DE1184265B

DE1184265B - Fireproof unit for lining ovens, especially rotary ovens

Info

Publication number: DE1184265B
Application number: DEC29384A
Authority: DE
Inventors: Oscar Milton Wicken
Original assignee: Canadian Refractories Ltd
Current assignee: Canadian Refractories Ltd
Priority date: 1962-05-04
Filing date: 1963-03-12
Publication date: 1964-12-23

Description

Feuerfeste Einheit für die Auskleidung von Öfen, insbesondere Drehöfen Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Einheit für die Auskleidung von Öfen, insbesondere Drehöfen.Refractory unit for lining furnaces, especially rotary kilns The invention relates to a refractory unit for lining furnaces, in particular Rotary kilns.

Auf dem einschlägigen Gebiet ist es allgemein bekannt, daß röhrenförmige Öfen, wie Drehöfen, mit feuerfesten Blöcken ausgekleidet werden können. Für diesen Zweck werden üblicherweise nicht saure oder basische feuerfeste Steine angewandt, wobei allgemein eine Art oxydierbarer Metallplatten zwischen benachbarten Steinen angeordnet wird, um so eine Rißbildung oder Abplatzen der Steine zu verhindern. Bei der praktischen Durchführung wird jedoch die Lebensdauer derartiger Auskleidungen häufig durch relativ kleine Gebiete beschleunigter Abnutzung begrenzt. Sehr oft ist es so notwendig, den Betrieb des Ofens zu unterbrechen und die Auskleidung vollständig neu aufzubauen und zu reparieren, wenn lediglich kleine Anteile aerodiert oder abgenutzt sind.It is well known in the art that tubular Furnaces, such as rotary kilns, can be lined with refractory blocks. For this Purpose, usually non-acidic or basic refractory bricks are used, being generally some kind of oxidizable metal plate between adjacent stones is arranged so as to prevent cracking or chipping of the stones. In practice, however, the service life of such linings is reduced often limited by relatively small areas of accelerated wear. Very often it is so necessary to interrupt the operation of the furnace and completely remove the lining to rebuild and repair if only small parts aerated or worn out are.

Derartige Zerstörungen können verschiedene Ursachen haben, zu denen eine nicht richtige Installation der Auskleidung und nicht gleichmäßige Bindung des Steins gehören, aus dem die Auskleidung aufgebaut wird. Es ist bereits in Vorschlag gebracht worden, daß spezielle Unterlagen u. dgl. zwecks richtigen Aufbaus angewandt werden sollen. Von anderer Seite ist der Aufbau der Auskleidung aus einer Mehrzahl von Schichten verschiedener Steinarten zwecks verbesserter Bindung vorgeschlagen worden.Such destruction can have various causes, including improper installation of the liner and inconsistent bonding of the stone from which the lining is built. It is already being proposed been brought that special documents and the like. Applied for the purpose of correct construction should be. On the other hand, the construction of the lining is made up of a plurality proposed by layers of different types of stone for the purpose of improved bonding been.

Schichtstrukturen dieser letzteren Art bedingen natürlich eine Vergrößerung des verwickelten Charakters des eigentlichen Aufbaus der Auskleidung,@dä mehr als eine Steinart gehandhabt werden muß, wodurch sich entsprechende Erhöhungen der Arbeitskosten und Materialkosten ergeben.Layer structures of this latter type naturally require enlargement the intricate nature of the actual construction of the lining, @ dä more than a type of stone must be handled, causing corresponding increases in labor costs and material costs.

