DE2231658C3 - Aus Platten bestehende Innenwandauskleidung für Industrieöfen - Google Patents
Aus Platten bestehende Innenwandauskleidung für IndustrieöfenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine aus Platten bestehende Innenwandauskleidung für Industrieöfen mit Fasermatten
aus einem wärmeisolierenden hochtemperaturfesten Material, insbesondere in Form von Keramikfasermatten, die an der Ofenwand befestigbar sind.
Es ist bereits eine Auskleidung von öfen mit Keramikfasern
in Form von Matten bekannt, wobei die Matten mit Bolzen an der Ofenwand befestigt werden
(»Technik und Forschung«, 1970, Nr. 6, S. 14).
Diese bekannte Innenwandauskleidung hai den Nachteil, daß bei Ofeninnentemperaturen vor. über
800°C die Faserbahnen zur Rißbildung in Bahnlängsrichtung, zum Abblättern von Bahnschichten und zu
r-J „r, noiwn Außerdem wird dadurch, d.ift
einer ϋΐιΐ5<""·.& ··»·ο— .
das eine Ende eines Befestigungsbolzens Kontakt mn dem Ofeninnenraum hat, eine direkte Wärmebrücke
zur Ofenwand geschaffen, wodurch ein annähernd e'eichmäßiges Ternperatiirprofi! über der Innenwandauskleidungsfläche
und in Isolationsrichtung nicht erreicht werden kann.
Zum Stand der Technik gehört auch eine f-asermatte,
die als Isolierung bei niedrigen Temperaturen vorgesehen ist. Dabei wird eine Faserbahn, bei der sich der
größere Anteil der Fasern in Bahnlängsrichtung erstreckt,
senkrecht zur Breite und zur Länge in streifen
förmige Stücke geschnitten, die so aneinandergesetzi.
komprimiert und miteinander verbunden werden, daß sie sich bei der Druckfreigabe als Jsolaiion um ein Rohr
herum krümmen, wobei sich die Fasern dann im wesentlichen senkrecht zur Rohroberfläche erstrecken.
AL gleichartige Isolierung kann auch ein elastisches bahnförmiges Material verwendet werden, von dem
senkrecht Isolationsfasern abstehen, wobei die Bahn mit den Fasern um das Rohr so herumgelegt wird, daß
sicli das elastische Bahnmaterial auf der Außenseite
und die Faserenden auf der Rohraußenfläche befinden (US-PS 30 12 923).
Diese bekannte Isolation von Rohraußenwandungen mit relativ niedrigen Temperaturen ist deshalb günstig.
weil am kleinen Durchmesser um das Rohr eine bestimmte Faserdichte für die Isolation und somit ein
festgelegter Wärmeübergang gegeben ist. der auch bei einer Abnahme dieser Dichte radial nach außen in der
isolation nicht beeinträchtigt wird. Der Zweck der streifenförmigen Anordnung mit radial orientierter
Faserrichtung besteht einzig und allein darin, ein günstiges Komprimieren der Streifen für den Kontaktbereich
mit dem Rohr zu ermöglichen. Probleme, wie die Rißbildung in Bahniängsrichtung, ein Abblättern von
Bahnschichten oder eine Entglasung, treten bei dieser bekannten Anordnung nicht auf.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die aus Platten bestehende lnnenwandauskleidung
für Industrieöfen der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß rie bei einfacher
Anbringung eine hervorragende Isolierwirkung bei Vermeidung einer Rißbildung, des Trennens in Schichten
und einer Entglasung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei der aus Platten bestehenden Innenwandauskleidung für Industrieöfen der eingangs
beschriebenen Art dadurch gelöst, daß jede Platte einen starren Block aus feuerfestem Material aufweist,
der mit seiner einen Flachseite an der Ofenwand befestigbar ist und auf seiner anderen Flachseite mit der
elastischen Fasermatte verbunden ist, die aus von einer Faserbahn quer zur Bahnrichtung abgeschnittenen,
übereinandergelegten und miteinander verbundenen Bahnstreifen zusammengesetzt ist, deren Fasern in
senkrecht zur Ofenwand verlaufenden Ebenen liegen.
