DE1558069C - Verfahren und Cießform zur Herstellung eines feuerfesten Wirbelbettrostes - Google Patents

Description

Eine übliche Vorrichtung zum Arbeiten mit einem Wirbelbett besteht aus einer oberen und einer unteren Kammer, die durch einen waagerecht angeordneten Rost voneinander geteilt sind. Löcher in dem Rost verbinden die beiden Kammern miteinander.

Das zu behandelnde Material bringt man in die obere Kammer auf die Oberfläche des Rostes. Dann erhitzt man es und leitet unter Druck Luft oder Gas ' aus der unteren Kammer durch die Löcher des Rostes hindurch, wobei das auf dem Rost befindliche Material aufgewirbelt wird.

Ih solchen Vorrichtungen werden Umsetzungen ' mit aufgewirbelten Festteilchen durchgeführt, die eine hohe Temperatur erfordern. Diese hohe Temperatur macht die Verwendung von Metallteilchen in Berührung mit dem Wirbelbett nicht möglich. Üblicherweise haben solche Vorrichtungen einen großen Durchmesser, damit die aufgewirbelten Teilchen gut durchlüftet werden und damit eine waagerechte Verteilung der Wärme und der Luft durch die Turbulenz der aufgewirbelten Masse möglich ist. Hierdurch werden auch der Brennstoff und die Luft innerhalb der aufgewirbelten Teilchen gut verteilt. Die Form und Bauart eines solchen Rostes ist daher für den Betrieb der Vorrichtung sehr wichtig. Von Bedeutung vor allem sind die Abstände der Luftlöcher in dem Rost, um Kurzschlüsse der Luft zu vermeiden und um die Luft gleichmäßig zu verteilen und die Masse gleichmäßig zu erhitzen. In der Regel wurden solche Roste bisher aus abgeschrägten Steinen hergestellt. Bei dieser Bauart ist es aber praktisch unmöglich, Löcher in geeigneter Größe und in geeigneten Abständen vorzusehen. Der Zusammenbau sol^: eher Roste ist auch schwierig und teuer, weil besondere Stützen für die Steine hierfür erforderlich sind.

Es war auch schon bekannt, derartige Roste in einem Stück zu gießen. Die hierfür verwendeten zu vergießenden Stoifgemische haben aber keine einheitliche Zusammensetzung; wenn man sie in die Formen bringt und vor dem Härten richtig bearbeitet, so enthält der fertige Rost-Teile sehr verschiedener chemischer Zusammensetzung, verschiedener Festigkeit und verschiedener thermischer Ausdehnungskoeffizienten. Dadurch entstehen Spannungen innerhalb des gehärteten Rostes, wenn man. die Temperatur auf 1100°'C oder darüber erhöht. Schwere Risse und häufig ein vollständiger Zusammenbruch des Rostes sind die Folge.

Aufgabe der Erfindung ist.die Herstellung von feuerfesten Wirbelbcttrosten auch größerer Abmessungen, zu deren Fertigung keine vorgeformten Steine benötigt werden und in welchen beim Betrieb bei hohen Temperaturen keine zu Rissen führenden Spannungen entstehen. -' .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Wirbelbettrostes mit durch ihn führenden Gasdüsen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein feuerfestes, schnell erhärtendes Material in eine durch Teilungsplatten in mehrere Abschnitte unterteilte Gießform gegossen wird, worauf nach dem Erhärten des Gießmaterials die Teilungsplatlen entfernt und die dadurch entstandenen Fugen mit einem feuerfesten Material ausgegossen werden.

