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U-förmige Ummantelung feuerfester Steine aus oxydierbarem Blech Für
hochbeanspruchte Mauerwerksteile von Industrieöfen, beispielsweise Siemens-Martin-Öfen,
verwendet man blechummantelte Steine, insbesondere Magnesitsteine mit oder ohne
Chromerzzusatz. Dazu üblich ist eine U-förmige Ummantelung, die die einzelnen Steine
an ihrer Steinlagerfläche und den beiden anschließenden Seitenlängsflächen umfaßt
und an die Stelle der beim Mauerwerksbau vordem verwendeten Zwischenlagsbleche zwischen
aufeinanderliegenden und benachbarten Steinen getreten ist. Die Ummantelung gibt
dem einzelnen Stein bis zu seinem Einbau im Mauerwerk eine mechanische Verfestigung.
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Für diese Ummantelung legt man entweder kaltgebundene oder gebrannte
Steine in ein solches U-förmig gebogenes Blech ein oder man vereinigt im gleichen
Preßvorgang Blech und Steinmasse.
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Gezeigt hat sich, daß die als Seitenwände aufgebogenen Teile dieser
Ummantelung in ihrer Biegekante unter Spannung stehen, wobei sie bestrebt sind,
an ihrem oberen freien Ende von der Senkrechten nach außen hin abzuweichen. In eine
solche U-förmige Ummantelung eingelegte Steine sind infolgedessen in ihrem oberen
Steinteil nicht mehr eingespannt. Bei Anwendung des Masseeinpreßverfahrens lösen
sich die Seitenwände in ihrem oberen Teil von der Steinmasse ab. Neben der infolge
dieser Biegekantenspannung nur lockeren Einspannung des Steines in der Ummantelung
wirkt sich dieses Ablösen der Seitenwände für die angestrebte, durch die Oxydation
des Metalls bewirkte innige Verbindung des Blechmantels mit den Steinen nachteilig
aus.
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Das Einpreßverfahren ermöglicht, diesem Ablösen der Seitenwände durch
die bekannte Anordnung, aus dem Blech dreiseitig ausgestanzte und von der Innenfläche
der Ummantelung aufgebogene Halteglieder (Lappen), die dann in die Steinmasse eingebettet
sind; entgegen zu wirken. Wesentlich dabei ist, daß die Steinmasse die Halteglieder
satt umschließt, was aber bei rechtwinklig zu den vorstehenden Haltegliedern wirkender
Preßrichtung schwierig und bei der Fertigung des Steines nicht nachprüfbar ist.
Auch erschwert das in die U-Form gepreßte und mit den aufgebogenen Haltegliedern
versehene Mantelblech dessen Vorratshaltung.
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An Stelle eines in U -Form vorgefertigten, mit Haltegliedern versehenen
Mantelbleches hat man für das Einpreßverfahren auch schon vorgeschlagen, die Ummantelung
in Einzelbleche, nämlich in ein Bodenblech und je ein Seitenwandblech aufzuteilen.
Damit entfällt zwar die bei der U Form vorhandene nachteilige Biegekantenspannung
der Seitenwände, jedoch erfordert diese Maßnahme mehrfache Handgriffe zum Einlegen
dieser Einzelteile in die Preßform und besondere Halteeinrichtungen für die lose
eingelegten Teile, beispielsweise ein magnetisches Aufspannfutter. Darüber hinaus
weisen die gepreßten Steine in den Kanten zwischen dem Bodenteil und den Seitenwänden,
insbesondere -bei durch den Preßdruck um ein geringes Maß zueinander verschobenen
Platten, scharfe und rissige Blechkanten auf, die das Hantieren mit solchen Steinen
sehr behindern.
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Nach einem anderen Vorschlag hat man beim Einpreßverfahren die freien
Längskanten der Seitenwände einer U-förmigen Ummantelung mit einer nach außen hin
gerichteten abgerundeten Abwinkelung versehen. Die beim Einführen dieser Ummantelung
in die Preßform sich um ein geringes Maß nach innen neigenden Seitenwände erschweren
zwar ein Abgleiten der Ummantelung vom Formling in seiner Querschnittrichtung, jedoch
wurde die Biegekantenspannung hierdurch nicht aufgehoben. Außerdem verhindert die
Abrundung der Seitenwände nach dem Verlegen der in dieser Weise ummantelten Steine
im Mauerwerk ein dichtes Anliegen der Steinflächen aneinander und ermöglicht dadurch
den eine Verbrennung des Metalles fördernden Zutritt von Luft.
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Diese Nachteile werden unter Beibehaltung der bewährten U-förmigen
Ummantelung dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die Ummantelung längs der beiden
vom Bodenteil und den Wänden gebildeten Kanten Ausnehmungen aufweist, die durch
Stege unterbrochen sind. Die Stege können in Längsrichtung der Ummantelung gemessen
nur eine geringe Breite, beispielsweise 3 bis 7 mm besitzen und in möglichst weitem
Abstand voneinander auf die Länge der Ummantelung verteilt sein. Die Breite der
Ausnehmungen kann senkrecht zur Längsrichtung der Ummantelung
gemessen,
zwischen 5 bis 15 mm liegen, gegebenenfalls weit mehr betragen. Diese Stegverbindung
zwischen dem Bodenteil und den Seitenwänden kann durch Ausstanzen der Ausnehmungen
aus einer Blechplatte oder durch Aufschweißen von Stegen auf als Einzelbleche vorliegende
Bodenbleche und Seitenwandbleche erfolgen. Die U-Form wird durch Aufbiegen der Seitenwände
erzielt.
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Mit dieser unterbrochenen Verbindung zwischen Boden und Seitenwänden
bleiben die der U-förmigen Ummantelung eigenen Vorteile gewahrt, wobei die aufgebogenen
Seitenwände ohne Biegekantenspanrlung in der gewünschten Stellung verharren. Die
auf die Länge der Ummantelung verteilten schmalen Verbindungsstege ermöglichen leicht
von einem als Platte vorliegenden Blech das Aufbiegen der Seitenwände von Hand.
Damit erübrigen sich für die erfindungsgemäße Ummantelung die für die bisherigen
Bleche mit voller Biegekante erforderlichen Biegemaschinen.
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Biegekante ist üblicherweise die Stegmitte. Durch Verlegen der Biegekante
an das eine oder andere Ende der Stege kann, insbesondere bei breit gewählten Schlitzen,
das gleiche Blech nunmehr für Steine mit zueinander unterschiedlicher Steinbreite
verwendet werden.
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Für die Ummantelung kaltgebundener oder gebrannter Steine kann zusätzlich
die freie Längskante der Seitenwände noch mit stegförmigen, auf die Länge der erfindungsgemäßen
Ummantelung verteilten Ansätzen versehen werden, die nach dem Einlegen der Steine
in die Ummantelung zur Steinoberfläche hin umgebogen bzw. umgeschlagen werden. Dabei
kann die Steinoberfläche vor dem Umbiegen dieser Stege noch mit einer Blechplatte
abgedeckt werden.
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Mit den in der aufgebogenen Stellung ohne Biegekantenspannung verharrenden
Seitenwänden ist der eingelegte Stein in der Ummantelung fest eingespannt. Die zusätzlich
anwendbaren, an der freien Längskante der Seitenwände angeordneten umgeschlagenen
Stege verstärken diese Einspannung. Für die Blechabdeckung der vierten Steinfläche
bilden diese Stege eine einfache und zuverlässige Halterung. Stege und Blechabdeckung
werden beispielsweise durch Schweißen miteinander fest verbunden. Die beim Umlegen
der Stege auf die Blechabdeckung sich ergebende Stegauflage kann durch Ausnehmungen
in der Blechabdeckung, in die sich die umgeschlagenen Stege dann einlegen, vermieden
werden. Stege und Blechabdeckung werden dabei an ihren Stoßstellen verschweißt.
