DE102012006582A1

DE102012006582A1 - Schaumisolierung für Behälterwandelemente

Info

Publication number: DE102012006582A1
Application number: DE102012006582A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2032-03-31
Also published as: WO2013143712A1; EP2831006A1; CN104540788A; DE102012006582B4; CA2909132A1; US20150329286A1

Abstract

Isolierung für Behälterwandelement, eine Behälterwand eines Großbehälters einer thermischen Anlage ein solches Element verwendend und Verfahren zur Verwendung eines solchen Behälterwandelements in einer Behälterwand, wobei das Behälterwandelement ein feuerfestes Material und ein thermisch isolierendes Material, sowie gegebenen Falls eine Zwischenschicht umfasst. In das thermisch isolierende Material kann zumindest eine Befestigung eingebracht sein. Das thermisch isolierende Material kann aus einem Glas- oder Metallschaum gebildet sein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Isolierung von Großbehältern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Isolierung von Behälterwandelementen für Großbehälter und der Einsatz dieser Behälterwandelemente in einer Behälterwandung eines Großbehälters.
Bisherige Großbehälter – darunter sind zu verstehen, Anlagen im Bereich der Schmelztechnik, beispielsweise beim Glasschmelzen – sind Ofenanlagen oder Förderstrecken der Schmelze, die aus ausgewählten feuerfesten Baustoffen aufgebaut sind. Im einfachsten Fall bestehen sie im Wesentlichen aus einer Bodenplatte, den Seitenwänden und dem Gewölbe. Diese Baugruppen umschließen gemeinsam im Wesentlichen den Ofeninnenraum/Schmelzraum und somit die Schmelze oder im Fall von thermischen Anlagen, den Brennraum oder die Brennstrecke.
Die Erfindung kann auf alle Arten von Großgefäßen wie Schmelzöfen, Wannen, Häfen, etc. angewandt werden, sowie für alle schmelzbaren Materialien, wie beispielsweise Glasschmelzen, Metallschmelzen, Mineralschmelzen, etc., sowie für Einstoffschmelzen, für Mehrstoffschmelzen, Mehschichtschmelzen, Schmelzgemische, etc.; nachfolgend, vorheriges gemeinsam zusammen gefasst, vereinfacht als Schmelzofen bzw. Schmelze bezeichnet. Ebenso kann die Erfindung für andere thermische Anlagen, wie beispielsweise in Kraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen verwendet werden bei denen das thermisch zu bearbeitende Gut von einer Isolierung bzw. Behälterwand zumindest teilweise eingeschlossen ist. Jedoch kann die Erfindung ebenso bei der Isolierung von Großgefäßen von sehr kalten Prozessen angewendet werden.
Mit der Bezeichnung Behälterwandelemente, die in aller Regel Steine sind, werden die die Schmelze oder das Schmelzgut mittelbar oder unmittelbar umgebenden Bauteile des Schmelzofens bezeichnet, vorzugsweise die feuerfesten Bauteile oder Steine. Dies bedeutet beispielsweise im Fall eines Schmelzofens, diejenigen die Schmelze oder einen Oberofen direkt umgebenden, oder im Fall von mehreren hintereinander befindlichen Schichten von Bauteilen, auch die dahinter liegenden Bauteile.
Im Anwendungsfalle eines Glasschmelzofens unterliegt der gesamte Glasschmelzofen einer Abnutzung (Korrosion/Erosion) und hat daher eine begrenzte Lebensdauer, die sogenannte Ofenreise. Eine Reparatur verschlissener Bauteile bzw. der Behälterwandelemente ohne Abschalten und Abtempern, ist nur bedingt möglich und verlängert die Ofenreise des Schmelzofens nur unwesentlich. Nach wenigen Jahren muss der gesamte Schmelzofen im Wesentlichen vollständig und kostenintensiv erneuert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Isolierung für eine längere Ofenreise bereitzustellen und/oder eine Diffusion von Gasen oder Flüssigkeiten zu reduzieren bzw. zu eliminieren, wobei die Isolierung flexibel gehaltert werden soll.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung bzw. einem Verfahren gemäß der Merkmale der beigefügten unabhängigen Ansprüche erreicht.