Von anderer Seite ist vorgeschlagen worden, daß der wesentliche Punkt für die Herstellung einer guten Auskleidung eines Drehofens darin besteht, daß man die Ausdehnung zwischen den Ringen oder Läufen der Steine, die die Auskleidung bilden,- ermöglicht. Verbrennbare Blätter aus einem Material, wie Papier usw., sind angewandt worden, die an den oberen und/oder unteren des Steins und der benachbarten Ringe befestigt worden sind, wobei diese Blätter während des ersten Betriebs des Ofens herausbrennen und somit einen Raum für die spätere Ausdehnung zwischen den einzelnen Bauelementen ergeben.It has been suggested by others that the essential point for the production of a good lining of a rotary kiln consists in that one the extension between the rings or runs of the stones which form the lining, enables. Combustible sheets made of a material such as paper, etc. are used been attached to the top and / or bottom of the stone and the adjacent rings have been attached, these sheets being used during the first operation of the oven burn out and thus a space for the later expansion between the individual Components result.

Es ergeben sich natürlich Schwierigkeiten bezüglich der sicheren Befestigung zwischen den verbrennbaren Blättern des Materials und dem feuerfesten Stein. Eine gute Befestigung ist notwendig, um so sicherzugehen, daß jeder in der Auskleidung eingebaute Stein das verbrennbare Blatt aufweist. Wenn zufällig einige Steine ohne ein Blatt eingebaut werden, können sich Probleme bezüglich einer nicht gleichmäßigen Ausdehnung ergeben. Weiterhin bedingt die Notwendigkeit der zusätzlichen Arbeitsstufe eines Anklebens oder andersartigen Refestigens eines Blattes aus einem verbrennbaren Material an einer oder mehreren Flächen des Steins eine zusätzliche Kostenerhöhung.Difficulties arise with regard to secure fastening, of course between the combustible sheets of the material and the refractory stone. One good fastening is necessary so as to ensure that everyone is in the liner built-in stone has the combustible sheet. If happened to be some stones without Incorporating a sheet can cause problems regarding non-uniformity Result in expansion. Furthermore, the necessity of the additional work stage requires gluing or other type of fixing of a sheet of a combustible one Material on one or more faces of the stone adds an additional cost.

Erfindungsgemäß gelingt es, die angegeberieü Nachteile, wie sie mit dem Stand der Technik verbunden sind, auszuräumen: Die erfindungsgemäße feuerfeste Einheit ist dadurch gekennzeichnet, da.ß an einem feuerfesten Stein eine einstückige Metallumkleidung befestigt ist, die so ausgebildet ist, daß dieselbe einen Teil von drei Seiten des Steins bedeckt, die eine Ecke der heißen Fläche bilden, und daß die Umkleidung über dei' 1?cke ausgespart ist.According to the invention it is possible to overcome the disadvantages mentioned, such as those with the prior art are connected to dispel: The refractory according to the invention Unit is characterized in that there is a one-piece on a refractory brick Metal cladding is attached, which is formed so that the same part covered by three sides of the stone forming a corner of the hot surface, and that the cladding is left open over the corner.

Vorteilhaft erweist es sieh, ds.ß der Stein eine praktisch plane heiße Fläche und eine praktisch plane kalte Fläche äufweist:-sov#ie die Umkleidung über einen Teil von drei Seitefi gebogen ist, die eine Ecke der heißen Fläche bilden, sowie ein Teilstück der Umkleidung über der heißen Fläche lediglich einen geringen Teil derselben'bedeokt.It turns out to be advantageous that the stone is called a practically flat one Surface and a practically flat cold surface: -sov # ie the casing over part of three sides that form a corner of the hot surface are bent, and only a small part of the casing over the hot surface Part of the same'bedeokt.

Zweckmäßig ist es weiterhin, daß das Teilstück der Umkleidung; das über der heißen Fläche liegt und lediglich einen gerigen Teil derselben abdeckt, sich praktisch über die- Länge desselben erstreckt und daß ein zweites Teilstück der Umkleidung unter der heißen Fläche endet, wobei in dem zweiten Teilstück der Umkleidung eine Kröpfung ausgebildet ist sowie der feuerfeste Stein allgemein polygonale Form aufweist.It is also useful that the portion of the casing; the lies above the hot surface and only covers a small part of it, practically extends over the length of the same and that a second section the casing under the hot surface ends, being in the second Part of the cladding is formed with a crank and the refractory stone generally polygonal in shape.