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An Stelle der auf die Steinoberfläche aufgelegten Blechabdeckung kann
eine der beiden Seitenwände, dabei unter Anwendung der Stegverbindung, mit einem
der Breite der Steinoberfläche entsprechenden Blech versehen sein, das nach dem
Einlegen des Steines in die U-förmige Ummantelung über die Steinoberfläche gebogen
wird. Dieses Blech kann auch, hälftig geteilt, jeder der beiden Seitenwände unter
Anwendung der Stegverbindung zugeordnet sein. Die aneinanderstoßenden Längskanten
der Ummantelung können, beispielsweise durch Schweißen, miteinander verbunden werden.
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Sofern die Seitenwände der Ummantelung niedriger als die Steinhöhe
sind, dringen die an die freien Längskanten der Seitenwände vorgesehenen Stege beim
Umschlagen, insbesondere bei kaltgebundenen Steinen, in ihrer Biegekante in die
Steinkanten ein und vermeiden durch die dabei sich ergebende Verzahnung von Blech
mit Stein ein Herausrutschen des Steines aus der Ummantelung.
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Für im Masseeinpreßverfahren herzustellende blechummantelte Steine
wird mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Ummantelung der Arbeitsgang wesentlich
vereinfacht. Die als Platte vorliegende Ummantelung wird von Hand nahezu in die
U-Form gebogen und in die Preßform eingeführt. Gegenüber den sonst zuvor maschinell
in die U-Form gepreßten sperrigen Blechen mit durchgehender Biegekante wird bei
der erfindungsgemäß ausgebildeten Ummantelung die Vorratshaltung wesentlich erleichtert.
Das Ummantelungsblech liegt in Form von Platten vor. Das Aufbiegen in die U-Form
kann von Hand geschehen. Damit entfällt das vorherige maschinelle Pressen der U-Form.
Die Breite des Bodens kann durch Anordnung der Biegekante in Stegmitte oder nach
einem der Stegenden hin wahlweise verändert werden. Für das Einpreßverfahren ist
ein vorheriges genaues Biegen der Ummantelung in die U-Form nicht erforderlich.
Infolge des geringen Biegewiderstandes in den schmalen Stegen wird die Ummantelung
mit dem Pressen des Steines in die Preßform voll hineingestreckt. Die in der Praxis
sich ergebende leichte Rundung der Stegbiegekanten und der über die Länge der Ausnehmungen
freie Kantenraum der Ummantelung ermöglicht ein leichtes Einführen der Ummantelung
in die Preßform.
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Die Steinmasse wird durch die zwischen den Verbindungsstegen liegenden
Ausnehmungen hindurchgepreßt, wobei sich eine scharfe, die Preßform ausfüllende
Steinkante ergibt, in die nunmehr die in der Biegekante leicht abgerundeten Stege,
mit der Steinmasse eine Verzahnung bildend, eingebettet sind. Bei geformten oder
gebrannten Steinen kann diese Verzahnung durch eingeformte Ausnehmungen für die
Stege erreicht werden.
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Die in den Biegekanten vorgeschlagenen Ausnehmungen ermöglichen während
des Pressens das Entweichen der in der Formmasse enthaltenen Luft. Dies ist besonders
für die unteren Eckpartien der zu formenden Steine von wesentlichem Vorteil. Hierdurch
werden Steine von vollkommen homogenem Steinquerschnitt erzielt. Bei sehr breiten
Steinen können vorsorglich noch in die Bodenmitte einige Entlüftungsöffnungen vorgesehen
werden. Mit Öffnungen, die beispielsweise durch dreieckförmige Einschnitte mit nur
wenig aufgebogenen Zungen gebildet werden, kann man ein Durchfallen von Formmasse
vermeiden.
