DE202019002656U1

DE202019002656U1 - Strahlungsschuh

Info

Publication number: DE202019002656U1
Application number: DE202019002656.8U
Authority: DE
Original assignee: INTOCAST AG
Current assignee: INTOCAST AG
Priority date: 2019-06-24
Filing date: 2019-06-24
Publication date: 2020-09-28
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: EP3757497A1

Abstract

Strahlungsschuh (1) zur Befestigung an einem Rohr (4) eines Ofens, insbesondere an einem Wasser- oder Dampfkühlungsrohr in einem Hubschlitz im Boden eines Hubbalkenofens, umfassend einen feuerfesten Abschirmkörper (2) mit einer mittigen Öffnung (3) für das Rohr (4), einer im wesentlichen flächigen Unterseite (5) und einer von der mittigen Öffnung (3) nach außen hin abnehmenden Dicke, gekennzeichnet durch einen stahlfrei geformten und gebrannten und/oder gesinterten Abschirmkörper (2).

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Strahlungsschuh nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Gattungsgemäße Strahlungsschuhe werden in Hubbalkenöfen eingesetzt, um Wärmeverluste der Ofenanlage zu minimieren. Hierzu schirmen sie den Bereich der Hubschlitze im Boden des Ofens ab.
Im im typischen Anwendungsfall vorliegenden Temperaturbereich von ca. 1300°C findet Wärmeübertragung zu ca. 90% durch Strahlung statt. Nicht abgeschirmte Schlitze im Ofen entlassen einen Teil der Strahlung und damit der Wärmeenergie durch den Ofenboden in die Umwelt. Dennoch werden bei nur ca. 5 % der Hubbalkenöfen Hubschlitze durch gattungsgemäße Strahlungsschuhe abgeschirmt. Der Grund hierfür liegt in der Gefahr, dass die meist massiven Schuhbauteile abfallen und die Ofenmechanik zu Stillstand bringen. Das wiederum bedingt einen Ofenstillstand und damit Produktionsausfall.
Aus dem Stand der Technik bekannte Strahlungsschuhe bestehen aus armierten Betonbauteilen, die am Rohrsystem verschweißt werden. Ein Nachteil dieser Ausführungsform ist, dass die Bauteile nicht gebrannt werden können, weil der Stahlanteil dadurch zerstört würde. Dadurch erhalten diese Bauteile ihre Endfestigkeit erst im Betrieb, nachdem die Feuchtigkeit und später das chemisch gebundene Wasser ausgetrieben wurden. Da die Aufheizung im Betrieb undefiniert ist, neigen diese Bauteile dazu Risse zu entwickeln, die dann später zur Zerstörung der Bauteile führen und dann im schlimmsten Fall zum erwähnten Stillstand.
Um dem Abfallen entgegen zu wirken ist es bekannt, die eingesetzten Bauteile auf großformatigen Tellern aus warmfesten Gusswerkstoffen anzuordnen, siehe 1. Obwohl diese Teller, genau wie die Bauteile selbst, am gekühlten Rohrsystem verschweißt werden und dadurch eine gewisse Rückkühlung erfahren, neigen Sie dazu im Betrieb zu verzundern.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungsschuh nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der bei einfacher und kostengünstiger Herstellung eine höhere Standzeit aufweist, einfach montierbar und zu Wartungszwecken zerstörungsfrei entfernbar ist.
Diese Aufgabe wird entsprechen den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird ein Strahlungsschuh zur Befestigung an einem Rohr eines Ofens, insbesondere an einem Wasser- oder Dampfkühlungsrohr in einem Hubschlitz im Boden eines Hubbalkenofens, umfassend einen feuerfesten Abschirmkörper mit einer mittigen Öffnung für das Rohr, einer im wesentlichen flächigen Unterseite und einer von der mittigen Öffnung nach außen hin abnehmenden Dicke, geschaffen, der einen stahlfrei geformten und gebrannten Abschirmkörper aufweist.
Der Strahlungsschuh besteht erfindungsgemäß im Wesentlichen aus einem keramischen Körper, der ohne jeglichen Stahlanteil geformt und gebrannt werden kann.
Erfindungsgemäß getemperte oder gebrannte Bauteile des Strahlungsschuhs entwickeln im Betrieb keine Risse und sind dadurch mechanisch fester. Der im Stand der Technik erforderliche Auflageteller ist nicht nötig. Es reicht ein schmaler, beispielsweise ca. 50mm breiter, Stützring, der am Rohrsystem verschweißt wird. Da dieser Stützring bei weitem nicht so exponiert ist verzundert er nicht. Auch die verwendete Befestigungsmechanik ist sehr nahe am Rohrsystem platziert und verzundert nicht. Des Weiteren bietet sie ausreichend Freiheitsgrade um etwaige Wärmedehnungen zu parieren. Das Bauteil ist sehr einfach abnehmbar und -im Falle von umliegenden Reparaturen- wieder aufsetzbar.
Vorzugsweise ist der Abschirmkörper zweiteilig ausgebildet und damit einfach um ein Rohr montierbar. Zwischen den beiden Teilen kann eine Keramikfasermatte vorgesehen sein, die zweckmäßigerweise eine Auflage für einen Stützring am Rohr aufweist.
Der Strahlungsschuh weist vorzugsweise eine sich von der Öffnung in den Abschirmkörper hinein erstreckende Aussparung für eine Haltevorrichtung auf. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise einen am Rohr befestigten, insbesondere verschweißten, Stützring und/oder ein, zwei oder mehr am Rohr befestigte, insbesondere verschweißte, Haken aufweisen.
Vorteilhafterweise weist die Aussparung einen komplementär zu einem stiftförmigen Haltelement ausgebildeten Abschnitt auf. In diesen Abschnitt ist ein Kloben einsetzbar, beispielsweise aus einem warmfesten Stahl der Güte 1.4841 o. ä. Der Kloben kann an seinem freien Ende zum Einhaken in den Haken ausgestaltet sein.
Der zur Aufnahme des Klobens vorgesehene Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise von der mittigen Öffnung für das Rohr schräg nach unten in Richtung auf den Außenrand des Abschirmkörpers.
Die Aussparung kann ferner einen komplementär zum am Rohr befestigten Stützring ausgebildeten Abschnitt aufweisen. Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Keramikfasermatte zwischen Stützring und Abschirmkörper.
Die Erfindung schafft ferner einen Hubbalkenofen umfassend einen Hubschlitz und ein darin angeordnetes Kühlrohr sowie den erfindungsgemäßen Strahlungsschuh, wobei am Kühlrohr ein Stützring sowie Haken befestigt sind, in welche stiftförmige Halteelemente eingehakt sind, die sich in den Abschirmkörper hinein erstrecken.
Weitere Eigenschaften, Merkmale und Ausführungsformen sind der nachfolgenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen entnehmbar.
Figurenliste

