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Unterteilungsplatte für Schachtöfen zum Trocknen und Sintern von Erzen
Die Erfindung bezieht sich auf Unterteilungsplatten für Ofen, wie sie zum Trocknen
oder Sintern von Erzen oder anderen metallhaltigen Materialien, wie etwa vorher
zerkleinerten Eisenerzen od. dgl., Verwendung finden.
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Das Trocknen oder Sintern von metallhaltigen Materialien, wie vorgebrochenen
Eisenerzen od. dgl., wird in der Regel in Ofen vorgenommen, in die von unten her
durch Winddüsen heiße Luft eingeführt wird. Dabei wird das Material, das der Hitzeeinwirkung
unterworfen werden soll, von oben her in den Ofen eingeschüttet, von wo aus es allmählich
den Ofen abwärts durchwandert, während der heiße Ge-1)läsewind von unten her nach
oben hindurchgetrieben wird, um die gewünschte Trocken- oder Sinterwirkung zu erreichen.
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Wünschenswert ist, daß die für die Wärmebehandlung verwendete heiße
Luft frei durch das aufgeschüttete Material in dem Ofen hindurchtreten kann. Es
hat sich aber gezeigt, daß das Material bei Ofen der vorgenannten Art die Neigung
hat, sich zusammenzuballen und am oberen Ende der Einschüttung, wo die Haupteinwirkung
der Hitzeeinwirkung stattfindet, eine harte Kruste bildet, was zur Folge hat, daß
der freie Durchgang der erhitzten Luft an dieser Stelle behindert wird. Um diesem
Übelstand abzuhelfen, ist schon vorgeschlagen, einen kräftigeren Heißluftstrom anzuwenden.
Das einzige Ergebnis ist in diesem Falle aber nur das, daß die Verkrustung dann
unter einem hiermit verbundenen Verlust an Wärme plötzlich zusammenbricht.
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Eines der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Ofen der vorbezeichneten Art so aufzubauen, daß er in seinem oberen Teil an
gegenüberliegenden Seiten dieses Ofens Unterteilungsplatten aufweist, die es verhindern,
daß das Material in dem oberen Teil des Ofens, wo die hauptsächliche Hitzeentwicklung
stattfindet, zusammenbackt, d. h. die die Bildung einer luftdichten Kruste unterbinden.
Auf diese Weise wird bei der Anwendung der Erfindung ein fortgesetztes Insichzusammenfallen
des in den Ofen eingeführten Materials bewirkt, so daß mit anderen Worten das Material.
während es fortschreitend abwärts wandert, ständig zerfällt. In diesem Zusammenhang
macht sich die Erfindung weiterhin zur Aufgabe, die Unterteilungsplatten so zu gestalten,
daß sie bestens imstande sind, den thermischen Beanspruchungen, die infolge der
außerordentlich hohen Betriebstemperaturen in dem Ofen auftreten, standzuhalten.
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Angesichts der großen Temperaturunterschiede, denen die Platte in
einem Ofen der bezeichneten Art längs ihrer Oberfläche ausgesetzt ist, ist es fernerhin
wichtig, daß diese Platten möglichst dünn bemessen werden, um die Gefahr, daß sie
springen, herabzusetzen. Gleichzeitig wird von den Platten aber auch eine hohe Festigkeit
verlangt, und es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, diese Eigenschaften dadurch
gleichzeitig herbeizuführen, daß die Platten aus einer hochhitzebeständigen Legierung
hergestellt werden und daß sie eine Oberfläche mit Riffelungen aufweist, die im
wesentlichen den Isothermen des Ofens parallel gerichtet angeordnet sind.
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Andere und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung hervor, die an Hand eines Ausführungsbeispiels das
Grundsätzliche der Erfindung deutlich werden lassen und aus denen zu ersehen ist,
wie der Grundgedanke der Erfindung am zweckmäßigsten verwirklicht werden kann. Es
wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die damit aufgezeigte Verkörperung der
Erfindung im Rahmen des Könnens eines jeden Durchschnittsfachmannes in allen Einzelheiten
weitgehende Abänderungen erfahren kann. Die Zeichnung zeigt in Fig.1 eine schematische
Grundrißansicht eines Ofens, der die Merkmale der Erfindung trägt, Fig. 2 die Ansicht
eines Querschnittes etwa nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine gemäß der Erfindung
gestaltete Unterteilungsplatte in einem Seitenriß, Fig. 4 die in Fig.3 gezeigte
Platte, von vorn gesehen,
Fig. 5 eine Seitenansicht ähnlich. Fig.
3 mit einer Platte, deren Stirnkante mit einer Schutzplatte oder umhüllenden Abschirmung
armiert ist, und.
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Fig. 6 eine seitliche Draufsicht auf die abgeänderte Ausführungsform
nach Fig. 5.
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In den Fig. 1 und 2 ist der Ofen der in Rede stehenden Art, auf die
sich die Erfindung bezieht und der schematisch dargestellt ist, mit FR bezeichnet.
