DE2236259A1 - Ausmauerung eines verbrennungsschachtes fuer vertikalregeneratoren, winderhitzer oder dgl - Google Patents

Description

• Ausmauerung eines Verbrennungsschachtes für Vertikairegeneratoren, Winderhitzer oder dgl.
• Die Erfindung betrifft eine Ausmauerung für I*!ärmeregeneratoren, Winderhitzer für Hochöfen und dgl., wobei die innere Ausmauerungsschicht aus mehreren unterteilten Teilstücken besteht, die von einer zweiten dahinter angeordneten Ausmauerungsschicht getragen wird.
• Die Ausmauerung der Verbrennungsschächte aus feuerfestem Material ist nicht nur sehr hohen Temperaturen, sondern, insbesondere durch die -infolge des technischen Fortschritts bedingten - gewachsenen Bauhöhen von mehr als 30 m, einer hohen Druckbelastung ausgesetzt. Die hohe mechanische Belastung in Verbindung mit der hohen thermischen Belastung führen-zwangsläufig zum schnellen Verschleiß bzw. zur Zerstörung der ff-Ausmauerung, die zu einer verhältnismäßig kurzen Betriebszeit führen.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, nach DAS 2 035 095, bei der Ausmauerung für einen Wörmeregenerator einen ersten inneren Ring zu verwenden, der in der öhe in mehrere teilstücke unterteilt ist, die jeweils von einem in geeigneter Höhe nach innen gerichteten Vorsprung eines dahinter angeordneten zweiten inneren Ringes gehalten werden. Weil das Gewicht der ersten Ringe aus ff-lvlaterial in einer zweiten feuerfesten Mauerungsschicht getragen wird, kann die mechanische Belastung der inneren Ringe reduziert werden. Die tragende zweite Ausmauerungsschicht, die weniger den hohen Verbrennungstemperaturen ausgesetzt ist, kann daher höher belastet werden und ist daher besser geeignet, die thermisch hochbelastete innere Ausmauerungsschicht zu tragen. Diese bekannte Ausmauerung hat aber den Nachteil, daß die nach innen gerichteten tragenden, mechanisch hochbelasteten Vorsprünge der hohen Verbrennungstemperatur direkt ausgesetzt sind und zusätzlich thermisch hochbelastet werden. Bei dieser bekannten AusfUhrung ist es erforderlich die zweite Ausmauerungsschicht aus hochwertigem ff-Material herzustellen, da die zweite Ausmauerungsschicht, zumindest teilweise unmittelbar der Verbrennungstemperatur im Verbrennungsschacht ausgesetzt ist, was zu lokalen Spannungen und zur frühzeitigen Zerstörung der zweiten Ausmauerungsschicht führen muß.
• Der Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein einfaches Verschleißmauerwerk zu schaffen, bei dem die innere erste Ausmauerungsschicht aus hochwertigem ff-Elaterial mechanisch gering belastet und von einer zweiten Ausmauerungsschicht getragen wird, welche aber im Gegensatz zu der bekannten Ausführung nicht unmittelbar der Verbrennungstemperotur ausgesetzt und einfacher aus billigerem Material minderer Gute herzustellen ist. Darüber hinaus soll der innere Querschnitt des Verbrennungsschochtes verbrennungstechnisch günstiger gestaltet werden.
• Zur Lösung der Erfindungsaufgobe wird die Anordnung von einzelnen ringförmigen, teleskopartig ineinander übergehenden Teilstücken vorgeschlagen, die sich mindestens teilweise gegenseitig überdecken und eine durchgehende innere Wandung ohne Unterbrechung bilden. Dabei wird jeweils das nach oben anschließende Teilstück von einer zweiten Ausmauerungsschicht getragen, welche hinter dem darunter angeordneten Teilstück der ersten Ausmauerungsschicht angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß die tragende zweite Ausmauerungsschiht völlig gegen die Verbrennungstemperatur abgeschirmt ist und mechanisch höher belastet werden kann.
• Zwecksmäßig wird die zweite Ausmauerungsschicht, die aus leichterem billigerem ff-Material bestehen kann, weil sie der Verbrennungshitze nicht direkt ausgesetzt ist, von einem das Verschleißmauerwerk umfassenden Stahlmantel, ggf. von einer dritten Isolierschicht getragen.
• Durch diese Maßnahme wird ein- rationeller Einsatz des hochwertigen ff-Materials erzielt, wodurch trotz der erhöhten thermischen und mechanischen Belastbarkeit erhebliche Kosten eingespart werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verbrennungsschachtes durch die teleskopartig ineinandergeschobenen Teilstücke ergibt sich von Schuß zu Schuß nach oben eine Erweiterung des Verbrennungsschachtes, die für die fortschreitende Ausdehnung der heißen Verbrennungsgase und zunehmende Temperatur, - bei modernen Verbrennungsschächten 1600° C und mehr -, besonders vorteilhaft ist.
• Da in den heißeren Temperaturbereichen im oberen, Teil des Verbrennungsschachtes die innere Oberfläche vergrößert ist, kann das ff-Material bei geringerer thermischen Belastung pro Flächeneinheit eine größere \wärmemenge aufnehmen.