Vorgesehen sind dabei Behälterwandelemente, die aus einem feuerfesten Material geformt sind, wobei das feuerfeste Material fest an zumindest einer Seite mit einem thermisch isolierenden Material verbunden ist. Eine Behälterwandung des feuerfesten Materials zusammen mit einem thermisch isolierenden Material mindert den Wärmeverlust durch eine Wandung des Schmelzofens hindurch. Bei einem Einsatz der Erfindung im Kältebereich mindert eine so aufgebaute Behälterwand entsprechend einen Kälteverlust. Beide Male wird vorteilhafter Weise der Energieverbrauch reduziert. Indem man das feuerfeste Material des Behälterwandelementes aber gleichzeitig mit einer fest damit verbundenen Isolierung versieht, wird auch die Handhabung beim Aufbau eines Behälters entsprechend erleichtert. Die Behälterwandelemente können als Wandung in den Seitenwänden, im Boden, als Zwischenwände oder auch im Deckel zum Einsatz kommen.
Das thermisch isolierende Material kann jedes für diesen Zweck geeignete Material sein. Weiterhin kann das isolierende Material die Eigenschaft haben gasdiffusionsdicht zu sein. Auch kann das isolierende Material eine solche mechanische Festigkeit aufweisen, dass zumindest eine Befestigung in das isolierende Material eingebracht werden kann. Gegensätzlich kann dabei die zumindest eine Befestigung durch eine mechanisch widerstandsfeste, zwischengeschaltete Struktur mit dem feuerfesten Material verbunden sein und das feuerfeste Material durch ein mechanisch kaum oder nicht belastbares thermisch isolierendes Material isoliert werden. Ein bevorzugtes thermisch isolierendes Material stellen insbesondere Glas- oder Metallschäume dar. Diese Schäume können direkt an dem feuerfesten Material bereitgestellt werden bzw. auf dieses aufgebracht werden.
Die zumindest eine Befestigung kann beim Aufbringen des thermisch isolierenden Materials entweder in das schon bestehende thermisch isolierende Material eingebracht werden oder das thermisch isolierende Material kann um die zumindest eine Befestigung herum erzeugt werden. Auch ist es denkbar, dass das thermisch isolierende Material selbst die zumindest eine Befestigung ausformt, z. B. als Formelement für eine formschlüssige Verbindung. Die zumindest eine Befestigung kann von jeglicher geeigneten Gestalt sein und umfasst z. B. Gewindebolzen oder Formelemente, um eine Beweglichkeit des Behälterwandelements zu steigern, wie z. B. einen Kugelkopf. Die zumindest eine Befestigung kann in dem thermisch isolierenden Material kraft-, form-, oder stoffschlüssig verankert sein. Die zumindest eine Befestigung kann zur Halterung und Vorschubübertragung des Behälterwandelements bei einem Schmelzofen mit durchschiebbaren Wänden wie in EP 2011001574 offenbart dienen. Die Befestigung kann auch direkt in das feuerfeste Material eingebracht werden und dann das thermisch isolierende Material durchdringen. Grundsätzlich sind alle Befestigungen für die Erfindung geeignet, welche es erlauben Kräfte und/oder Momente in ein Behälterwandelement ein- bzw. auszuleiten.
Im Falle der Verwendung eines Schaumes als thermisch isolierendes Material kann die zumindest eine Befestigung in den Schaum bei dessen Erzeugung auf dem feuerfesten Material in den Schaum eingewachsen lassen werden. Hierbei kann es zweckmäßig sein, dass die zumindest eine Befestigung Verankerungen aufweist, welche dann in das thermisch isolierende Material miteinwachsen, d. h. der Schaum wird auf dem feuerfesten Material so geschäumt, dass die Befestigungen in den Schaum ”einwachsen”. Eine ausreichende mechanische Festigkeit des thermisch isolierenden Materials vorausgesetzt kann z. B. ein Gewinde in dem thermisch isolierenden Material ggf. unter Zwischenschaltung eines Einsatzgewindes bereitgestellt werden.
Es ist ebenso möglich, dass das thermisch isolierende Material auf das feuerfeste Material 1 bereits als festes Element – mit oder ohne Befestigungen – aufzubringen. Hierbei ist es möglich, dass das thermisch isolierende Material sich bereits in der gewünschten Form für das zu gießenden schmelzgegossenen feuerfesten Materials befindet und die beiden Materialien nur noch gefügt werden.
Zwischen dem thermisch isolierenden Material und dem feuerfesten Material kann eine Zwischenschicht vorhanden sein. Diese Zwischenschicht kann bei dem direkten Aufbringen des thermisch isolierenden Materials auf das feuerfeste Material entstehen z. B. eine Glasschicht bei Glasschaum. Ebenfalls kann eine separate Schicht aufgebracht werden um z. B. das feuerfeste Material mit dem thermisch isolierenden Material zu verbinden und/oder abzudichten. Die Zwischenschicht kann die Dichtigkeit hinsichtlich einer Gasdiffusion durch die verschiedenen Schichten erhöhen oder erst bereitstellen.
Die einzelnen Schichten des Behälterwandelements können eine unterschiedliche Erstreckung aufweisen, sodass benachbarte Behälterwandelemente ineinander eingreifen können bzw. einander bereichsweise überlappen können. Die Überlappung kann einen positiven Einfluss auf die Stabilität und Dichtigkeit eines Verbundes aus Behälterwandelementen haben. Die einzelnen das Behälterwandelement aufbauenden Schichten können unterschiedliche Starken aufweisen.
Die einzelnen Schichten des Behälterwandelements können Kanäle und/oder Anschlüsse zur Durchleitung eines Mediums aufweisen. Vermittels der Kanäle und/oder Anschlüsse kann das jeweilige Behälterwandelement zusätzlich gekühlt oder aufgeheizt werden. Dies kann beim Abkühlen oder Aufheizen der Gesamtanlage vorteilhaft sein. Insbesondere kann durch die Kanäle flüssiges Material aus dem Schmelzprozess selbst oder aus einem anderen bzw. vorgelagerten Prozess geleitet werden (z. B. flüssiges Glas, flüssiges Metall). Dieses Material kann ganz oder teilweise die Energie für den Schmelzprozess einbringen. Die Kanäle in den einzelnen Behälterwandelementen können z. B. über ein in den Behälterwandelementen ausgeformtes Muffensystem miteinander verbunden sein.
Bei einem solchen Muffensystem ist ein Ende des im Behälterwandelement enthaltenen Kanals als Muffe ausgeführt und das andere Ende als Ansatz verlängert, wobei dieser Ansatz in die Muffe des folgenden Behälterwandelements passt. Die Verbindung zwischen den Behälterwandelementen muss so ausgeführt sein, dass sie auch bei einer unterschiedlichen Ausrichtung von angrenzenden Behälterwandelementen bzw. der Einstellung eines Verbundes von Behälterwandelementen die Dichtigkeit der Kanalverbindung zwischen den Behälterwandelementen sicherstellt. Hier können geeignete Dichtungen, eine geeignete Geometrie der Muffenverbindung (z. B. Kugel/Pfannenform) oder flexible Bauteile wie ein Balg oder Gelenk zum Einsatz kommen. Die Muffenbereiche der Behälterwandelemente können zusätzlich noch mit Sensoren ausgerüstet werden, um z. B. Temperatur- und Druckverhältnisse an den Verbindungsstellen zu detektieren und diese Daten in der Steuerung/Regelung der Gesamtanlage zu verwenden.
Die Verbindung der Kanäle einzelner Behälterwandelemente kann auch stumpf erfolgen, wobei geeignete Dichtungen, ggf. mit Sensoren, zwischen die Behälterwandelemente gelegt werden. Es ist ebenfalls möglich die Kanäle stumpf miteinander zu verbinden, indem ein ausreichender Druck auf die Behälterwandelemente aufgebracht wird und so die Dichtigkeit hergestellt wird. Die Dichtungen können als Druckelemente ausgeführt sein. Die Kanäle können derart sein, dass durch ein Verschieben von einzelnen Elementen eine Regelfunktion eintritt z. B. durch ein zumindest teilweise versetztes Schieben werden andere Kanäle geöffnet, hierbei kann wiederum ein weiterströmendes Medium in mehrere oder andere Kanäle – auch von benachbarten Bauteilen übergeleitet – um- bzw. weitergeleitet werden. Ebenso ist eine Drosselung der Fließgeschwindigkeit durch einen gezielten Versatz, welcher den Durchlasskanal an dieser Stelle verjüngt denkbar. Dieses System lässt sich z. B. zum Steuern/Regeln der Energiezufuhr in der Schmelze verwenden, ebenso wie zur Abgabe von Wärme (Energie) von vorgelagerten Prozessen um durch ein Management von mehreren, zumindest zweier, nacheinander folgender Prozesse die Prozesswärme, zumindest zeitweise weitergeleitet wird, um hierdurch einen anderen energetisch zumindest zu unterstützen. Dieses ist ebenso parallel denkbar wie in jeder Kombination hieraus. Gleiches wie für das Erwärmen gilt auch für die Abkühlung.