Der Ofen FR besteht aus feuerfesten Steinen und hat zwei senkrechte Seitenwände
10 und 11 sowie zwei senkrechte Seitenwände 12 und 13 und eine Grundmauer 14. Die
Grundmauer 14 ist in üblicher Weise mit einer Öffnung 16 versehen, durch welche
mit Hilfe von Winddüsen ein Heißluftstrom in den Ofen eingeblasen wird, um in dem
Inneren des Ofens die Erhitzung zu bewirken.
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Das der Hitzeeinwirkung zu unterwerfende Material wird von der oberen
Seite in den Ofen eingeführt. Die Seitenwände 10 und 11 sind erfindungsgemäß an
ihren oberen Teilen mit einer Anzahl einwärts gerichteter Unterteilungsplatten 20
versehen, die dafür sorgen, daß das der Hitzeeinwirkung zu unterwerfende Material
in dem oberen Teil seiner Schüttung fortgesetzt in sich zusammenfällt, d. h. lose
bleibt, so daß die Neigung dieses Materials, znisammenzuklunipen oder zu einem Kuchen
oder einer Kruste zu verschmelzen, auf eine solche Weise verhindert wird, daß ein
freier, gleichmäßiger Heißluftstrom durch den Ofen aufsteigen und das in denn Ofen
befindliche Material auseinanderbrechen kann und dieses eine gleichmäßige Erhitzung
erfährt.
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Die Unterteilungsplatten 20 bestehen irn vorliegenden Falle beispielsweise
aus Gußkörpern, die rnit Rücksicht auf die hohen Temperaturen, denen sie ausgesetzt
sind, aus einer hitzebeständigen Legierung hergestellt sind. Wie gefunden wurde,
hat ein hochlegierter Stahl, der 24 % Chrom, 12 0/0 -Nickel. 0,30 0/0 Kohlenstoff
und zum restlichen Teil im wesentlichen Eisen enthält, vollauf befriedigende Eigenschaften.
Diese Legierung ist außerordentlich fest und nicht spröde und den mechanischen und
thermischen Anforderungen, die sich beim Betrieb des Ofens ergeben, gewachsen. Der
Chromgehalt kann zwischen 20 und 40 %, der Nickelgehalt zwischen 10 und 20 % und
der Kohlenstoffgehalt zwischen 0,20 und 0,40 % variieren, wobei der Rest Eisen ist.
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Jede Unterteilungsplatte 20, die aus solchem Material gegossen ist,
hat einen verhältnismäßig dünnwandigen Flanschteil (Fig.4) und am rückwärtigen Ende
dieses Flanschteiles eine senkrechte Rippe 23. Wie aus Fig.2 zu entnehmen ist, sind
die oberen Seitenkanten des Ofens FR abgeschrägt. Die Platten 20 sind so hergerichtet,
daß sie an diesen abgeschrä gten Flächen des Ofens FR befestigbar sind. Zu diesem
Zwecke sind die oberen Teile der Rippen 23 mit nach rückwärts abgewinkelten Teilen
24 versehen, die die Fortsetzung der Rippe 23 darstellen.
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Die abgewinkelten Teile 24 sind mit Durchgangslöchern versehen, durch
die Befestigungsbolzen 24P (Fig.2) hindurchgesteckt werden können, die dazu dienen,
die Platten 20 mit ihren Flanschteileil 21 so in ihrer Lage zu halten, daß sich
letztere innerhalb der Ofenumwandung nach innen erstrecken, d. h. zu den Seitenwandungen
des Ofens senkrecht stehen.
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Die thermischen Beanspruchungen, denen die Platten 20 unterworfen
sind, sind recht erheblich, wenn man bedenkt, daß die Temperatur all der unteren
Kante des Flanschteiles 21 in gewissen Betriebsfällein etwa 1093° C und die Temperatur
im obersten Bereich des eingeschütteten Materials im gleichen Falle kurz über der
oberen Kante des Flanschteiles 21, wie. es 'aus den in Fig.2 eingezeichneten Isothermeln
ersichtlich ist, ungefähr 260° C beträgt. Wie hieraus zugleich hervorgeht, sind
auch die Telnperaturunter'-@ schiede zwischen den oberen und unteren Kanten der
Flanschteile- 21 sehr erheblich. So hatten denn auch', diese großen Temperaturunterschiede
für die Ofenunterteilungsplatten, wie sie bisher ausgeführt wurden, aus diesem Grunde
immer eine kurze Lebensdauer zur Folge.
