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Die Erfindung stellt sich also die Aufgabe, aus weni-
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gen Bauelementen eine Hängedecke für Industrieöfen zu konstruieren,
insbesondere für Tunnelöfen mit bewegtem Brenngut, die auch große Temperaturschwankungen
aufnehmen kann und dabei dicht bleibt, die an die auftretenden Temperaturbedingungen
angepaßt werden kann, ohne dabei massiv und schwer zu werden, wie die meisten herkömmlichen
Hängedecken. Eine spezielle Problemstellung der Erfindung ist darin zu sehen, daß
bei herkömmlichen Tunnelöfen die Hängedekken in aller Regel in zwei feuerfesten
Stärken vom Anfang bis zum Ende durchgehen. Diese Decken sind nicht den Erfordernissen
des Brenn- bzw. Kühlprozesses des bewegten Brenngutes angepaßt. Ein weiterer Nachteil
der bekannten Hängedecken für Tunnelöfen ist die zeitraubende Montage, da diese
Hängedecken aus kleinen und dicken Steinen bestehen, die einzeln Stück für Stück
an meist eisernen Halteklammern, die zum Verzundern neigen, eingehängt werden. Außerdem
sollen die einzelnen Bauelemente bei der Erfindung während des Betriebes nach Möglichkeit
auswechselbar sein.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils
zwei Längsträger in geringem Abstand parallel zueinander verlaufen und ein klobenartiger
Hängestein mit seinem Kopf in die von den beiden Längsträgern gebildete Führung
einschiebbar ist und daß sich quer zu den Längsträgern Gurtbögen gegen den Fuß der
Hängesteine abstützen.
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Vorzugsweise hat der klobenartige Hängestein einen T-förmigen Kopf
und an seinen Längsseiten einen keilförmig nach oben weisenden Fuß. In der bevorzugten
Ausführungsform ist der Winkel des keilförmigen Fußes so gewählt, daß der sich abstützende
Gurtbogen nach Art eines Gewölbes, vorzugsweise mit einer Stichhöhe zwischen 12
und 15%, ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Gurtbogen
eine schüsselartige Form. Vorzugsweise ist der Gurtbogen schmal und massiv als Träger
ausgebildet und weist an seinen Längsseiten einen Fußteil auf, auf welchem großflächige
Bauelemente aus feuerfestem Material ruhen. Es ist von Vorteil, den großflächigen
Bauelementen eine schüsselartige Form zu geben.
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In der Kühlzone wird die Hängedecke zweckmäßigerweise als Hohldecke
ausgeführt mit einer auf dem klobenartigen Hängestein ruhenden unteren Decke und
einer auf den Längsträgern ruhenden oberen Dekke, wobei in der oberen Decke Einlässe
und Auslässe für Kühlluft vorgesehen sind. Zweckmäßigerweise stützt sich die obere
Decke gegen bogenartige Hängesteine ab, welche sich selbst mit ihrem Fuß gegen die
klobenartigen Hängesteine abstützen und mit ihrem Kopf außen an den l-förmigen Längsträgern
hängen. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Hohldecke in Ofenlängsrichtung
verlaufende Kühlkanäle auf, die von der oberen und der unteren Decke, von den Haltesteinen
und an den Längsseiten von den Widerlagersteinen sowie an ihren Enden von Trennwänden
begrenzt sind. Durch diese Konstruktion ergeben sich einzelne in Längsrichtung verlaufende
Kühlkanäle mit Einlaß und Auslaß. Die großflächigen Bauelemente der unteren Decke
bestehen vorzugsweise aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und weisen
mit dem Schüsselinneren zum Brenngut hin. Dadurch ist eine schnelle Wärmeabfuhr
gewährleistet. Dies um so mehr, wenn die Kühlluft im Gegenstrom zum bewegten Brenngut
durch den Kühlkanal geführt wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform ruhen die Querträger der Hängedecke
über Rollen auf dem auf-
gehenden Mauerwerk des Ofens.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher beschrieben.