Die Behälterwandelemente können mit Sensoren versehen sein, welche z. B. Druck- und Temperaturverhältnisse und möglicherweise weitere (Mess-)Daten in Bezug auf das Behälterwandelement aufnehmen. Die gewonnenen Daten können vorteilhafterweise bei der Steuerung/Regelung der Gesamtanlage verwendet werden. Dabei können die Sensoren in oder an sowohl dem thermisch isolierenden Material als auch dem feuerfesten Material oder auch der Zwischenschicht angeordnet sein. Die Sensoren können ebenfalls in die thermisch isolierende Schicht der Behälterwandelemente eingewachsen lassen werden. Es kann sich dabei um Verschleißsensoren handeln, die bei Erreichung eines vorgegebenen Parameters auslösen verloren sind oder um Sensoren, deren Meßwerte abgefragt werden können.
Vorteilhafterweise kann eine Behälterwandung, z. B. eine Seitenwand, im Wesentlichen aus einer Vielzahl von den Behälterwandelementen aufgebaut sein, welche beweglich in Bezug aufeinander und deren Position im Raum sind. Somit kann ein Schmelzofen mit einstellbaren, durchschiebbaren Wandungen bereitgestellt werden.
Die einzelnen Behälterwandelemente der Behälterwand können mit Versatz zueinander angeordnet sein, sodass bei einem Durchschieben der einzelnen Behälterwandelemente angrenzende Behälterwandelemente keine gleiche Vorschubposition haben. Dies ist vorteilhaft beim Abnehmen der durchgeschobenen Steine, da es somit vorteilhafter Weise vermieden werden kann, dass mehrere Behälterwandelemente gleichzeitig abgenommen werden müssen.
Die einzelnen Behälterwandelemente der Behälterwand können mit Verbindungselementen untereinander versehen werden, sodass eine Vorschubkraft sicher von eifern Behälterwandelement auf das andere Behälterwandelement übertragen werden kann. Auch kann diese Verbindung durch einen Aktuator wie einen Hydraulik- oder Spindelantrieb erfolgen, sodass die einzelnen Behälterwandelemente untereinander und mit Bezug zueinander bewegt werden können, bzw. Druckverhältnisse geändert werden können. Die Aktuatoren können z. B. an der zumindest einen Befestigung eines jeden der Behälterwandelemente angeschlagen werden und auf die jeweilige zumindest eine Befestigung die Kraft übertragen. Da es z. B. bei einem feststehenden Behälterboden und durchschiebbaren Behälterwandelemente in der Seitenwand zu einer erhöhten Reibung zwischen dem feststehenden Boden und den verschiebbaren Behälterwandelementen kommen kann, können Bodenelemente verankert bzw. fest gehalten werden, sodass die Bodenelemente beim Durchschieben der Behälterwandelemente ihre Position halten, selbst wenn z. B. Schmelze zwischen die stehenden und sich bewegenden Teile der Behälterwandung gelangt. Hierbei handelt es sich nicht nur um ein Halten, sondern Zug- u. Druckkräfte können hierzu verwendet werden, die Steine gezielt in der Höhe (in die Schmelze hinein oder heraus) zu verschieben, um beispielsweise die Strömung zu beeinflussen und möglicherweise eine höhenanpassbare Vertiefung, z. B. im Boden zu erreichen, um eine variable, z. B. Homogenisierungszone durch ein Erhöhen oder Vertiefen mehrerer Bodenelemente durch eine höhenmäßige Verstellbarkeit zu schaffen.
Zwischen den einzelnen Behälterwandelementen der Behälterwand können Sensoren angeordnet werden, welche z. B. Druck- und Temperaturverhältnisse in Bezug auf die Behälterwand bzw. einen Teilabschnitt aufnehmen. Die Daten der Sensoren können vorteilhafterweise zum Steuern/Regeln der Gesamtanlage verwendet werden und insbesondere zur Steuerung/Regelung der Aktuatoren, die zum einen den Vorschub der Behälterwandelemente bewirken und zum anderen für die Aktuatoren, die zwischen den einzelnen Behälterwandelementen angeordnet sein können, um eine Anordnung einzelner Element, Teilbereiche oder ganze Bereiche z. B. aneinander auszurichten oder, zumindest zeitweise zu überdecken, ggf. auch mehrfach.