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Der vorliegenden Erfindung gemäß sind die Flanschteile der Unterteilungsplatten
nach entgegen gesetzten Seiten gerieft, d. h. in einer Richtung von oben nach unten
geschlängelt gestaltet oder umrissen; so daß sie auf diese Weise eine Anzahl von
gleichlaufend parallel gerundeten Rippen 25-1 bis 25-5 und ähnliche oder in ihrer
Form ergänzende gerundete Vertiefungen oder Rillen R-1 bis R-5 (Fig.4) ergeben,
die sich voll den hinteren Kanten der Flansch+ selten nach vorn erstrecken und auf
gegenüberliegenden Seiten der Flanschteile 21 miteinander abwechseln: Auf diese
Weise bildet eine Rippe, wie es aus den Fig. 4- und 5 hervorgeht, auf dem Flanschteil
21 jeweils auf der entgegengesetzten Seite eine Rinne, @A-Teiterhin ist die obere
oder Stirnkante 21 L' eines jeden Flanschteiles 21 abwärts geneigt, so daß sie im
wesentlichen den abwärts geneigten Seiten B des oben eingeschütteten Materials parallel
verläuft, die in Fig. 2 in gestrichelten Linien eingezeichnet sind. Eine solche
Neigung der oberen Kanten der Seitenflansche 21 hält die \Teigung des Schüttmaterials
in seinem oberen Teil ungefähr gleichbleibend aufrecht, was, wie sich im Betriebe
gezeigt hat, günstigste Betriebsverhältnisse ergibt.
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Die geschlängelten Rippen 25-1 bis 25-5 verlaufen iin wesentlichen
den in Fig.2 eingezeichneten Isothermen in dem Ofen parallel mit der Wirkung, daß
sich die unterschiedliche Ausdehnung der Platten frei entwickeln kann, ohne daß
die Gefahr besteht, daß die Platten infolge des erheblichen Temperaturwechsels zwischen
dem unteren und dem oberen Teil eines Flanschteiles 21 reißen oder brechen.
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Wie sich gezeigt hat,, empfiehlt es sich unter solchen Betriebsverhältnissen,
die geneigte obere bzw. Stirnkante 21 LT der Unterteilungsplatten 20, wie es in
Fig. 5 und 6 gezeigt ist, zu verstärken und zu diesem Zwecke eine im Ouerschilitt
im wesentlichen U-förmig gestaltete Kappe oder Umhüllung 30 vorzusehen, die gegenüberliegende
Wandungsteile 31 und 32 bildet, die die entsprechenden Seiten des Stirnkantenteiles
21 L' des Flanschteiles 21 umklammern. Auf diese Weise schließt sich die Kappe 30,
wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist, formschlüssig all die auf jeder Seite des Flanschteiles
21 vorgesehenen Rippen und Vertiefungen an. so daß sie auf diesen passend fest sitzt.
Die Kappe 30 kann, wie es Fig. 5 zeigt, durch eine Schweißnaht W in ihrer Lage gehalten
sein. Auf diese Weise ist der Flanschteil 21 an-seiner Oberkante 21 L', wo die thermischen
Beanspruchungen besonders stark sind und wo sich auch die Temperaturen bei absinkendem
Einschüttpegel des Gutes ziemlich plötzlich ändern, besonders wirksam geschützt.
Es empfiehlt sich, die Kappe oder Abdeckulig 30 aus derselben Legierung herzustellen
wie die Unterteilungsplatte 20. Eine ähnliche Kappe kann vorteilhaft auch an der
unteren Kante des Flanschteiles 21 angebracht sein.
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Mit Rücksicht auf die Längsausdehnung zwischen dem kalten Ende des
Flanschteiles 21, d. h. der Rippe 23 und dein heißen inneren Ende, etilpfiehlt es
sich,
an dem unteren Ende des Flanschteiles 21 mit Abstand voneinander
Schlitze 21S vorzusehen und diese aufwärts in Richtung auf den Mittelabschnitt des
Flanschteiles zu erstrecken.
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Wie aus dem Gesagten hervorgeht, ist durch die Erfindung eine Unterteilungsplatte
für Industrieöfen geschaffen worden, die sicherstellt, daß das dem Ofen zugeführte
Material aufgelockert wird, wodurch in dem oberen Teil der Schüttung die Bildung
einer Sinterkruste od. dgl. verhindert wird, wobei die Platten aus Gußkörpern bestehen,
die einen verhältnismäßig kurzen Flanschteil aufweisen, der, wie es erwünscht ist,
jeweils aus einer dünnenPlattebesteht, um die Möglichkeit ihres Zerspringens oder
Brechen infolge der thermischen Beanspruchung herabzusetzen. Diese Platte ist dennoch
gegenüber thermischen und mechanischen Beanspruchungen außerordentlich widerstandsfähig,
was einmal durch die Art der verwendeten Materiallegierung erreicht wird und zum
anderen auf die daran angebrachten Rippen und Rillen zurückgeht, die ihnen die mechanische
Festig-].zeit verleihen und sie befähigen, sich zwischen den oberen und unteren
Kanten entsprechend den ziemlich erheblichen Temperaturenunterschieden zwischen
diesen beiden zusammenzuziehen und auszudehnen.