Mit besonderem Erfolg verwendet man zum Gießen des Rostes in der Gießform ein neuerdings entwickeltes, hoch temperaturbeständiges, gießbares Material, das im wesentlichen aus Aluminiumoxyd und einem Aluminiumoxyd enthaltenden Bindemittel besteht. Die aus diesen Stoffen hergestellten erhärteten Gußstücke sind chemisch gleichmäßig zusammen-, gesetzt, haben eine sehr hohe Festigkeit und einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. _(;;.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, das in die Abschnitte eingegossene feuerfeste Material vor dem Entfernen der Teilungsplatten zu verdichten. Das kann in an sich bekannter Weise z. B. · durch elektrisch oder pneumatisch angetriebene Vibratoren geschehen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Gießform zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Die Gießform ist gekennzeichnet durch einen gegebenenfals nach oben gewölbten Boden, durch einen am Umfang des Bodens befestigten Ring und durch innerhalb des Ringes angeordnete, die Gießform in Abschnitte unterteilende herausnehmbare Teilungsplatten.

Vorzugsweise hat der Boden Löcher, auf denen über die Oberfläche des herzustellenden Rostes hinausragende Dübel angebracht sind. Diese Dübel können zur Herstellung von sich nach oben verjüngenden Gasdüsen einen von unten nach oben abnehmenden Durchmesser haben. Zum besseren Halt können die oberen Enden der Dübel durch Haltestreifen miteinander verbunden sein.

Die Zeichnungen zeigen beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf den Rost aus feuerfestem Material. Sie zeigt die Anordnung der Teilungsplatten mit den abwechselnden Abschnitten Λ, die schon mit dem feuerfesten Material gefüllt sind, wobei in zweien dieser Abschnittet die oberen Enden der Dübel durch Festhaltestreifen gehalten werden;

F i g. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1. Die inneren Teile sind entfernt, und die ganzen Abschnitte sind mit erhärtetem feuerfestem Stoff gefüllt. Diese Figur zeigt auch die Verbindung des Rostes mit der unteren Kammer, vor dem sie mit der oberen Kammer zusammengebracht werden;

F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch einen Teil der F i g. 2, insbesondere die Festhaltestreifen an den oberen Teilen der Dübel;

F i g. 4 zeigt den oberen Teil der F i g. 3 nach dem Entfernen der Festhaltestreifen;

Fig. 5 zeigt den Abschnitt der Fig.4 in seiner endgültigen Form, wobei die Enden der Dübel abgeschnitten und versenkt sind;

F i g. 6 zeigt halbschematisch die untere Kammer mit dem fertigen Rost unterhalb der oberen Kammer vor dem Verbinden miteinander.

Den Aufbau der unteren Kammer und des Rostes 100 ersieht man am besten, aus der Fig. 2. Die äußere Hülle 60 für die untere Kammer 50 befindet sich unterhalb der oberen Kammer 90. Eine gegossene Isolierung 70 ist an der Innenseite der Wandungen in der unteren Kammer angeordnet. Nach dem Erhärten dieser Isolierung bringt man die Bodenform 30 für den Rost in ihre Stellung, wobei senkrechte Flanschen 31 auf der isolierenden Auskleidung ruhen. Die Bodenform 30 kann aus einer geeignet gewölbten Stahlplatte bestehen. Sie enthält zahlreiche Löcher 32 in geeigneten Abständen voneinander. Auf diesen Löchern werden die Dübel 33 angebracht, wie die F i g. 3 es zeigt. '

Dann bringt man den Ring 40 in seine Lage und verbindet ihn durch Verschweißen mit der Umhüllung 60 der unteren Kammer. Ein verbindender konzentrischer Flansch 61 wird, durch.Schweißen an der Verbindungsstelle der Umhüllung 60 und des Ringes 40 angebracht. Dieser Flansch "61 dient zum Verbinden, der unteren Kammer und des Rostes mit der oberen Kammer 90. .-.

Ein e-itfernbarer äußerer Ring 10 wird dann anstoßend an den Ring 40 angebracht und mit diesem letzteren verbunden. Ein innerer Formring 20 wird gleichfalls auf der oberen Oberfläche des Bodens 30 angebracht. Zwischen den Ringen 10, 40 und 20 verlaufen radial Teilungsplatten, wie die Fig. 1 es zeigt. Der Raum zwischen den Ringen wird also in mehrere abwechselnde Abschnitte A, B, A usw. unterteilt. An dem Ring 20 und den Teilungsplatten 1 können waagerechte Streifen 5 befestigt sein. Durch diese Streifen entstehen in den fertig gegossenen und erhärteten Abschnitten Nuten 7, in welche das Material der später zu gießenden Abschnitte eindringt. Die Abschnitte sind also nach dem Erhärten schwalbenschwanzartig miteinander verbunden.