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Die in ihrer Stellung ohne Biegekantenspannung verharrenden Seitenwände
und die durch die Einbettung der Stege in die unteren Steinkanten gebildete Verzahnung,
zwischen Ummantelung und Formmasse, ermöglichen beim Masseeinpreßverfahren eine
wesentliche Verminderung von Anzahl und Größe der an den Innenflächen der Ummantelung
bisher in Form von ausgebogenen Zungen oder von Stiften vorgesehenen Halteglieder.
Gegebenenfalls kann bei der erfindungsgemäßen Ummantelung auf solche Halteglieder
gänzlich verzichtet werden. Ein Herausrutschen des Steines aus der Ummantelung verhindert
die Verzahnung in den Biegekanten.
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Bei der bisherigen, durchgehende Biegekanten aufweisende Ummantelung
stand auch der Bodenteil unter Spannung, wobei er die Neigung hatte, sich nach dem
Pressen des ummantelten Steines nach unten hin auszuwölben. Diesem Auswölben und
damit
dem Lösen des Bodenteiles vom Stein sollten auf dem Bodenteil
angeordnete Halteglieder entgegenwirken. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Ummantelung
ist auch der Bodenteil spannungsfrei, so daß auch infolge des sich nicht mehr ergebenden
Luftpolsters zwischen Bodenteil und Stein, die auf dem Boden bisher vorgesehenen
Halteglieder sich erübrigen. Das Aufbiegen der Seitenwände durch Hand ermöglicht
die Ummantelung in Form von mit den Ausnehmungen und Stegen versehenen Platten in
Vorrat zu halten. Der Frachtraum der neuen Ummantelung wird gegenüber dem für die
bisherige, in U-Form anzuliefernde Ummantelung um zwei Drittel und mehr vermindert.
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Die erfindungsgemäße Ummantelung ist, wie für die üblicherweise ummantelten
Magnesit- und Chromerz-Magnesitsteine, auch für alle übrigen ummantelten Steine,
wie nicht saure Steine oder Silikasteine, vorteilhaft anwendbar. Die Ausbildung
gilt auch für Ummantelungen, die den Stein nur winkelförmig umfassen, beispielsweise
an zwei aneinander diagonal gegenüberliegenden Steinlängskanten.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Vorschlages. Es zeigt Fig. 1 die Ummantelung als Platte, Fig. 2 die Ummantelung
zur U-Form aufgebogen. Der Bodenteil der Ummantelung ist mit 1, ihre Seitenwände
sind mit 2 bezeichnet. Längs der beiden, vom Bodenteil 1 und den Wänden 2 gebildeten
Kanten, sind die durch die Stege 3 unterbrochenen Ausnehmungen 4 angeordnet.
Anzahl und Breite der Stege 3, sowie Länge und Breite der Ausnehmungen 4, kann zweckentsprechend
gewählt werden. Durch die Anordnung je eines Steges an den Enden der Ummantelung
werden scharfe, rissige Ecken vermieden.
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Die mit der Linie 5 angedeutete Biegekante liegt üblicherweise in
der Mitte der Stege 3. Zur wahlweisen Veränderung der Bodenbreite kann sie aber
auch zu einem Ende der Stege 3 hin verschoben werden. Zur Ermöglichung eines weiten
Bereiches dieser Veränderung kann für die Ausnehmungen 4 eine größere Breite gewählt
werden. Zum zusätzlichen Einspannen von in die U-förmig gebogene Ummantelung einzulegenden
kaltgebundenen oder gebrannten Steinen sind an den freien Längskanten der Seitenwände
2 noch Stege 6 vorgesehen, die nach dem Einlegen des Steines, gegebenenfalls nach
Auflegen eines Abdeckbleches auf die Steinoberfläche, zu dieser Oberfläche hin.
umgeschlagen werden.
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Für das Masseeinpreßverfahren können die Seitenwände 2 vorsorglich
noch mit wenigen Haltegliedern 7 versehen werden, beispielsweise als ausgestanzte
und aufgebogene Dreiecke von geringer Höhe.