1 illustriert einen bekannten Strahlungsschuh in an einem Kühlrohr eines Hubbalkenofens montiertem Zustand.
2 (a) bis (e) zeigt den erfindungsgemäßen Strahlungsschuh in an einem Kühlrohr eines Hubbalkenofens montiertem Zustand in verschiedenen Ansichten.
3 ist eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Strahlungsschuhs nebst Befestigungselementen und Rohr.
4 (a) bis (f) zeigt einen Teil des Abschirmkörpers in verschiedenen Schnittansichten.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Der in 2 dargestellte Strahlungsschuh 1 umfasst einen feuerfesten, stahlfrei geformten und gebrannten und/oder gesinterten Abschirmkörper 2 mit einer mittigen Öffnung 3, durch welche sich ein Rohr 4 wie etwa ein Wasser- oder Dampfkühlungsrohr eines Hubbalkenofens erstreckt, einer im wesentlichen flächigen Unterseite 5 und einer von der mittigen Öffnung 3 nach außen hin abnehmenden Dicke.
Der Abschirmkörper 2 ist aus hier zwei Teilen 2', 2" gebildet, die das Rohr 4 umschließen. Zwischen den beiden Teilen eine Keramikfasermatte 6 oder dergleichen vorgesehen.
Der Abschirmkörper 2 liegt über die Keramikfasermatte 6 auf einem schmalen Stützring 7 auf, der mit dem Rohr 4 verschweißt oder anderweitig daran befestigt sein kann. Gegen Abkippen der Teile 2', 2" des Abschirmkörpers 2 am Stützring 7 sind am Rohr 4 zweckmäßigerweise zwei Haken 8 befestigt, in welche stiftförmiger Befestigungselemente, sogenannte Kloben 9, eingreifen, die sich wiederum kraft- und/oder formschlüssig in stiftförmige Aussparungen 10 des Abschirmkörpers hinein erstrecken. Die Teile 2', 2" des Abschirmkörpers 2 werden somit entlang des Abkippkraftvektors durch die Kloben-/Hakenvorrichtung spannungsfrei gehalten. Die Kloben 9 können hierzu eine geeignete Oberflächenstrukturierung aufweisen, z.B. wie dargestellt eine Wellung.oder ein Gewinde 11.
Die einzelnen Elemente des Strahlungsschuhs 1 nebst Haltevorrichtung und Rohr 4 sind in Flg. 3 detailliert dargestellt,
4 (e) illustriert die Aussparung 12 für die Haltevorrichtung am Teil 2' des Abschirmkörpers 2. Ersichtlich ist ein oberer Aussparungsabschnitt 13 für die Haken 8, ein mittlerer Aussparungsabschnitt 14 für das Rohr 4, ein unterer Aussparungsabschnitt 15 für den Stützring 7 sowie ein Aussparungsabschnitt 16 für den Kloben 9 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Strahkungsschuh
2: Abschirmkörper
2', 2": Teil
3: Öffnung
4: Rohr
5: Unterseite
6: Keramikfasermatte
7: Stützring
8: Haken
9: Kloben
10: Aussparung
11: Gewinde
12: Aussparung
13: Aussparungsabschnitt
14: Aussparungsabschnitt
15: Aussparungsabschnitt
16: Aussparungsabschnitt

Claims

Strahlungsschuh (1) zur Befestigung an einem Rohr (4) eines Ofens, insbesondere an einem Wasser- oder Dampfkühlungsrohr in einem Hubschlitz im Boden eines Hubbalkenofens, umfassend einen feuerfesten Abschirmkörper (2) mit einer mittigen Öffnung (3) für das Rohr (4), einer im wesentlichen flächigen Unterseite (5) und einer von der mittigen Öffnung (3) nach außen hin abnehmenden Dicke, gekennzeichnet durch einen stahlfrei geformten und gebrannten und/oder gesinterten Abschirmkörper (2).
Strahlungsschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmkörper (2) zweiteilig ausgebildet ist.
Strahlungsschuh nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Teilen (2', 2") des Abschirmkörpers (2) eine Keramikfasermatte (6) vorgesehen ist.
Strahlungsschuh nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikfasermatte (6) eine Auflage für einen Stützring (7) am Rohr (4) aufweist.
Strahlungsschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich von der Öffnung (3) in den Abschirmkörper (2) hinein erstreckende Aussparung für eine Haltevorrichtung vorgesehen ist.
Strahlungsschuh nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung einen komplementär zu einem stiftförmigen Haltelement (9) ausgebildeten Abschnitt (15) aufweist.
Strahlungsschuh nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (15) sich von der Öffnung (3) schräg nach unten in Richtung auf den Außenrand des Abschirmkörpers (2) erstreckt.
Strahlungsschuh nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung einen komplementär zu einem Haltering ausgebildeten Abschnitt (15) aufweist.
Hubbalkenofen umfassend einen Hubschlitz und ein darin angeordnetes Kühlrohr, gekennzeichnet durch einen Strahlungsschuh (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einen am Kühlrohr befestigten Stützring (7) sowie am Kühlrohr befestigte Haken (8), in welche stiftförmige Halteelemente (9) eingehakt sind, die sich in den Abschirmkörper (2) hinein erstrecken.