Dübel 33 dienen zur Herstellung der Luftlöcher im Rost. Diese Dübel können aus Holz oder einem anderen Stoff bestehen, der entweder abbrennt oder schmilzt, wenn er Hitze ausgesetzt ist. Vorzugsweise haben die Dübel oben einen kleineren Durchmesser als unten. Es entstehen hierdurch nach dem Entfernen der Dübel in dem Rost abgeschrägte Löcher, die durch hindurchfallendes Material nicht verstopft werden. Die Dübel haben zweckmäßigerweise eine mittige Bohrung 34, um beim späteren Hindurchleiten von vorerhitzter Luft das Abbrennen oder Abschmelzen zu erleichtern. Weitere zusätzliche nicht abgebildete Dübel können dort angebracht werden, wo Zuleitungen für Brennstoffe u. dgl. erforderlich sind. Die Fig. 3 zeigt, daß die Dübel mit dem Boden 30 mittels Holzschrauben 37 verbunden sind, welche durch die Löcher 32 in den Boden hindurch und in die mittige Bohrung 34 der Dübel führen. Die Löcher 32 in dem Boden 30. müssen so angeordnet sein, daß die zum Aufwirbeln und Erhitzen erforderliche Luft richtig in das aufzuwirbelnde Material eintritt. Die Dübel ragen um etwa 1 bis 1,5 cm über die Oberfläche des Rostes hervor. Die oberen Teile der Dübel werden vorzugsweise durch Festhaltestreifen verbunden. Die Festhaltestreifen sind an den Dübeln mittels Stiften oder Nägeln 36 befestigt. Die Festhaltestreifen und die Dübel lassen parallele Bahnen L frei. Da die Dübel über die Oberfläche des Rostes hinausragen, kann das zu erhärtende Material unterhalb der Festhaltestreifen glattgestrichen werden' Wegen der hohen Temperaturen und der hohen ,Belastung muß der ganze Rost sehr dicht und gleichmäßig sein. Deshalb muß das zu erhärtende Material sorgfältig bearbeitet werden. Ein Verdichten von Hand ist wegen des schnellen Härtens ungenügend. Deshalb verwendet man in der Regel elektrisch oder pneumatisch getriebene Vibratoren. Hierfür werden die Luftlöcher in einem Muster nach Fig. 2 angeordnet. Wenn die Dübel über den Löchern angebracht sind und die Festhaltestreifen 35 mit den oberen Teilen der Dübel verbunden sind, liegen die Festhaltestreifen in Reihen und lassen Bahnen L frei, auf welchen der Vibrator bewegt werden kann. Die Anordnung der Luftlöcher ist aus diesem Grund von großer Bedeutung.

Zunächst bringt man die Dübel in jedem der Abschnitte/1 in der beschriebenen Art an. Dann füllt man einen oder mehrere der Abschnitte A innerhalb von 8 oder 1.0 Minuten mit dem zu erhärtenden Material bis zu 1 bis 1,5 cm unterhalb des Randes der Form. Anschließend verdichtet man mit Hilfe eines elektrischen oder pneumatischen Vibrators, den man in den Bahnen L zwischen den Festhaltestreifen 35 bewegt. Wenn alle Abschnitte A ausgegossen sind, läßt man das Material erhärten, was etwa 8 bis 12 Stunden in Anspruch nimmt. Dann entfernt man die radialen Teilungsplatten 1. Darauf bringt man in jedem Abschnitt B in analoger Weise die Dübel an. Schließlich bringt man die zu erhärtende Masse in die Abschnitte B direkt gegen die schon gehärteten Abschnitte A, verdichtet sie und härtet während der vorgeschriebenen Zeit.

