 4 weniger geneigt als die Fläche 9, so daß sich ein Drehmoment einstellt, das die Druckwirkung der Ausfüllung 4 auf den Schenkel 6 erhöht. Der Kühlung dient das Kanalsystem 11.

Bisher wurde angenommen, daß der Feuerfeststein 1 über die gesamte Höhe einer nicht dargestellten Ofenwand reicht. Dabei würde der rechtwinklig zur Schmelze 10 gerichtete Schenkel 7 eine unverhältnismäßig große Dicke gegenüber dem Schenkel 6 haben. Es ist aber auch möglich, die Wand eines Schmelzofens mit mindestens zwei Feuerfeststeinen 1; 19 übereinander zuzustellen, wie es Fig.4 zeigt, und den oberen, von der Spülkante 15 benetzten Feuerfeststein 1 L-förmig zu gestalten. In diesem Fall sind die Berührungsflächen 8; 9 von Ausfüllung 4 und Schenkeln 6; 7 parallel und rechtwinklig zur Schmelze gerichtet, so daß das Stützmoment der Ausfüllung 4 mit Hilfe einer sich an einem ohnehin vorhandenen, teilweise dargestellten Stützgerüst 20 abstützenden, federnden Strebe 21 erzeugt wird.

Ein Verrutschen der Ausfüllung4 gegenüber dem Stein 1 wird durch Bolzen 22 verhindert, die entlang der Berührungsebene 9 in beide eingelassen sind. Der Kühlung des Schenkels 6 und einer zwischen den Steinen 1 und 19 befindlichen Horizontalfuge 23 dient das Kanalsystem 11, das nicht nur an der Berührungsfläche 8, sondern auch an dem der Schmelze zugewandten Teil der Berührungsfläche 9 angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt wieder den L-förmigen Feuerfeststein 1 mit der Ausfüllung 4 und den zwischen ihnen bestehenden Berührungsflächen 8; 9, von denen die Fläche 8 als oben zur Schmelze 10 hin geneigte Ebene ausgebildet und die Fläche 9 mit Nut 24 in der Ausfüllung und Feder 25 im Schenkel 7 versehen ist. Kühlkanäle 11 befinden sich in der Ausfüllung 4 entlang der Ebene 8. Die geneigte Ebene 8 sorgt für ein hinreichendes Stützmoment der Ausfüllung 4 bezüglich des Schenkels 6. Durch Nut 24 und Feder 25 wird dabei ein Verrutschen der Ausfüllung 4 entlang der Fläche 9, rechtwinklig zur Schmelze 10 verhindert. Die Kühlkanäle 11 reduzieren die Korrosion des Schenkels 6 durch die Schmelze 10 an der Spielkante 15.

In Fig.6 ist die Berührungsfläche 8 vom Feuerfeststein 1 und Ausfüllung 4 sowie die Anordnung der Kühlkanäle 11 analog zu einer an der Spülkante erwarteten Korrosionsfigur 26 ausgebildet. Dabei sind die Kühlkanäle im unmittelbaren Bereich der Korrosionsfigur 26 dichter gelegt als in den Randbereichen der Berührungsfläche 8. Die Berührungsfläche 9 ist mit einer Verzahnung 27 versehen, die ein Verrutschen der Ausfüllung 4 rechtwinklig zur Schmelze 10 verhindert. Ein auf den Schenkel 6 wirkendes hinreichend großes Stützmoment wird durch eine gegen die Ausfüllung 4 und das Stützgerüst 20 sich abstützende Strebe 28 ausgeübt.

Die Erfindung erschöpft sich nicht in den dargestellten Ausführungsbeispielen. Durch die geeignete Kombination einzelner Merkmale aus den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind weitere Lösungen möglich.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   1. Feuerfeststein mit L-förmigem Querschnitt zum Zustellen von Schmelzofenwänden, dessen einer L-Schenkel parallel und benachbart zur Schmelze und dessen anderer L-Schenkel rechtwinklig zur Schmelze angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Ausfüllung aus hitzebeständigem Material ein Raum zwischen den L-Schenkeln, die mit dem Feuerfeststein fest verbunden ist und mindestens an ihrer der Schmelze am nächsten liegenden Fläche Kühlkanäle aufweist.
2. 2. Feuerfeststein gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine zwischen der Füllung und dem rechtwinklig zur Schmelze angeordneten L-Schenkel befindliche feder- oder stiftartige Verbindung.
3. 3. Feuerfeststein gemäß Anspruch !,gekennzeichnet durch eine stufen-oder zahnartige Verbindung zwischen der Füllung und dem rechtwinklig zur Schmelze angeordneten L-Schenkel.
4. 4. Feuerfeststein gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die benachbarten Ebenen von Füllung und rechtwinklig zur Schmelze angeordnetem L-Schenkel zur Schmelze hin fallend geneigt sind.
5. 5. Feuerfeststein gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Neigung der Füllungsebene geringer ist als die Neigung der ihr benachbarten Ebene des rechtwinklig zur Schmelze angeordneten L-Schenkels.
6. 6. Feuerfeststein gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Berührungsebene von Füllung und parallel zur Schmelze gerichtetem L-Schenkel oben zur Schmelze hin geneigt ist.
7. 7. Feuerfeststein gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Füllung gegen die L-Schenkel drückende Stützmittel, die an den freien, den L-Schenkeln gegenüberliegenden Flächen der Füllung angreifen.
8. 8. Feuerfeststein gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4; 6; 7, gekennzeichnet durch Kühlkanäle an der Seite der Füllung, die dem rechtwinklig zur Schmelze gerichteten L-Schenkel benachbart liegt.
9. 9. Feuerfeststein gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß er an seinen rechtwinklig zur Schmelze gerichteten Seitenflächen in Höhe der Füllung Wangen aufweist, die die Füllung zwischen sich einschließen.
10. 10. Feuerfeststein gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die gemeinsame Berührungsfläche von parallel zur Schmelze gerichtetem L-Schenkel und Ausfüllung im Bereich der Spülkante entsprechend der dort erwarteten Korrosionsfigur im L-Schenkel ausgebildet ist.