• Darüberhinaus ist die Querschnittsvergrößerung des Verbrennungsschachtes zur Kuppel in Anpassung an den wesentlich größeren Querschnitt des Cowpers strömungstechnisch günstiger.
• Die oberen Enden der inneren Teilstücke der ersten Ausmauerungsschicht, die jeweils in die anschließenden größeren Innenteilstücke hineinfassen, sind zweckmäßig in Richtuna zur landung abgeschrägt. Im unteren Teil des inneren Teilstückes ist zweckmäßig oberhalb des sich nach unten anschließenden Teilstückes ein nach innen gerichteter ringförmiger Vorsprung angeordnet, wodurch eventuell abschmelzendes ff-l.aterial bei hohen Verbrennungstemperaturen nicht in den Spalt zwischen den einzelnen ineinandergeschobenen Teilstücken eindringen kann. Das abtropfende ff-Material wird somit Uber den nach innen gerichteten Vorsprung in das sich nach unten anschließende kleinere Teilstück abgeleitet. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß im Verbindungsbereich die erforderliche Toleranz der einzelnen Teilstücke von Verunreinigungen freigehalten wird und dadurch ein freies Verschieben der einzelnen Teilstücke gegeneinander bei temperaturbedingter Ausdehnung des ff-Platerials gewohrleistet ist.
• Die vorzugsweise aus zwei Schichten und einer Isolierschicht bestehende Verbrennungsschachtausmauerung bildet nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag Abtreppungen, die in einfacher Weise mittels eines die Ausmauerung umfassenden Stahlmantels abgestützt werden.
• Die erfindungsgemäße Verbrennungsschachtausmauerung soll nun anhand der beigefUgten Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden: Die Figur 1 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines Verbrennungsschachtes mit teilgeschnittener Wandung.
• Die innere Ausmauerungsschicht 1 besteht aus einer beliebigen Anzahl einzelner vorzugsweise zylindrischer Teilstücke 11, 1 , 1, die teleskopartig ineinanderfassen und den inneren Querschnitt D des Verbrennungsschachtes, vorzugsweise in Strömungsrichtung der Verbrennungs gase, stufenweise erweitern. Die TeilstUcke 1 besitzen einen kreisförmigen Querschnitt, können aber auch einen elliptischen oder einen beliebigen anderen Querschnitt aufweisen.
• Die teleskopartig ineinanderfassenden TeilstUcke 1 sind nicht miteinander fest verbunden, sondern sind an den Verbindungsstellen unter Einhaltung einer erforderlichen Toleranz4, frei gegeneinander in Richtung der Längsachse 5 verschiebbar. Die einzelnen inneren Teilstücke 1 werden jeweils von einer zweiten Ausmauerung 2 abgestützt, in der Art, daß z.B. das Teilstück 1 der inneren Ausmauerung von der darunter befindlichen zweiten Ausmauerung 2 das Teilstück 1 von der zweiten 22 Ausmauerung 22 usw. getragen wird. Dadurch wird erreicht, daß die einzelnen Teilstücke 1 sich nicht gegenseitig aufeinander abstützen, sondern jeweils ausschließlich nur das Eigengewicht zu tragen haben. Dadurch wird das ff-Material mechanisch nur noch gering belastet. Die zweite Ausmauerungsschicht 2 kann dagegen, weil sie thermisch gegen die Verbrennungstemperatur völlig abgeschirmt ist, aus billigem feuerleichten Material gefertigt werden und trotzdem die geforderte mechanische Festigkeit gewährleisten.
• In der gleichen Weise, wie die ersten Teilstücke 1 von der zweiten Ausmauerung 2 getragen werden, wird jeweils die ebenfalls aus Teilstücken 21 3 bestehende zweite Ausmauerung von einem das Verschleißmauerwerk umfassenden Stahlmantel, ggf. von einer dritten , vorzugsweise aus Isoliermaterial bestehenden. Schicht 3, das aus losem oder festen Material bestehen kann, getragen.
• Das aus drei Schichten 1,2 und 3 bestehende Verschleißmauerwerk und die Isolierung sind zweckmäßig mit einem Stahlmantel 7 umgeben, der entsprechend der erfindungsgemäßen Ausbildung der Ausmauerung abgestuft und konstruktiv sehr günstig ausgebildet ist. Der umgebende Stahimantel 7 kann stufenweise mittels Profile 8 oder dgl. auf den darunter befindlichen im Durchmesser kleineren Stahlmantel oder aber mittels StUtzen - in der Zeichnung nicht dargestellt - direkt zum Fundament abgestützt werden.
• Die inneren aus ff-Material bestehenden TeilstUcke 1 sind an den oberen Enden 9 in Richtung zur Wandung abgeschrägt. In einem Abstand 3 Uber dem Ende 9 des Teilstückes z.B. 1 kann am unteren Ende des darüber befindlichen TeilstUckes 12 ein nach innen gerichteter Vorsprung 10 angeordnet werden, worüber eventuell abtropfendes ff-Material in das nd.chsttiefere Teilstück abflieSen kann und nicht in den Spalt 4 des Verbindungsbereiches zweier Teilstücke 1 und 1 gelangt. Vorzugsweise sollte der lichte Durchmesser d eines solchen ringortigen Vorsprungs 9 nicht kleiner sein, als der Durchmesser D des ndchsttieferen Teilstückes 1.
• Durch das erf. Ausmauerungssystem ist der Bau von Verbrennungsschächten sehr großer Höhen mit höchsten Verbrennungstemperaturen möglich.