Die bekannten Faserbahnen, die gewöhnlich aus Aluminium- und Siliciumoxyden hergestellt sind, erhalten
ihre Isolierwirkung bis zu etwa 12500C. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung der Bahnstreifen zu Faserplatten wird einerseits die Isolationswirkung derart
verbessert, daß sich Betriebstemperaturen von bis zu 15500C erreichen lassen, ohne daß eine übermäßige
Entglasung auftritt, die zu nachteiligen Effekten führen würde. Außerdem wird ein Reißen und ein Auftrennen
• Schichten der Isolation bei den hohen Betriebstemoeraturen
vermieden. Bei diesen hohen Betriebstemperaturen liegen durch die gute Isolierwirkung die Tem-
raturen an <jer Außenseite des Ofers innerhalb der
vorgeschriebenen Grenzen.
Die Bahnstreifen sind vorteilhafterweise an den gegenüberliegenden
Enden länger als die dazwischenliegenden Bahnstreifen und umschließen den Bl >ck aus
feuerfestem Material auf zwei Seiten elastisch. Durch Versetzen der einzelnen Platten zueinander läßt sich
dadurch eine elastische hervorragende Isolierung errei-
Die Bahnstreifen sind zweckmäßigerweise durch wenigstens ein metallisches Verbindungselement miteinander
verbunden, das parallel zur Ofenwand in deren Nähe durch die Bahnstreifen gezogen ist. Das metallische
Verbindungselement liegt somit in den kühleren Bereichen der Isolation.
Dabei ist es günstig, wenn das metallische Verbindungselement von metallischen Befestigungselementen
umgriffen wird, die an dem Block aus feuerfestem Material
festlegbar sind.
Der Block aus feuerfestem Material hat vorteilhafterweise in seiner Mitte eine Buh rung, in welche ein
Bolzen für die Verbindung der Platte mit der Ofenwand einsetzbar ist, wobei der Bolzen von der Fasermatte
abgedeckt ist. Der Bolzen bildet somit keine direkte Wärmebrücke zwischen dem Ofeninnenraum und der
Ofenwand, da er durch die Fasermatte abgedeckt ist. Da die in der beschriebenen Weise gefertigte Fasermatte
relativ elastisch ist, ist ein Befestigen der Bolzen durch die Fasermatte hindurch von innen möglich, wobei
sich nach dem Entfernen des Befestigungsgerätes wieder eine homogene Verteilung des Fasermaterials
infolge der Elastizität einstellt. Dadurch, u;iß die BoI-zenköpfe
auf der Ofeninnenseite bereits isoliert sind, brauchen keine hochwarmfesten Materialien verwendet
zu werden.
Die Bahnstreifen können auch durch keramischen Zement an dem Block aus feuerfestem Material befestigt
werden. Durch diesen Zement kann auch der Block an der Ofenwand befestigt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Herbeiführung einer guten Abdichtung zwischen den einzelnen Platten zur
Bildung der Innenwandauskleidung besieht darin, daß Ausgleichselemente aus Fasermaterial dazwischen vorgesehen
werden, deren Fasern U-förmig gefaltet sind, wobei die Basis der U-Form an der Ofenwand anliegt.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Fi g. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil einer ersten
Ausführungsform einer Platte für eine Innenwandauskleidung;
F i g. 2 zeigt einen Teil einer Platte von F i g. 1 in einer Seitenansicht, wobei der Block aus feuerfestem
Material weggelassen ist;
F i g. 3 zeigt die Platte von F i g. 2 in einer Stirnansicht;
F i g. 4 zeigt in einer Draufsicht eine zweite Ausführungsform einer Platte für die Innenwandauskleidung;
F i g. 5 zeigt die Platte von F i g. 4 in einer Seitenansicht;
F i g. 6 zeigt die Platte von F i g. 5 in einer Stirnansicht;
F i g. 7 zeigt in einer Ansicht wie F i g. 6 die Befesti- 6S
gung des Blocks an der Ofenwand;
F i g. 8 zeigt in einer Einzelheit im Schnitt den Befestis?unesbolzen
vor dem Verschweißen mit der Ofenwand;
F i g. 9 zeigt in einer Einzelheit im Schnitt den Befestigungsbolzen
nach dem Verschweißen mit der Ofenwand;
Fig. !O zeigt der. Haltering vor. Fig.« in einer
Draufsicht;
F i g. 11 zeigt schematisch die Anordnung der einzelnen
Platten zur Bildung einer !nnenwandausk'eidung;
F i g. 12 zeigt vergrößert die Platten der Innenwandauskleidung mit Ausgleichselementen;
l· i g- 13 zeigt perspektivisch eine erste Ausführungsform eines Ausgleichselements;
Fig. 14 zeigt perspektivisch eine zweite A.usführungsform
eines Ausgleichselements;
Fig. 15 zeigt perspektivisch ein Ausgleichselement von F i g. 12.