Es zeigen F i g. la und 1b einen Teil der Hängedecke im Querschnitt, F i g. 2a und
2b einen Teil der Hängedecke im Längsschnitt gemäß Il-II der F i g. 1, F i g. 3
einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1, wobei jeweils nur eine Hälfte der Decke
gezeigt ist, F i g. 4a, 4b und 4c einen Längsschnitt, wobei die Schnitte IVb und
IVc aus F i g. 3 ersichtlich sind, F i g. 5 einen Ausschnitt aus F i g. 3, F i g.
6 einen Querschnitt der Kühlzone der Hängedecke, wobei jeweils zur Hälfte zwei unterschiedliche
Ausführungsformen gezeigt sind, und F i g. 7 einen Längsschnitt der F i g. 6.
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Wie insbesondere aus F i g. la und 1b hervorgeht, ruht die gesamte
Hängedecke über die Querträger 1 und Rollen 8 auf dem aufgehenden Mauerwerk 7. Das
aufgehende Mauerwerk 7 wird über die Stützen ib und Zuganker 1 c zusammengehalten.
An den Querträgern 1 sind in geringem Abstand voneinander parallele Längsträger
2 angeordnet, wobei die einander gegenüberliegenden Längsträger 2 eine Führung bilden,
in welche der klobenartige Hängestein 3 aus feuerfestem Material mit seinem Kopf
einschiebbar ist.
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Das Grundprinzip der Erfindung ist insbesondere aus den F i g. 3
bis 5 ersichtlich. Wie F i g. 5 zeigt, können die beiden Längsträger 2 über ein
Distanzstück 12 auf konstantem Abstand gehalten werden. Aus F i g. 3 ist die keilartige
Ausbildung des Hängesteins ersichtlich, wobei eine Stichhöhe von kurz oberhalb 13%
besonders zweckmäßig erscheint. Wie weiterhin aus F i g. 4a und 4c ersichtlich ist,
werden die Hängesteine 3 in die aus zwei Doppel-T-Eisen gebildete Führung der Längsträger
2 eingeschoben und hintereinander aufgereiht.
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Die Längsträger 2 liegen in dem Fuß des jeweiligen Querträgers 1 auf.
Wie die Ausführungsform in F i g. 4b und 4c zeigt, hat der Gurtbogen 4 vorzugsweise
eine schmale, massive Ausführungsform als Träger. Zwischen den Längsseiten dieser
Gurtbögen 4, die einen Fuß 4b aufweisen, ruhen die schüsselartigen großflächigen
Bauelemente 5. Vorzugsweise haben diese Bauelemente 5 Abmessungen von 650 x 500
mm. Die Stärke der Bauelemente 5 liegt vorzugsweise zwischen 40 und 60 mm, vorzugsweise
um 50 mm. Wie F i g. 2a, F i g. 3 linke Hälfte und F i g. 4a zeigen, können die
Gurtbögen 4 auch eine schüsselartige Form haben, wobei bei dieser Ausführungsform
die Bauelemente 5 ebenfalls gurtbogenartig ausgebildet sind und entsprechend kleiner
ausfallen. An den Längsseiten stützen sich die Gurtbögen 4 über Widerlagersteine
6 gegen das aufgehende Mauerwerk 7 ab (F i g. 1 bzw. 6).
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Wie F i g. 6 und 7 zeigen, ist die Hängedecke im Bereich der Kühlzone
als Hohldecke ausgebildet. Die untere Decke 15, 16, 17 ruht über den Gurtbogen 15
auf dem Hängestein 3 und die obere Decke 9, 18 über den Gurtbogen 18 und dem bogenartigen
Hängestein 9 auf dem Längsträger 2 und Hängestein 3. Der bogenartige Hängestein
9 hängt dabei mit seinem Kopf 9a (F i g. 3) in der äußeren Auflagefläche des l-förmigen
Längsträgers 2 und stützt sich mit seinem Fuß 9b gegen den klobenartigen Hängestein
3 ab. Somit wird der Abstand zwischen jeweils zwei Hängesteinen 3 (rechte Hälfte
der F i g. 3 und 6) in der unteren Decke 15, 16, 17 durch die Gurtbögen und in der
oberen Decke 9, 18 durch gewölbeartige Bauelemente in Kombination mit bogenartigen
Hängesteinen überbrückt. Der sich zwischen
oberer und unterer Decke
ergebende Hohlraum bildet den sich in Längsrichtung erstreckenden Kühlkanal 19.