Die Umkleidungen sind weiterhin so konstruiert und angeordnet, daß sich eine relative Ausdehnung zwischen dem einen Ring bildenden Stein ermöglicht und sich weiterhin für die Auskleidung eine metallische Verstärkungsbahn über dem Umfang und die längsseitige Abmessung der Auskleidung ergibt.The casings are further constructed and arranged that allows a relative expansion between the stone forming a ring and there is also a metallic reinforcement sheet over the lining for the lining Perimeter and the longitudinal dimension of the lining results.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert: F i g. 1 ist eine isometrische Darstellung eines Steins, der für den Aufbau einer erfindungsgemäßen Auskleidung eines Drehofens angewandt wird; F i g. 2 ist eine Draufsicht auf einen Ring einer mit dem Stein nach der F i g. 1 aufgebauten Auskleidung eines Drehofens; F i g. 3 ist eine weggebrochene perspektivische Darstellung eines längsseitigen Schnitts einer mit dem Stein nach der F i g. 1 hergestellten Auskleidung eines Drehofens, wobei hier das wechselseitige Verhältnis zwischen den Steinen in Umfangsrichtung und längsseitiger Richtung gezeigt ist; F i g. 3 a ist eine vergrößerte, weggebrochene, perspektivische Darstellung eines Teils der Auskleidung nach F i g. 3.The invention is described below, for example, with reference to FIG the drawings explained: F i g. 1 is an isometric view of a stone, used for the construction of a lining according to the invention of a rotary kiln will; F i g. Fig. 2 is a plan view of a ring with the stone according to fig i g. 1 built lining of a rotary kiln; F i g. 3 is a broken one perspective view of a longitudinal section of one with the stone after the F i g. 1 lining of a rotary kiln, the reciprocal here Relation between the stones in the circumferential direction and longitudinal direction shown is; F i g. 3 a is an enlarged, broken away, perspective view part of the lining according to FIG. 3.

Für die Auskleidungen von Drehöfen können die erfindungsgemäßen Steine aus irgendeinem nicht sauren feuerfesten Material hergestellt werden. Beispielsweise sind nicht saure feuerfeste Materialien, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind, unter anderem Magnesit, Periclas, Chromit, Magnesiumoxyd-Chrom, Chrom-Magnesiumoxyd, verschiedene Magnesiumoxydspinele, Gemische aus diesen Materialien u. dgl. Dieselben können gebrannt oder ungebrannt, synthetisch gebunden, geschmolzen usw. sein.The stones according to the invention can be used for lining rotary kilns be made of any non-acidic refractory material. For example are non-acidic refractories as are well known to those skilled in the art are, among others, magnesite, periclas, chromite, magnesium oxide-chromium, chromium-magnesium oxide, various magnesia spinels, mixtures of these materials, and the like can be fired or unfired, synthetically bonded, fused, etc.