In den F i g. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform einer Platte für eine Innenwandauskleidung gezeigt.
Die Platte besteht aus einer Fasermatte 20, die aus einer Vielzahl von Bahnstreifen 22 aus keramischen
Fasermaterial besteht, die durch Verbindungiclemente
24, die sich im Bereich der nicht gezeigten Ofenwand
parallel dazu durch die Bahnstreifen 22 erstrecken, zusammengehalten
sind, leder Bahnstreifen 22 ist in entsprechender Länge von einer Faserbahn quer /ur
Bahnrichtung abgeschnitten, wobei bei der Faserbahn die Haupiorienüerung der Fasern in Längsrichtung der
Faserbahn verläuft. Die Faserbahn und somit jeder Bahnstreifen 22 hat eine Stärke T, wobei die aufsuinmierten
Stärkein Tder aneinandergesetzten Bahnstreifen
22 die Breite einer Platte bestimmen, während ihre Länge durch die Breite der Faserbahn gegeben ist. Die
Tiefe einer jeden Platte und somit die Stärke der Isolierschicht ist durch die Längenerstreckung festgelegt,
in der die einzelnen Bahnstreifen 22 von der Faserbahn abgeschnitten werden. Wie aus den F i g. 2 und 3 zu
ersehen ist, sind die einzelnen Faserplatten mit ihren Verbindungselementcn 24 durch Befestigungselemente
30, die die Verbindungselemente 24 umgreifen und wie diese aus Draht bestehen können, an einem bei dieser
Ausführungsform nicht gezeigten Block 28 aus feuerfestem Material bcfesligbar, der seinerseits mit der Ofenwand
verbindbar ist. Der Block kann die Form einer Platte bzw. dünnen Platte haben.
Der Block und die Verbindung sind im einzelnen bei der Ausführungsform der Fig.4 bis 6 gezeigt. Die
Bahnstreifen 22' sind wie vorstehend beschrieben angeordnet und durch Verbindungselemente 24 gegeneinander
verspannt. Die Bahnstreifen 22' sind auf einem Block 28 aus feuerfestem Material so aufgesetzt, daß
sich die Hauptorientierung der Fasern senkrecht zu der Oberfläche des Blockes 28 und somit zu der Ofenwand
32 erstreckt, mit der der Block 24 verbunden wird. Während bei der Ausführungsform der F i g. 1 bis 3 der
nicht gezeigte Block nur auf seiner Oberfläche mit Bahnstreifen 22 abgedeckt und über die Verbindungsund
Befestigungselemente 24 bzw. 32 verbunden ist, hat, wie aus F i g. 6 zu ersehen ist. der Block 28 an seinen
beiden Stirnseiten Bahnstreifen 34, die die Stirnseiten abdecken und sich somit bis zur Ofenwand 32 erstrecken.