Je nach Ofenbreite können sich ein oder mehrere solcher Kühlkanäle parallel zur
Ofenlängsachse erstrecken. Die Länge der einzelnen Kühlkanäle 19 entspricht der
gewünschten Kühlzonenlänge. Die einzelnen Kühlkanäle 19 werden in Längsrichtung
durch Trennwände 20 voneinander getrennt (F i g. 7. Jeder Kühlkanal weist einen
Einlaß 10 und einen Auslaß 11 für die Kühlluft auf. Der am unteren Ende der F i
g. 7 abgebildete große Pfeil deutet die Bewegungsrichtung des Brenngutes an. Die
Kühlluft strömt vorzugsweise im Gegenstrom gegen die Bewegungsrichtung des Brenngutes,
um eine schnellere Wärmeabfuhr zu erreichen. Wie aus F 1 g. 6 und 7 ersichtlich
ist, hat die untere Decke 15, 16, 17 schüsselartig vom Ofeninnern weisende Gurtbögen
bzw. Bauelemente, die vorzugsweise aus einer feuerfesten Masse mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit,
z. B. SiC bestehen. Von besonderem Vorteil ist dabei eine geringe Wandstärke, die
insbesondere unter 40 mm bis hinab zu 20 mm liegen sollte. Durch diese Maßnahmen
ergibt sich ein guter Abtransport der Wärme. Somit ergibt sich trotz indirekter
Kühlung eine schnelle Wärmeabfuhr, wobei außerdem der Vorteil erreicht wird, daß
die abgasfreie Warmluft weiterverwertet werden kann. Die einzelnen Kühlkanäle 19
können unabhängig voneinander gekühlt werden, z. B. in der Ofenmitte stärker als
an den Seiten. Die in Längsrichtung unterschiedliche Ausbildung der Kühlzone geht
aus den F i g. 6 und 7 hervor. Die linke Hälfte der Figuren zeigt die Hängedecke
im Bereich der Schnellkühl zone, in der das Brenngut von seiner Maximaltemperatur
auf etwa 7000C abgekühlt werden soll. Die rechte Hälfte der Figuren zeigt den Bereich
der Mittelkühlzone, in welchem das Brenngut von etwa 700 auf etwa 400° abgekühlt
werden soll. Im letztgenannten Bereich liegen zwischen den schmalen, massiven Gurtbögen
15 vorzugsweise großflächige Bauelemente 17 aus hitzebeständigem, trapez- oder wellförmigem
Stahl. Für Temperaturen unter 400"C, d. h. für den Bereich der Endkühlzone, kann
statt hitzebeständigem Stahl normales Blech verwendet werden. Über das gewölbeartige
Bauelement der oberen Decke 18, die gegenüber herkömmlichen dicken Steinen eine
dünne Abmessung hat und die aus leichten Isoliermassen herstellbar ist, können je
nach Wunsch wärmedämmende Schütt- oder Faserstoffe aufgebracht werden. Als Faserstoffe
eignen sich insbesondere Mineralwolle oder Glaswolle.
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Für Tunnelöfen wird die Hängedecke als Mehrzonen-Hängedecke ausgeführt.
Die leichten Bauelemente sowie gegebenenfalls eine zusätzliche Deckenisolierung
tragen den Brenn- oder Kühlverhältnissen der jeweiligen Zone Rechnung. So hat sich
für den Tunnelofen folgende Zonenunterteilung bewährt: Vorwärmzone, Brennzone, Schnellkühlzone,
Mittelkühlzone und Endkühlzone.
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Je nach der auftretenden Temperatur wird auf die Decke körniges Isoliermaterial
aufgegeben und/oder eine Isoliermatte zur Abdeckung aufgelegt. Die Höhe der aufgegebenen
Isolierschicht sollte in der Vorwärmzone vorzugsweise bis mindestens zur halben
Höhe der Hängesteine gehen, bei denen sich eine Höhe von 300 bis 400 mm, vorzugsweise
um 350 mm, besonders bewährt hat.