In den Zeichnungen ist ein allgemein polygonaler, keilförmiger Stein gezeigt, da diese Form allgemein für die Auskleidung von Drehöfen angewandt wird. Es versteht sich jedoch, daß der Erfindungsgegenstand in gleicher Weise auf andere Formen anwendbar ist, die zum Aufbau verschiedener anderer feuerfester Strukturen angewandt werden, wie der Fachmann allgemein weiß. Der Stein kann auch aus einem anderen als einem nicht sauren, feuerfesten Material in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Anwendungsgebiet hergestellt sein. Die einstöckige Metallumkleidung, wie sie für den erfindungsgemäßen Stein angewandt wird, kann aus praktisch jedem oxydierbaren Metall hergestellt sein. Die allgemein für diesen Zweck Anwendung findenden Metalle sind Eisen oder Stahl. Die Dicke der Platte wird von der speziellen Vorrichtung abhängen, in: der dieselbe Anwendung finden soll.In the drawings is a generally polygonal, wedge-shaped stone shown as this shape is generally used for lining rotary kilns. It goes without saying, however, that the subject matter of the invention applies equally to others Shapes is applicable to the construction of various other refractory structures can be used, as is generally known to those skilled in the art. The stone can also consist of one other than a non-acidic refractory material depending on the intended Application area be made. The one-story metal cladding as it is for The stone according to the invention is applied, can be made of practically any oxidizable Made of metal. The metals generally used for this purpose are iron or steel. The thickness of the plate is determined by the special device depend in: which is to find the same application.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weist ein erfindungsgemäßer feuerfester Stein allgemein einen polygonalen, keilförmigen, nicht sauren, feuerfesten Körper 10 auf, der teilweise durch eine neuartige Metallumkleidungs-Einheit 11 umschlossen ist. Die gegenüberliegenden, praktisch parallelen Steinflächen 13 und 13 a dienen als die heiße bzw. als die kalte Fläche. Im wesentlichen stellt die Metallumkleidung eine dreiteilige Einheit dar und weist eine relativ große Metallplatte 12 auf, die praktisch vollständig eine der großen Flächen des Blocks 10 bedeckt, jedoch unmittelbar vor der hinteren oder kalten Fläche 13 a desselben endet. Das Kantenteil 14 der Platte 12 benachbart zu der heißen Fläche 13 ist rechtwinklig umgebogen, um p teilweise die heiße Fläche praktisch längs deren langer Kante zu bedecken. Ein weiteres Teil 15 der Platte 12 ist rechtwinklig hierzu und $u dem Kantenteil 14 umgebogen, um so im wesentlichen die Fläche 16 des Blocks 10 zu bedecken. Das Teil15 endet in Richtung nach innen der kalten Fläche 13a mit einer Entfernung, die praktisch gleich dem Abstand der Platte 12 hiervon ist. Dasselbe ist in gleicher Weise im Abstand nach innen zu der anderen großen Fläche 17 des Blocks angeordnet. Die Umkleidung kann zunächst an dem Stein nach irgendeiner der allgemein bekannten Arbeitsweisen, wie ein Festkleben, Hereindrücken von Vorsprüngen aus der Umkleidung in den 'noch nicht gebrannten rohen Stein, gemeinsames Verformen usw., befestigt werden. Somit stellt die Metallumkleidung 11 eine einstöckige Einheit dar, die aus drei planen Metallabschnitten 12,14 und 15 besteht, die so gebogen sind, daß dieselben benachbart über wenigstens ein Teil der drei Seiten des Steins 10 dergestalt liegen, daß eine Ecke 20 der heißen Fläche 13 freiliegt.Referring to the drawings, a refractory brick according to the invention generally comprises a polygonal, wedge-shaped, non-acidic refractory body 10 which is partially enclosed by a novel metal cladding unit 11. The opposite, practically parallel stone surfaces 13 and 13 a serve as the hot and cold surfaces, respectively. Essentially, the metal cladding is a three-part unit and has a relatively large metal plate 12 which practically completely covers one of the large surfaces of the block 10, but ends immediately in front of the rear or cold surface 13 a thereof. The edge part 14 of the plate 12 adjacent to the hot surface 13 is bent at right angles in order to partially cover the hot surface practically along its long edge. Another part 15 of the plate 12 is bent at right angles to this and the edge part 14 so as to essentially cover the surface 16 of the block 10. The part 15 ends in the direction inward of the cold surface 13a at a distance which is practically equal to the distance of the plate 12 therefrom. It is similarly spaced inwardly from the other large surface 17 of the block. The casing can first be attached to the stone by any of the well-known techniques, such as gluing, pressing protrusions from the casing into the not yet fired raw stone, deforming together, and so on. Thus, the metal cladding 11 is a one-story unit consisting of three flat metal sections 12, 14 and 15 which are bent so that they lie adjacent over at least part of the three sides of the stone 10 so that a corner 20 of the hot surface 13 is exposed.