Die Befestigungselemente 30 sind mit dem Block 28 verbunden. Die Befestigungselemente 30 können
Stifte sein, die in den Block 28 getrieben werden. Die Verbindungselemente 24 können Drähte sein, die
auf der Außenseite abgebogen sind.
jeder Block 28 hat eine Bohrung 36, durch die ein Bolzen 38 einführbar ist. Der Bolzen 38 hat auf der
Seite der Bahnstreifen 22' ein Außengewinde, auf das
eine Mutter 40 aufschraubbar ist, die mittels einer Beilagscheibe 42 am Block 28 festlegbar ist. Der Bolzen 38
hat auf dem dem Außengewindeteil gegenüberliegenden Ende 44 einen Ansatz und im Abstand davon in
Richtung des Außengewindeabschnittes ei.ie Nut 48, in der ein Haltering 46 sitzt. Um das Bolzenendc 44 ist
zwischen der Ofenwand 32 und des Befestigungsrings 46 ein keramischer Lichtbogenschutz 50 angeordnet.
Nachdem der Bolzen 38 in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet ist, wird auf den Block 28 die
aus den Bahnstreifen 22' und 34 bestehende Fasermatte 20' aufgebracht und durch haarnadelastige Befestigungselemente
30, die zwischen den elastischen Trennfugen der Bahnstreifen 22' eingeführt, um die Verbindungselemente
24 gelegt und unter dem Block 28 verklemmt werden, befestigt. Nach Entfernen des Werkzeuges
für das Anlegen der Befestigungselemente 30 bilden die Bahnstreifen 22' infolge ihrer Elastizität wieder
eine homogene Isolierschicht.
Wie aus den F i g. 7 bis 9 zu ersehen ist, wird der Bolzen 38 an der Ofenwand 32 mit Hilfe eines Schweißgerätes
52 befestigt. Das Ende 44 des Bolzens 38 bildet einen Lichtbogen mit der Ofenwand 32. Zunächst bewegt
sich <.er Bolzen 38 nicht, da er durch den Befestigungsring 46 mit seinen Fingern 54, die in die Nut 48
eingreifen, gehalten ist. Die Finger 54 schmelzen jedoch, so daß der Bolzen 38 in Kontakt mit der Ofenwand
32 kommt und damit verschweißt wird. Ein Nachziehen der Mutter 40 kann durch die elastisch gegeneinanderdrückenden
Bahnstreifen 22' hindurch erfolgen. Wie aus F i g. 4 und 5 zu ersehen ist, sind die äußeren
Bahnstreifen 34 mit einer Vielzahl von Einschnitten 56 versehen, um Schrumpfspannungen nur an den
Bahnstreifen 34 freizusetzen.
Wie aus F i g. 11 zu ersehen ist, werden die einzelnen
Fasermatten bzw. Platten 20' jeweils mit ihren Bahnstreifen um 90° zueinander versetzt angeordnet. Durch
dieses Parkettmuster wird ein Auftreten von Rissen infolge Wärmeschrumpfung der keramischen Fasern auf
ein Mindestmaß reduziert.
Wie aus F ig. 12 zu ersehen ist, ist es an manchen Ofcnwandteilcn 20' erforderlich, zwischen den Platten
20' Ausgleichselemente 60 aus Fasermaterial in den Zwischenräumen 58 zwischen den Planen 20' anzuordnen.
Bei der Ausführungsform von F i g. 12 und 15 besteht das Ausglcichselement 60 aus einem Fasermaterial,
das in seiner Hauptfaserrichtung U-förmig gefaltet ist, wobei die Basis der U-Form an der Ofenwand 32'
anliegt und die Schenkel 62 sich aneinanderliegend senkrecht dazu erstrecken.
Bei der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform ist zwischen die Schenkel 64 des U-förmigen Fasermaterials
ein Mittelstreifen 66 eingesetzt. Bei der in F i g. 14 gezeigten Ausführungsform wird ein noch größerer
Abstand dadurch ausgeglichen, daß zwischen · den Schenkeln 70 des U-förmigen Ausgleichselements zwei
Mittelstreifen 66 und 68 eingesetzt sind. Die Hauptfasernchtungen der Mittelstreifen 66 und 68 laufen wieder
parallel zu der Hauptfaserrichtung in den Schenkeln des U-förmigen Fasermaterials, also senkrecht zur
Ofenwand. Als Verbindung der Ausgleichselemente kann keramischer Zement oder Stahldraht verwendet
werden. Es kann auch die Faserreibung genügen.
An Stelle der Befestigung der Blöcke 28 mit Bolzen an der Ofenwand 32 und der Fasermatte 20 bzw. 20' an
dem Block 28 durch Befestigungselemente 30 kann auch keramischer Zement verwendet werden.
Der Block 28 kann anstatt aus einem mineraltischen Malerial aus Asbest oder einer Calcium-Silikat-Mischung
bestehen. Die Bahnstreifen bestehen vorzugsweise aus einer keramischen Fasermatte mit einer
Dichte zwischen 50 und 220 kp/m3, bevorzugt wird eine Dichte von 65 kp/m3. Die Isolationsstärke der Platte
ergibt sich aus der Stärke des Blocks 28 und der Längs· crstreekung der Bahnstreifen — gemessen in Längs
richtung der Faserbahn, von der die Bahnstreifen abge schnitten werden — wobei diese Isolationsstärke ab
hängig von der Ofenbetriebstemperatur und der ge wünschten Außentemperatur an der Ofenwand festge
legt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Aus Platten bestehende Inncnwandauskleidung
für Industrieöfen mit Fasermatten aus einem warmeisolierenden
hochtemperaturfesten Material, insbesondere in Form von Keramikfasermatten, die an
der Ofenwand befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte einen starren
Block (28) aus feuerfestem Material aufweist, der mit seiner einen Flachseite an der Ofenwand (32)
befestigbar ist und auf seiner anderen Flachseite mit der elastischen Fasermatte (20) verbunden ist, die
aus von einer Faserbahn quer zur Bahnrichtung abgeschnittenen,
übereinandergelegten und miteinander verbundenen Bahnstreifen (22, 34) zusammengesetzt
ist, deren Fasern in senkrecht zur Ofenwand (32) verlaufenden Ebenen liegen.
2. Innenwandauskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnstreifen (34) an
den gegenüberliegenden Enden länger sind als die dazwischenliegenden Bahnstreifen (22') und den
Block (28) aus feuerfestem Material auf zwei Seiten elastisch umschließen.
3. Innenwandauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnstreifen
(22', 34) durch wenigstens ein metallisches Verbindungselement (24) miteinander verbunden sind, das
parallel zur Ofenwand (32) in deren Nähe durch die Bahnstreifen (22'. 34) gezogen ist.
4. Innenwandauskleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das
metallische Verbindungselement (24) umgreifende metallische Befestigungselemente (30), die an dem
Block (28) aus feuerfestem Material festlegbar sind.
5. Innenwandauskleidung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (28) aus feuerfestem Material in seiner
Mitte eine Bohrung (36) hat, in welche ein Bolzen (38) für die Verbindung der Platte mit der Ofenwand
(32) einsetzbar ist, wobei der Bolzen (38) von der Fasermatte (20) abgedeckt ist.
6. Innenwandauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnstreifen
(22', 34) an dem Block (28) aus feuerfestem Material und/oder dieser Block (28) an der Ofenwand (32)
durch keramischen Zement befestigt sind.
7. Innenwandauskleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwischen
den einzelnen Platten zur Bildung der Innenwandauskleidung angeordnete Ausgleichselemente
(60) aus Fasermaterial, deren Fasern U-förmig gefaltet sind und die Basis der U-Form an der Ofenwand
(32) anliegt.
55
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00157433A US3819468A (en) | 1971-06-28 | 1971-06-28 | High temperature insulation module |
US15743371 | 1971-06-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2231658A1 DE2231658A1 (de) | 1973-01-18 |
DE2231658B2 DE2231658B2 (de) | 1975-07-03 |
DE2231658C3 true DE2231658C3 (de) | 1976-02-12 |
Family
ID=
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