Claims (11)

P a t e n t a n s p r U c h e

1. Ausmauerung für ärmeregeneratoren, Winderhitzer für Hochöfen und dgl., wobei die innere Ausmauerungsschicht aus mehreren unterteilten Teilstücken besteht, die von einer dahinter angeordneten, zweiten Ausmauerungsschicht getragen werden, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine aus einzelnen ringförmigen, teleskopartig ineinander übergehenden TeilstUcken (11-3) beliebiger Anzahl bestehende innere Ausmauerung, bei der sich die einzelnen Teilstücke (11-3) gegenseitig Uberdecken und eine geschlossene innere Wandung (1) bilden.

2. Ausmauerung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daS der Innendurchmesser (D) des ben-achbarten nach oben anschließenden TeilstUckes (1 ) mindestens dem Außendurchmesser des darunter angeordneten Teilstückes (1²) entspricht.

3. Ausmauerung nach Anspruch 1 und 2 , d a d u r c h g-e k e n n -z e i c h n e t , daß die inneren Teilstücke (1) an ihren oberen Enden (9), die jeweils in die anschließenden größeren inneren Teilstücke hineinfassen, in Richtung zur Wandung abgeschrägt sind.

4. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß im Verbindungsbereich zweier Teilstücke (1) ein freier Spalt (4) vorhanden ist.

5. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die einzelnen inneren Teilstücke (1) jeweils von einer zweiten Ausmauerungsschicht (2) getragen werden, die jeweils hinter der inneren Ausmauerungsschicht (1) des nach unten anschließenden Teilstückes (1) angeordnet ist.

6. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 5 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zweite Ausmauerungsschicht (2) ebenfalls 123 aus TeilstUcken (2 ' ' ) besteht, die von einer nach unten anschließenden dritten Schicht (3), z.B. aus losem oder festem Isoliermaterial, getragen wird.

7. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 6 oder nach einem der vorhergehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die, durch die einzelnen, teleskopartig ineinanderfassenden inneren Teilstücke (1) nach außen gebildete Abtreppungen der zweiten (2) und/oder der dritten Schicht (3) durch einen entsprechend ausgebildeten, die Ausmauerung umfassenden Stahlmantel (7), getragen werden.

8. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 7 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Stahlmantel (7) an den Abtreppungen über stützende Elemente (8) mit dem daran nach unten anschließenden Stahlmantel verbunden ist.

9. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 8 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Stahlmantel (7) an den Abtreppungen mittels beliebiger Bauelemente getragen und zum Fundament abgestützt ist.

10. Ausmauerung nach Anspruch 1 bis 9 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß im unteren Teil des inneren Teilstückes (1) ein nach innengerichteter ringförmiger Vorsprung (10) angeordnet ist, dessen innerer Durchmesser (d) kleiner ist als der Außendurchmesser des sich nach unten anschließenden Teilstückes (1).

11. Ausmauerung nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen der unteren Kante des Vorsprungs (10) und der oberen Kante der Abschrögung (9) des darunter sich-anschließenden; TeilstUckes (1) ein freier Raum vorhanden ist.

L e e r s e i t e