Das Umkleidungsteil15 endet eine erhebliche Entfernung unter der heißen Fläche 13, wodurch eine Fläche 18 eines Endes des Blocks 10 freiliegend verbleibt. Die Platte 12 ist bei 19 auf eine Tiefe eingekerbt, die gleich der Tiefe der freiliegenden Fläche 18 der Blockoberfläche 18 ist. Die Platte 14, die eine Verlängerung der Platte 12 darstellt, wirkt hiermit und mit der Platte 15 zusammen, wodurch die Ecke 20 freiliegt. Diese freiliegende Ecke und das freiliegende Teil 18 der Fläche 16 ergeben einen Atmungsraum in einer fertigen Anordnung, durch den eine , radiale Ausdehnung 'der Metallumkleidung entsprechend der Volumenzunahme bei dem Erhitzen und der Oaydafion erzielt wird, sowie einen Raum für den Fluß des geschmolzenen Metalls benachbart zu der heißen Oberfläche, ohne daß hierdurch ein Zerreißen der Auskleidung bedingt wird. Wichtiger ist hier loch, daß in dieser taschenartigen Auskerbung das Metall gesammelt wird, das herausfließt, sowie dessen Zersetzung auf der heißen Oberfläche verhindert wird. Weiterhin fördert diese Möglichkeit der Oxydationsausdehnung und des Metallflusses ein zwangläufiges Schmelzen längsseitig zwischen nebeneinander angeordneten Steinen in benachbarten Ringen, wie dies schematisch in der F i g. 3 durch das Bezugszeichen 25 angezeigt ist, sowie das Erreichen einer festeren Metallbindung um den Umfang, wie schematisch durch das Bezugszeichen 26 gezeigt, und zwar zwischen den benachbarten Steinen des gleichen Rings. In der F i g. 3 a sind die allgemeinen Schmelzflächen 25 und 26 deutlicher durch die ge- strichelten Linien angezeigt. Der größte Teil dieses in längsseitiger Richtung und im Umfang herum auftretenden Schmelzens tritt um und Über die freiliegende Ecke 20 des Blocks 10 auf, und im Zusammenwirken mit anderen Steineinheiten, die die Auskleidung ergeben, ergibt sich ein metallisches Rahmenwerk oder Bahn, die die Auskleidung im Inneren der äußeren Ofenhülle 40 in längsseitiger und Umfangsrichtung verstärkt.The casing part 15 terminates a substantial distance below the hot surface 13, leaving a surface 18 of one end of the block 10 exposed. The plate 12 is notched at 19 to a depth equal to the depth of the exposed surface 18 of the block surface 18. The plate 14, which is an extension of the plate 12, cooperates with this and with the plate 15, whereby the corner 20 is exposed. This exposed corner and exposed portion 18 of surface 16 provide a breathing space in a finished assembly by which "radial expansion" of the metal shell is achieved in accordance with the increase in volume of heating and oaydafion, and a space for the flow of molten metal adjacent thereto to the hot surface without tearing the liner. What is more important here is that this pocket-like notch collects the metal that flows out and prevents it from decomposing on the hot surface. Furthermore, this possibility of oxidative expansion and the flow of metal promotes an inevitable melting along the length between stones arranged next to one another in adjacent rings, as shown schematically in FIG. 3 is indicated by reference number 25, as well as the achievement of a stronger metal bond around the perimeter, as shown schematically by reference number 26, between the adjacent stones of the same ring. In FIG. 3 a, the general enamel surfaces 25 and 26 are shown more clearly by the dashed lines. Most of this longitudinal and circumferential melting occurs around and over the exposed corner 20 of the block 10 and, in conjunction with other stone units that make up the liner, results in a metallic framework or path that the liner in the Reinforced inside the outer furnace shell 40 in the longitudinal and circumferential directions.