Nach dem Durchhärten aller Abschnitte B entfernt man den inneren Ring 20 und baut Teilungsplatten 2 und 3 in der in Fig. 1 gezeigten Art ein, wobei der verbleibende Raum in die Abschnitte^', B' und C unterteilt wird. Auch bei diesen Teilungsplatten können senkrecht verlaufende Streifen vorgesehen sein, um Nuten 7 zu bilden. Dann bringt man die Dübel in den Abschnitten A' an und füllt diese Abschnitte mit dem härtbaren Material in direkter Berührung mit den schon ausgehärteten Abschnitten/1 und B. Nach dem Aushärten bringt man Dübel in den Abschnitten B' an und bringt in diese ebenfalls ein härtbares Material. Nach dem Aushärten innerhalb der Abschnittet' entfernt man die Teilungsplatten 2 und 3 und baut die Dübel in dem Abschnitt C ein. Schließlich wird dieser letztere Abschnitt in gleicher Weise, wie beschrieben, gefüllt.

Nach dem Durchhärten aller Abschnitte und dem Entfernen der Festhaltestreifen 35 entfernt man auch den äußeren Ring 10. Dadurch wird die Oberfläche des Rostes mit den daraus hervorragenden Dübeln freigelegt, wie die F i g. 4 es zeigt. Nach dem Durchhärten des feuerfesten Materials werden die Auslässe der Luftlöcher mittels eines Bohrers leicht versenkt, man entfernt die Schrauben 37, weiche die Dübel an dem Boden 30 befestigen, und entfernt dann den Boden selbst. Falls der Boden wieder verwendet werden soll, kann man ihn.in Abschnitten abnehmen. Üblicherweise verwirft man ihn aber und zerteilt ihn mittels Hitze von unten her.

Der Rost ist nun vollständig gegossen. Nach einigen Tagen weiteren Durchhärtens wird er mit Wärme behandelt, um ihn für die weitere Benutzung vorzubereiten. Das macht man am besten so, daß man erhitzte Luft in die untere Kammer einleitet, von wo sie durch die Löcher in den Dübeln nach oben entweicht. Die Dübel werden hierbei getrocknet und bei weiterer Steigerung der Temperatur verbrannt oder geschmolzen:

Die Fig. 6-zeigt, auf welche Weise die untere Kammer und der Rost 100 nach oben mit der oberen Kammer 90 gehoben und verbunden werden. Der Rost ragt in das Innere der oberen Kammer hinein. Die obere Kammer wird mit dem unteren Teil durch den Flansch 61 verbunden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Wirbelbettrostes mit durch ihn führenden Gasdüsen, dadurchgckennzeichnet, daß ein feuerfestes, schnell erhärtendes Material in eine

durch Teilungsplatten in mehrere Abschnitte unterteilte Gießform gegossen wird, worauf nach dem Erhärten des Gießmaterials die Teilungsplatten entfernt und die dadurch entstandenen Fugen mit einem feuerfesten Material ausgegossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines feuerfesten Gießmaterials, das im wesentlichen aus Aluminiumoxyd besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Abschnitte eingegossene feuerfeste Material vor dem Entfernen der Teilungsplatten verdichtet wird.

4. Gießform zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen gegebenenfalls nach oben gewölbten Boden (30),.durch einen am Umfang des Bodens (30) befestigten Ring (10) und durch innerhalb des Ringes (10) angeordnete, die Gießform in Abschnitte (A, B, A) unterteilende herausnehmbare Teilungsplatten (1, 2, 3).

5. Gießform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (30) Löcher (32,33) hat, auf denen über die Oberfläche des herzustellenden Rostes hinausragende Dübel (34) angebracht sind.

6. Gießform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübel (34) einen von unten nach oben abnehmenden Durchmesser haben.

7. Gießform nach Anspruch 5 oder'6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Enden der Dübel (34) durch Haltestreifen (35) miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen