DE20307026U1 - Decken- und Wandauskleidung von Hochtemperatur-Industrieöfen - Google Patents
Decken- und Wandauskleidung von Hochtemperatur-IndustrieöfenInfo
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Description
Wolf GmbH Feuerfeste Produkte
56182 Urbar
Die Neuerung bezieht sich auf eine Decken- und Wandauskleidung, welche zusammengesetzt ist aus Isolierkörpern aus wärmedämmenden Materialien von Hochtemperatur-Industrieöfen für Ofentemperaturen bis zu 1 7000C.
Aus der DE 38 21 099 A1 sind bereits Innenauskleidungen für Hochtemperatur-Industrieöfen bekannt, welche aus selbsttragenden Wand- oder Deckenelementen nach einem Baukastenprinzip zusammengesetzt sind. Hierbei sind die Wand- oder Deckenelemente aus faserkeramischen Isolierwerkstoffen hergestellt.
Für die Isolierung im Hochtemperaturbereich ist es üblich, keramische Fasern einzusetzen, die bis zu Temperaturen von 1 8000C angewendet werden. Die keramischen Fasern haben den Vorteil einer sehr hohen Wärmedämmung und eines sehr geringen Gewichtes. Es gibt Fasern, die auf Basis S1O2, Mineralfasern AI2O3/S1O2 und reine AI2O3-Fasern sowie Fasern mit SiC>2-Dotierung hergestellt werden. Diese Fasern haben den Nachteil, daß sie teilweise als krebserregend deklariert sind und im übrigen bei der Verarbeitung Juckreiz und Atembeschwerden hervorrufen. Die Verarbeitungstechnik mit derartigen Fasern ist daher mit Mundschutz bzw. mit Schutzanzügen vorgeschrieben. Während des Einsatzes wandeln sich Teile der Fasern in Cristobalit um, so daß lungengängiges Quarz in der Umgebungsluft vorhanden ist.
&Pgr;7
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hochtemperaturisolierung von Industrieöfen möglichst ohne Einsatz faserkeramischer Isolierwerkstoffe zu ermöglichen. Gleichzeitig soll die Hochtemperaturisolierung die Anwendung bis zu mindestens 1 7000C ermöglichen und ebenfalls sich durch geringes Gewicht und gute Wärmedämmung auszeichnen.
Gemäß dem Vorschlag der Neuerung wird diese Aufgabe mit einer gattungsgemäßen Decken- und Wandauskleidung erreicht, welche sich dadurch auszeichnet, daß mit rechteckigem Querschnitt gestaltete Isolierkörper aus Feuerfestmaterialien, die an ihrem der Feuerseite des Ofens abgewandten und dem kalten Bereich des Ofens zugewandten Bereich mindestens längs zweier einander gegenüberliegender Seitenflächen je eine eingearbeitete Nut aufweisen, vorgesehen sind und die Isolierkörper mittels mit einer Klammer ausgestatteten Ankern, wobei die Klammern in die Nuten der Isolierkörper eingreifen, im kalten Bereich des Ofens gehalten sind und zumindest die Fugen zwischen den mit Nuten ausgestatteten Seitenflächen benachbarter Isolierkörper mit einer feuerfesten wärmedämmenden Isoliermasse ausgefüllt sind.
Mit der Neuerung gelingt es, eine formstabile Auskleidung von Wänden und Decken zu ermöglichen, die faserfrei ist und die sich durch geringes Gewicht und sehr gute Wärmedämmung auszeichnet. Die Isolierkörper werden zur Auskleidung durch nebeneinander Aufhängen zusammengefügt und die Fugen mit Isoliermasse angefüllt bzw. die Isolierkörper hierin eingebettet.
Gemäß dem Vorschlag der Neuerung wurde ein Mehrschichtsystem aufgebaut, bei dem verschiedene wärmedämmende Materialien zum Einsatz kommen, die entsprechend ihrem Platz im Industrieofen, nämlich Feuerseite oder kalte Seite, mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit ausgestattet sind. Hiermit konnte der neuerungsgemäße Wandaufbau und Deckenaufbau so realisiert werden, daß Feuerleichtsteine mit Anwendungstemperaturen zwischen 1 0000C und 1 8000C eingesetzt werden, welche durch Einschleifen oder Einfräsen von Nuten so gestaltet werden, daß sie im kalten Bereich des Ofens mit Metallankern oder keramischen Ankern geklammert werden können. Die Spalte und Fugen um die Isolierkörper/Feuerleichtsteine herum werden mit einem hochwertigen
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Isoliermaterial, einer feuerfesten wärmedämmenden Isoliermasse angefüllt, so daß keine durchgehenden Fugen entstehen. Im weiteren Mauerwerksverlauf - Auskleidungsverlauf - werden zwischen den geklammerten und verankerten Isolierkörpern und dem kalten Bereich des Ofens zusätzlich hochfeuerfeste isolierende Massen eingesetzt, bevorzugt ein mikroporöser Dämmstoff.
Gemäß der Neuerung ist der faserfreie Aufbau der Wand- und Deckenauskleidung des Hochtemperatur-Industrieofens möglich, insbesondere ein sehr leichter Aufbau, wodurch insbesondere auch Hängedeckenkonstruktionen wesentlich leichter gestaltet werden können. Je nach Tiefe des entsprechend der eingesetzten Isolierkörper erreichten Sandwichaufbaus der Auskleidung kann jedes gewünschte Temperaturprofil im Hochtemperatur-Industrieofen erreicht werden.
In Weiterbildung der Neuerung wird vorgeschlagen, daß zwischen der den kalten Bereich des Ofens bildenden Außenwand, Decke, Seitenwand und den hieran mittels Ankern und Klammern gehalterten Isolierkörpern angrenzend an die Außenwand, Decke, Seitenwand eine Zwischenschicht aus wärmedämmendem Isoliermaterial angeordnet ist.
Auch die zwischen der Zwischenschicht und den mittels Ankern und Klammern gehalterten Isolierkörpern gebildete Fuge wird mit der feuerfesten wärmedämmenden Isoliermasse ausgefüllt.
Die Isolierkörper sind bevorzugt an ihrem dem kalten Bereich des Ofens zugewandten Bereich mit einer längs der Seitenflächen umlaufenden Nut ausgestattet.
Als Isolierkörper werden beispielsweise Feuerleichtsteine verwendet. Die Anker und Klammern werden aus hochwarmfesten Materialien, wie warmfesten Stahlqualitäten, Metallegierungen wie Inconel ® oder keramischen Materialien gefertigt.
Für die Zwischenschicht kann beispielsweise ein mikroporöser Wärmedämmstoff aus feinteiligen Metalloxiden, wie pyrogen erzeugten Kieselsäuren, einschließlich Lichtbogenkieselsäuren, alkaliarmen Fällungskieselsäuren, Siliciumdioxidaero-
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gelen, analog hergestellte Aluminiumoxide sowie deren Mischungen eingesetzt werden.
Neuerungsgemäß gelingt ein Mehrschichtsystem aufzubauen, das aus feuerfesten Isolierkörpern, hochwärmedämmender Zwischenschicht und feuerfester Fugenisoliermasse eine mineralfaserfreie Auskleidung bildet.
Unter Feuerfestmaterialien werden solche Materialien verstanden, die einen Segerkegel-Fallpunkt von mindestens 1 5000C haben und die bei Dauertemperatüren von über 8000C industriell einsetzbar sind. Die Feuerfestmaterialien bestehen aus hochschmelzenden Oxiden, feuerfesten Silicaten und anderen Materialien, welche nach ISO klassifiziert sind. Bei den neuerungsgemäß einzusetzenden Feuerfestmaterialien handelt es sich entweder um geformte, gebrannte oder ungebrannte (chemisch gebundene), seltener um schmelzgegossene Steine, wobei insbesondere wärmedämmende feuerfeste und feuerbeständige Erzeugnisse, wie Feuerleichtsteine, Feuerleichtbetone, die eine Gesamtporosität von mindestens 45 % aufweisen, für die Isolierkörper eingesetzt werden. Für die feuerfeste Isoliermasse zum Ausfüllen der Fugen werden ungeformte Erzeugnisse, insbesondere plastische Massen, Spritzmassen aus Feuerfestmaterialien eingesetzt.
Die Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert.
Figur 1 zeigt einen Isolierkörper mit Nuten in Ansicht.
Figur 2 zeigt schematisch einen Außenwandbereich eines Ofens mit Metallanker und Klammer.
Figur 3 zeigt an die Außenwand geklammerte Isolierkörper zur Ausbildung
der Auskleidung.
Figur 4 zeigt die fertiggestellte Auskleidung als Mehrschichtsystem mit Hochtemperaturisolierung.
Feuerleichtsteine aus feuerfesten Materialien werden je nach Bauweise des Industrieofens in Plattenform, Bretterform, Balkenform mit rechteckigem Querschnitt hergestellt.
Gemäß der Neuerung wird der den Isolierkörper der Auskleidung bildende Feuerleichtstein 5 gemäß Figur 1 mit rechteckigem Querschnitt an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 50, 51 bevorzugt mit einer umlaufenden Nut 500, 510, 520, 530 durch Einschleifen oder Fräsen versehen. Die Deckseite 52 des Isolierkörpers ist dem kalten Bereich K des Ofens zugewandt und die gegenüberliegende Bodenseite 53 ist der Feuerseite H zugewandt.
Der mit den Nuten gemäß Figur 1 versehende Isolierkörper 5 kann nun entlang dieser Nuten gehaltert werden.
In der Figur 2 ist auszugsweise schematisch die Decke oder Wand 1 eines Hochtemperatur-Industrieofens dargestellt, die an der Innenseite mit einer weiteren wärmedämmenden Isolierschicht, nämlich der Zwischenschicht 2 ausgestatt ist. Bei Temperaturen ab 1 0500C wird hierfür ein mikroporöser Dämmstoff, beispielsweise Kieselsäure, als Isoliermaterial eingesetzt. Für die Halterung der Isolierkörper 5 ist ein Metallanker oder Keramikanker 4 vorgesehen, der auf seiner zur Innenseite hin herausragenden Kopfseite mit einer zugehörigen, nicht näher bezeichneten aufschraubbaren Mutter versehen ist. Auf dem Anker sitzt die Klammer 3 in C-Form, in welche der Isolierkörper 5 eingehängt wird, wie aus der Figur 3 ersichtlich. Die nach innen gekröpften Enden 30, 31 der Klammer 3 greifen in die Nuten 500, 510, 520, 530 des Isolierkörpers 5 ein.
Je nach der gewünschten Dicke d der Isolierkörper kann nur ein Isolierkörper eine entsprechende Dicke aufweisen. Die Nuten in den Seitenflächen des Isolierkörpers sind dabei der Deckseite benachbart ausgebildet. Die zwischen den benachbarten Isolierkörpern verbleibenden Fugen 61 sowie die zwischen dem kalten Bereich K, d. h. der Wand 1 des Ofens, und der daran befestigten Zwischenschicht 2 verbleibende Fuge 60 wird mit einer feuerfesten Isoliermasse angefüllt, wie aus der Figur 4 ersichtlich. Die Feuerseite des Industrieofens wird mit H bezeichnet. Die kalte Seite mit K.
Die Dicke d der von den Isolierkörpern gebildeten Schicht kann zwischen 30 mm bis 250 mm liegen. Die Fuge 61 zwischen benachbarten Isolierkörpern hat eine Breite f von etwa 5 mm bis 30 mm.
Die aus der Zwischenschicht 2, den Isolierkörpern 5 mit Anker 4 und Klammer 3 sowie der die Fugen 60, 61 ausfüllenden feuerfesten Isoliermasse 6 gebildete Auskleidung für Wände oder Decken von Hochtemperatur-Industrieöfen ist mehrschichtig. Dieser Mehrschichtaufbau kann je nach gewünschtem Temperaturprofil mit einer entsprechenden Dicke d und entsprechender Qualität von Isolierkörpern 5 und feuerfesten Isoliermassen 6 für Temperaturen von 1 2000C bis 1 7000C erstellt werden.
Claims (8)
1. Decken- und Wandauskleidung, welche zusammengesetzt ist aus Isolierkörpern aus wärmeisolierenden Materialien von Hochtemperatur-Industrieöfen für Ofentemperaturen bis zu 1700°C, dadurch gekennzeichnet, daß mit rechteckigem Querschnitt gestaltete Isolierkörper aus Feuerfestmaterialien, die an ihrem der Feuerseite des Ofens abgewandten und dem kalten Bereich des Ofens zugewandten Bereich mindestens längs zweier einander gegenüberliegender Seitenflächen je eine eingearbeitete Nut aufweisen, vorgesehen sind und die Isolierkörper mittels mit einer Klammer ausgestatteten Ankern, wobei die Klammern in die Nuten der Isolierkörper eingreifen, im kalten Bereich des Ofens gehalten sind und zumindest die Fugen zwischen den mit Nuten ausgestatteten Seitenflächen benachbarter Isolierkörper mit einer feuerfesten wärmedämmenden Isoliermasse ausgefüllt sind.
2. Decken- und Wandauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der den kalten Bereich des Ofens bildenden Außenwand, Decke, Seitenwand und den hieran mittels Ankern und Klammern gehalterten Isolierkörpern angrenzend an die Außenwand, Decke, Seitenwand eine Zwischenschicht aus wärmedämmendem Isoliermaterial angeordnet ist.
3. Decken- und Wandauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen der Zwischenschicht und den mittels Ankern und Klammern gehalterten Isolierkörpern gebildete Fuge mit einer feuerfesten wärmedämmenden Isoliermasse ausgefüllt ist.
4. Decken- und Wandauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper an ihrem dem kalten Bereich des Ofens zugewandten Bereich mit einer längs der Seitenflächen umlaufenden Nut ausgestattet sind.
5. Decken- und Wandauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker und Klammern aus hochwarmfesten Materialien, wie warmfesten Stahlqualitäten, Metallegierungen oder keramischen Materialien gefertigt sind.
6. Decken- und Wandauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenschicht ein mikroporöser Wärmedämmstoff, wie pyrogen erzeugte Kieselsäuren, einschließlich Lichtbogenkieselsäuren, alkaliarme Fällungskieselsäuren, Siliciumdioxidaerogele, analog hergestellte Aluminiumoxide sowie deren Mischungen eingesetzt sind.
7. Decken- und Wandauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierkörper Feuerleichtsteine verwendet sind.
8. Decken- und Wandauskleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Isolierkörpern, Zwischenschicht und der die Fugen füllende Isoliermasse gebildete Auskleidung mineralfaserfrei ist.
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