Das Seitenteil 15 weist eine Ausdehnungs-Kröpfung 30 auf, die benachbart zu dessen heißer Flächenkante ausgebildet ist. Die Kröpfung 30 verläuft von ihrer größten Höhe benachbart zu der heißen Fläche verjüngt zu einer Stelle zwischen den Enden der Platte 15. Vorzugsweise endet dieselbe etwa bei einem Drittel der Länge der Platte 15 von deren heißer Flächenkante aus. Dieser Kröpfung 30 ergibt den gesamten Raum, der für eine längsseitige Ausdehnung zwischen den Ringen notwendig ist, und arbeitet mit dem oben angegebenen Atmungsraum so zusammen, daß eine flexiblere, sich selbsttätig anpassende, jedoch mechanisch feste und leistungsfähige Auskleidung für einen Drehofen erzielt wird. Die Kröpfung bedingt das Merkmal einer selbsttätigen Anpassung, und zwar auf Grund deren relativer Zusammendrückbarkeit und kontinuierlicher Berührung mit einem benachbarten Stein während des Erhitzens und Abkühlens des Ofens. Die Anwendung der Kröpfung bedingt weiterhin, daß es nicht notwendig ist, einen verbrennbaren Fremdstoff anzuwenden, der bisher für diesen Zweck Verwendung gefunden hat.The side part 15 has an expansion crank 30 which is formed adjacent to its hot surface edge. The crank 30 is tapered from its greatest height adjacent to the hot surface to a point between the ends of the plate 15. It preferably ends at approximately one third of the length of the plate 15 from its hot surface edge. This crank 30 provides the entire space necessary for longitudinal expansion between the rings, and works with the breathing space specified above in such a way that a more flexible, self-adapting, but mechanically strong and powerful lining for a rotary kiln is achieved. The offset causes the characteristic of an automatic adjustment, due to their relative compressibility and continuous contact with an adjacent stone during the heating and cooling of the furnace. The use of the crank also means that it is not necessary to use a combustible foreign substance which has hitherto been used for this purpose.

In der obigen Beschreibung ist unter dem Ausdruck »heiße Fläche« natürlich die Fläche des Steins zu verstehen, die gegenüber dem Inneren des Ofens freiliegt, und die kalte Fläche stellt die Fläche des Steins dar, die am weitesten von der heißen Fläche entfernt ist.In the above description, the term "hot surface" is natural understand the area of the stone that is exposed to the interior of the furnace, and the cold face represents the face of the stone that is furthest from the hot surface is removed.

Claims

Claims: 1. Refractory unit for lining furnaces, in particular rotary kilns, characterized in that a one-piece metal cladding (11) is attached to a refractory brick (10 ) and is designed so that it is part of three sides of the brick covered, which form a corner (20) of the hot surface (13) , and that the casing is recessed over the corner.

2. Refractory unit according to claim 1, characterized in that that the stone (10) has a practically plane hot surface (13) and a practically plane cold surface (13 a) and the cladding over part of three sides is bent, which form a corner of the hot surface.

3. Refractory unit after Claims 1 and 2, characterized in that a section (14) of the casing covers only a small part of the same over the hot surface (13).

4. Refractory unit according to one of the preceding claims, characterized in that the section (14) of the casing, which lies over the hot surface (13) and covers only a small part thereof, extends practically over the length of the same and that a second Part (15) of the casing ends under the hot surface (13).

5. Refractory unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the second part (15) of the casing a crank (30) is formed.

6. Refractory unit according to one of the preceding claims, characterized in that the refractory brick (10) is generally polygonal in shape having.

7. Refractory unit according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the crank (30) in one of the sections of the casing (15) is formed, which is a main part of one side (16) of the refractory brick (10) covered.