Die einzelnen Behälterwandelemente können nach dem Durchschieben durch die Behälterwand und deren Abnutzung bearbeitet werden und so wieder von neuem verwendet werden. Hierzu kann zum einen die abgenutzte Fläche bearbeitet bzw. geplant werden und z. B. ein neues feuerfestes Material aufgebracht werden, sodass das bestehende thermisch isolierende Material an dem Behälterwandelement weiterverwendet werden kann. Zum anderen kann das thermisch isolierende Material abgetragen werden und auf einer anderen Seite des Behälterwandelements wieder aufgebracht werden. Dies hat zum Vorteil, dass die Behälterelemente mehrfach verwendet werden können und damit eine Kosteneinsparung zu erzielen ist.
Im Verwendungsfalle eines Glasschmelzofens kann bei dem abgenommenen Behälterwandelement auf der der Schmelze zugewandten Seite direkt auf der aus der Benutzung des Behälterwandelements resultierenden Glasschicht eine Schicht thermisch isolierenden Materials aus Glasschaum mit ggf. zumindest einer Befestigung aufgebracht werden. Bei ausreichender Stärke des feuerfesten Materials kann sodann auf eine Aufbringung desselbigen verzichtet werden, oder aber zusätzliches feuerfestes Material kann aufgebracht werden.
Das Durchschieben der einzelnen Behälterwandelemente durch die Behälterwand erfolgt als kontinuierlicher Prozess, welcher in Abhängigkeit von aus den Sensoren gewonnenen Daten gesteuert/geregelt werden kann. Beim Durchschieben wird ein unverbrauchtes, neues oder aufbereitetes Behälterwandelement in die Behälterwand eingesetzt und in einer Vorschubrichtung verschoben. An einem Ende der Durchschubstrecke wird ein verbrauchtes Behälterwandelement abgenommen und kann wiederaufbereitet werden. Die Behälterwandelemente können als einzelne Elemente, als Teilbereich oder Gesamtwandung durch die Behälterwand geschoben werden. Hierzu können die Behälterwandelemente in einen Hilfsrahmen eingebaut werden oder untereinander so verbunden werden, dass ein Verbund aus Behälterwandelementen entsteht. Dieser Verbund kann dann ebenfalls einstellbar in seiner Position im Raum eingestellt werden (z. B. Neigung usw.). Eine entsprechende Offenbarung findet sich in EP 2009007101 . Ebenso können die einzelnen Aneinanderreihungen von Behälterwandelementen bzw. Verbunde von Behälterwandelementen unabhängig voneinander hinsichtlich Vorschubrichtung, Geschwindigkeit und Position im Raum verschoben werden. Die Behälterwandelemente können beweglich so in eine Wandung eingebaut werden, dass sie sich abhängig von ihrer Position im Durchschub innerhalb der Wandung der thermischen Anlage bei einem geringen Durchmesser der Anlage überdecken, um sich in einem Bereich mit größerem Durchmesser aus der Überdeckung nebeneinander zu bewegen und dann nicht mehr oder nur noch wenig Überdeckung aufzuweisen.
Die oben genannten Merkmale können beliebig untereinander kombiniert werden und müssen nicht notwendigerweise wenn oben in Zusammenhang stehend, auch nur in diesem Zusammenhang in einer Ausführungsform der Erfindung vorliegen. Es ist nicht notwendig, dass alle angeführten Vorteile in einer Ausführungsform vorhanden sind.
FIGUREN
Es zeigen:
1 Schnittansicht durch einen Ausschnitts eines Behälterwandelements mit beispielhaften, unterschiedlichen Befestigungen in einem thermisch isolierenden Material, welche in dem thermisch isolierenden Material eingebracht sind.
2 Schnittansicht durch einen Ausschnitts eines Behälterwandelements mit beispielhaften, unterschiedlichen Befestigungsformen im thermischen Isoliermaterial, welche im thermischen Isoliermaterial durch Nachbearbeitung oder Montage eingesetzt sind.
3 Schnittansicht durch einen Ausschnitts zweier verbundener Behälterwandelemente, welche jeweils an den eingebrachten Befestigungen vermittels eines Verbindungselements verbunden sind.
4 Schnittansicht durch einen Ausschnitts zweier verbundener Behälterwandelemente, welche jeweils an den eingebrachten Befestigungen Übertragungselement und dazwischen angeordneten Aktuator, einem Hydraulikzylinder, derart verbunden sind, dass die jeweiligen Behälterwandelemente in Ihrem Abstand zueinander einstellbar sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In 1 ist als Ausführungsbeispiel das Behälterwandelement 1, 2, 3 dargestellt, umfassend das feuerfeste Material 1, eine Zwischenschicht 3 und das thermisch isolierende Material bzw. Isoliermaterial 2. Wobei das thermisch isolierende Material 2 eine Isolationswirkung gegenüber thermischen Einflüssen ermöglicht und die Zwischenschicht 3 und/oder das thermisch isolierende Material 2 eine Barriere gegen Diffusion bzw. Eindringen von Gasen oder Flüssigkeiten, sowohl durch das thermisch isolierende Material 2 in Richtung des feuerfesten Material 1, als auch in die entgegengesetzte Richtung, ermöglicht.
Als feuerfestes Material 1 wird hierbei sowohl ein schmelzgegossenes Material als auch ein in jeglicher Art erfolgtes gegossenes Material, mit oder ahne anschließender Nachbehandlung, wie beispielsweise Trocknen und Brennen, verstanden, beispielsweise eine Keramik oder ein Metall, welches feuerfeste Eigenschaften aufweist. Hierzu zählen ebenfalls Materialien der angegebenen Art, mit einer oder mehrerer Verblendungen, Beschichtungen, Überzüge oder jegliche erdenkliche Art von Oberflächenvergütung bzw. Oberflächenbehandlung.
Das thermisch isolierende Material 2 ist vorzugsweise fest, wobei ein Glas- oder Metallschaum ebenfalls als fest angesehen wird. Entscheidend ist eine Isolationswirkung gegenüber thermischen Einflüssen und/oder Diffusionsdichtigkeit und vorzugsweise die Möglichkeit zum Einbringen, Montieren oder Anbringen von verschiedenartigen Befestigungselementen 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1la, 11b.
Die Zwischenschicht 3 oder 4 ist vorzugsweise eine Stoffschlussverbindung jeglicher Art, beispielsweise kleben oder zementieren, zwischen dem feuerfesten Material 1 und dem thermischen Isoliermaterial 2; Reib- oder Formschlussverbindungen jeglicher Art sind ebenfalls denkbar. Auch kann die Zwischenschicht durch die Verbindung des feuerfesten Materials 1 mit dem thermisch isolierenden Material 2 erst entstehen.
Im Fall von Glas als Zwischenschicht 3 ist es möglich, dass ein bereits gebrauchtes Behälterwandelement mit abgenutztem feuerfesten Material 1, das sich bereits im Glasbereich des Schmelzofens befunden hat, dazu verwendet wird, dass die sich auf der auf dem feuerfesten Material 1 befindliche Glasschicht als Zwischenschicht 3 Glas Verwendung findet und das thermisch isolierende Material 2 hierauf aufgebracht wird, siehe 1. In diesem Fall kann das bereits gebrauchte feuerfeste Material 1 aufgearbeitet und erneut verwendet werden.
Selbstverständlich gilt dieses nicht nur für den Bereich Glas sondern für jegliche Materialien, die sich anhaftend auf dem feuerfesten Material 1 befinden, welches mit diesen Stoffen in Berührung war.
Das Aufbringen einer Zwischenschichten 3 oder 4 kann ebenfalls auf einem neuen feuerfesten Materialien 1 erfolgen, um eine Verbindung zwischen feuerfestem Material 1 und dem thermisch isolierenden Material 2 zu ermöglichen.
Bei der Herstellung des Behälterwandelements kann sowohl das thermisch isolierende Material 2 als auch das feuerfeste Material 1 als Basis zum Aufbringen der jeweiligen Gegenschicht 1, 2 verwendet werden. Dieses ist in der Regel von den Materialeigenschaften abhängig. Das Aufbringen von beispielsweise einem Glasschaum als thermisch isolierendes Material 2 auf ein schmelzgegossenes feuerfestes Material 1 ist relativ einfach und kann ggf. unmittelbar im Anschluss an z. B. das Gießen des feuerfesten Materials 1 erfolgen. Ebenso kann auf ein bereits fertiges thermisch isolierendes Material 2 das feuerfeste Material 1 aufgebracht werden.
1 zeigt eine Schnittansicht des Behälterwandelements 1, 2, 3 mit mehreren unterschiedlichen in das thermisch isolierende Material 2 eingebrachten Befestigungen. Eine eingebrachte Befestigung ist ein Gewindebolzen 5 welcher in direktem Kontakt mit dem thermisch isolierenden Material 2 steht. Eine andere eingebrachte Befestigung ist ein Gewindebolzen mit Verankerungen 6. An dem Gewindebolzen mit Verankerungen 6 sind an dessen in das thermisch isolierende Material 2 eingebrachte Ende Verankerungen bereit gestellt, welche eine erhöhte Stabilität und Belastbarkeit des Gewindebolzens mit Verankerungen 6 bewirken. Wieder eine andere Befestigung ist ein eingegossener Kugelzapfen mit Verankerungen 7. Der eingegossene Kugelzapfen mit Verankerungen 7 weist an seinem im thermisch isolierenden Material befindlichen Ende die zuvor behandelten Verankerungen auf. Weiterhin weist der eingegossene Kugelzapfen mit Verankerungen 7 an seinem andern Ende einen Kugelzapfen auf, welcher es ermöglicht, dass das Behälterwandelement 1, 2, 3 eine erhöhte Beweglichkeit hat.
2 zeigt ein weiteres Behälterwandelement 1, 2, 4 mit weiteren Beispielen möglicher Befestigungen. Bei dem Behälterwandelement 1, 2, 4 sind das feuerfeste Material 1 und das thermisch isolierende Material 2 durch eine haftvermittelnde Zwischenschicht 4 verbunden, welche zusätzlich auch abdichten kann. Eine in das thermisch isolierende Material 2 eingebrachte Befestigung in Form eines Gewindebolzens 8 ist vermittels eines haftvermittelnden Stoffes 8a in das thermisch isolierende Material 2 eingebracht. Eine weitere Befestigung 9 ist in Form einer Gewindebohrung 9 in das thermisch isolierende Material 2 eingebracht. Dies setzt jedoch eine gewisse mechanische Belastbarkeit des thermisch isolierenden Materials 2 voraus, sodass die für ein Durchschieben des Behälterwandelements 1, 2, 4 durch eine Behälterwand notwendigen Kräfte übertragen werden können. An dieser Stelle ist auch die Verwendung eines bekannten Einsatzgewindes zur Bereitstellung eines Gewindes im thermisch isolierenden Material möglich.
Wie weiterhin in 2. dargestellt, kann eine Befestigung durch das thermisch isolierende Material 2 ausgeformte Formelement 10 bereitgestellt werden. In das Formelement 10 greifen formschlüssig zwei Befestigungsteile 11a und 11b ein. Die beiden Befestigungsteile 11a und 11b weisen Gewindebohrungen 11c auf. Verbunden sind die beiden Befestigungsteile 11a und 11b über eine Schraube 12 mit Mutter 13. Es ist ebenso möglich, dass ein oder mehrere Befestigungsteile und andere Ausführungsformen an einem Formabschnitt des thermisch isolierenden Materials 2 kraftschlüssig gehalten werden.
3 stellt eine Verbindung von zwei Behälterwandelementen 1, 2, 3 vermittels eines Verbindungselements 14 dar. Die beiden Behälterwandelemente 1, 2, 3 weisen Befestigungen in Form von Gewindebolzen mit Verankerung 6 auf. Das Verbindungselement 14 ist vermittels einer Mutter 13 an jeweils an einem der Gewindebolzen mit Verankerung 6 eines jeden der Behälterwandelemente 1, 2, 3 festgelegt. Somit kann z. B. eine Vorschubkraft von dem einen Behälterwandelement 1, 2, 3 auf das andere Behälterwandelement 1, 2, 3 übertragen werden.