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An Stelle der schüsselartigen Bauelemente kann der Zwischenraum zwischen
den einzelnen schmalen, mas-
siven Gurtbögen auch mit feuerfesten Massen ausgestampft
oder ausgegossen werden. In der Brennzone, in der die gleichen Grundbauelemente
verwendet werden, ist auf eine starke Isolierung mit leichten Baustoffen zu achten.
Beim Einbau von Schüttlochsteinen, die zur Aufnahme der Heizvorrichtung dienen,
in die Brennzone, werden diese gesondert in die Hängedecke eingelassen. In diesem
Fall liegen die Hängesteine 3 quer zur Ofenlängsachse direkt unter dem Querträger
1, der dann das Gewicht der Schüttlochsteine und der Isolierung auf sich nimmt.
Hierbei werden die Hängesteine 3 z. B. mit kleinen Profileisen nach dem gleichen
Prinzip wie in Längsrichtung am Querträger 1 befestigt. Bei dieser Anordnung sind
die Abstände zwischen den Schüttlochsteinen variabel, und sie stehen somit der Stahlkonstruktion
nicht im Wege.
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Die obere Decke 9, 18 der Kühlzone besteht vorzugsweise aus Leichtbeton,
wobei diese Leichtbetondecke zweckmäßigerweise mit Isoliermatten 13 zusätzlich abgedeckt
ist. Die lichte Höhe zwischen oberer und unterer Decke beträgt vorzugsweise etwa
120 mm. Bei dieser geringen Höhe und der über die Gesamtbreite des Ofens als Hohldecke
ausgeführten Decke ist ein guter Wärmeaustausch und damit eine schnelle Wärmeabfuhr
gewährleistet. Auf Grund der guten Dichte der Decke dringt praktisch kein Abgas
aus dem Ofeninnern in die Hohldecke und damit in die Kühlluft, die somit als Warmluft
zum Trocknen weiterverwertet werden kann.
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Gemäß der gewünschten Ofenbreite sind in Ofenlängsrichtung ein oder
mehrere Reihen von Haltesteinen 3 angeordnet, zwischen denen die Gurtbögen 3 und
die großflächigen Bauelemente liegen. Als seitlicher Abschluß dienen Widerlagersteine
6, die bei Erwärmung der Decke den seitlichen Druck auf die äußere Ofenverankerung
übertragen. Die Hängedecke kann als eingespannte Decke betrachtet werden, die über
die Ofenbreite sehr gut abgedichtet ist Die Abdichtung in Ofenlängsrichtung ist
durch die Überlappung der einzelnen Gurtbögen bzw. Bauelemente gegeben.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Hängedecke sind insbesondere darin
zu sehen, daß auf Grund der gewölbeartigen Ausbildung und der leichten großflächigen
Bauelemente eine technisch einwandfreie, d. h.
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insbesondere dichte und zugleich kostengünstige Dekke aus wenigen
Bauteilen herstellbar ist. Die Dicke kann durch die Höhe des aufgegebenen Isoliermaterials
den speziellen Betriebsbedingungen angepaßt werden.
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Da keine stählernen Spezialbügel verwendet werden, besteht nicht die
Gefahr des Verzunderns. Daher eignet sich die erfindungsgemäße Deckenkonstruktion
insbesondere auch für Tunnelöfen, wie sie beim Salzglasieren von keramischem Brenngut
Verwendung finden, wobei auf Grund der entstehenden Salzdämpfe Teile aus Stahl auf
Grund der aggressiven Dämpfe immer von Nachteil sind.
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Es hat sich außerdem gezeigt, daß die einzelnen Dekkenelemente während
des Betriebes auswechselbar sind. Die Hängedecke wurde erprobt, und es hat sich
gezeigt, daß in einem Rollenofen unter extremen Bedingungen bei Temperaturen bis
12500C keine Probleme, insbesondere nicht aus statischer Sicht, auftraten.
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Durch die gewölbeartige Ausbildung führt selbst ein Reißen einzelner
Steine oder Bauelemente nicht zum Herabfallen dieser Deckenteile.