4 stellt eine Verbindung von zwei Behälterwandelementen 1, 2, 3 vermittels eines Hydraulikzylinders 17 dar. Die beiden Behälterwandelemente 1, 2, 3 weisen Befestigungen in Form von Gewindebolzen mit Verankerung 6 auf. Der Hydraulikzylinder 17 ist vermittels jeweils zweier Unterlegscheiben 15, jeweils einem Übertragungselement 16 und einer Mutter 13 an jeweils an einem der Gewindebolzen mit Verankerung 6 eines jeden der Behälterwandelemente 1, 2, 3 festgelegt. Somit kann ein Abstand zwischen den beiden Behälterwandelementen 1, 2, 3 vermittels des Hydraulikzylinders 17 eingestellt, sowie die Druckverhältnisse zwischen den beiden Behälterwandelementen 1, 2, 3 beeinflusst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2011001574 [0010]
EP 2009007101 [0025]

Claims

Behälterwandelement aus einem feuerfesten Material (1), bei dem das Behälterwandelement zumindest einseitig fest mit einem thermisch isolierenden Material (2) versehen ist.
Behälterwandelement nach Anspruch 1, bei dem das thermisch isolierende Material (2) gasdiffusionsdicht ist.
Behälterwandelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem zwischen dem feuerfesten Material (2) und dem thermisch isolierenden Material (2) zumindest eine Zwischenschicht (3; 4) angeordnet ist, welche die Schicht des thermisch isolierenden Materials (2) mit dem feuerfesten Material (1) verbindet.
Behälterwandelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das thermisch isolierende Material (2) mit zumindest einem Befestigungselement versehen ist.
Behälterwandelement nach Anspruch 4, bei dem das zumindest eine Befestigungselement (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11a, 11b) in dem thermisch isolierende Material (2) eingebracht ist.
Behälterwandelement nach Anspruch 4, bei dem das zumindest eine Befestigungselement (10) zumindest teilweise durch das thermisch isolierende Material (2) ausgebildet ist.
Behälterwandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Behälterwandelement zum Aufbau von Großgefäßen mit zumindest einer durchschiebaren Wandung verwendet wird.
Behälterwandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die verschiedenen Schichten des Behälterwandelements unterschiedliche Erstreckungen aufweisen.
Behälterwandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Behälterwandelement mit Sensoren versehen ist.
Behälterwandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Behälterwandelement Kanäle zur Durchleitung eines Mediums enthalten sind.
Behälterwandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das thermisch isolierende Material (2) Metall- oder Glasschaum ist.
Behälterwand umfassend eine Vielzahl von Behälterwandelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die einzelnen Behälterwandelemente beweglich bezüglich einander angeordnet sind.
Behälterwand nach Anspruch 12, bei der die Behälterwandelemente mit Versatz in Bezug auf zumindest ein benachbartes Behälterwandelement angeordnet sind.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei der zumindest zwei Behälterwandelemente miteinander verbunden sind.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der zwischen den Behälterwandelementen Aktuatoren angeordnet sind.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der zwischen den Behälterwandelementen Sensoren angeordnet sind.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei der die Behälterwandelemente in Bezug zueinander vermittels der zumindest einen Befestigung bewegt werden können.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei der die Behälterwandelemente nach Gebrauch gedreht werden und mit einer neuen Zwischenschicht (3; 4) und/oder thermisch isolierenden Material (2) versehen werden, wobei das thermisch isolierende Material (2) zumindest eine Befestigung aufweist.
Verfahren zum Betrieb eines Großbehälters mit zumindest zwei Behälterwandelemente nach den Ansprüchen 1 bis 10 in einer Behälterwand nach den Ansprüchen 11 bis 17, umfassend die Schritte: – Einsetzen eines ersten Kombielements in die Behälterwand; – Vorschub des ersten Behälterwandelements innerhalb der Behälterwand, folgend einem in Vorschubrichtung vorgelagerten zweiten Behälterwandelements; – Abnehmen eines jeden in Vorschubrichtung vorgelagerten Behälterwandelements am Ende einer Durchlaufstrecke der Behälterwand; wobei durch das Verfahren ein stetiger Kreislauf aus Abnehmen und Einsetzen von Behälterwandelementen (bei in dem Behälter kontinuierlich laufenden Prozess) unterhalten wird und die abgenommenen Behälterwandelemente vor dem Einsetzen bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Bearbeitung der abgenommenen Behälterwandelemente einen der Schritte umfasst von: – Bearbeiten des feuerfesten Materials (1) und Aufbringen von zusätzlichem feuerfesten Material (1); oder – Abtragen des thermisch isolierenden Materials (2), sodass das feuerfeste Material (1) freigelegt wird und Aufbringen neuen thermisch isolierenden Materials (2) mit zumindest einer Befestigung an dem Behälterwandelement;