DE2346687A1

DE2346687A1 - Auskleidungselement und daraus hergestellte feuerfeste auskleidung

Info

Publication number: DE2346687A1
Application number: DE19732346687
Authority: DE
Inventors: Karl Bodi; Volkmar Mierisch
Original assignee: Plibrico Co GmbH
Current assignee: Plibrico Co GmbH
Priority date: 1973-09-17
Filing date: 1973-09-17
Publication date: 1975-03-27

Description

Auskleidungselement; und daraus hergestellte feuerfeste Auskleidung

Die Erfindung betrifft ein Auskleidungselement und eine daraus hergestellte feuerfeste Auskleidung für einen Industrieofen oder dergleichen, bestehend aus einem vorgebrannten, hochtemperaturbestähdigen Fertigteil aus feuerfesten Massen mit einem keramischen Ankerstein und einer hochzunderbeständigen, metallenen Verbindungsklammer.

Derartige Auskleidungselemente werden insbesondere für feuerfeste Auskleidungen in Industrieöfen verwendet, die stark wechselnden Beanspruchungen unterliegen.. Die Auswahl des Auskleidungsmaterials hängt u.a. von der Feuerraumtemperatur, dem Temperaturwechsel, der Feuerraumbelastung, der Ofenatmosphäre, bzw· deren ständiger Wechsel von reduzierender nach oxidierender Atmosphäre und den chemischen Angriffen ab·

Um die Temperatur an dem äußeren Blechmantel des Ofens niedrig zu halten sind außer der inneren heißgehenden Schicht noch weitere Isolierschichten vorzusehen. Aus diesem Grund wird die gesamte Auskleidungsschicht sehr dick. Sie wird um sodicker, ^Je höher die Feuerraum-

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temperatur ist. Je dicker die Auskleidungsschicht ist, · je länger müssen die Elemente zum Verankern der Schicht sein.

Bei besonders hohen Feuerraumtemperaturen wird die innere heißgehende Schicht aus werkmäßig gefertigten Fertigteilen aus feuerfesten, vielfach aus schweren Massen hergestellt. Hierbei muß der Verbindungspunkt zwischen dem Ankerstein und der metallenen Verbindungsklammer möglichst nahe am Blechmantel liegen, damit er in einen unteren Temperaturbereich kommt, um somit Schaden an der metallenen Verbindungsklammer zu verhindern. Die Anker s te ine zum arretieren derartiger Fertigteile sind bei dicken Auskleidungsschichten sehr lang. Lange Anker sind in Industrieöfen mit hohen Brennkammertemperaturen und sehr starken Temperaturwechseln äußerst bruchanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Auskleidungselement für eine feuerfeste Auskleidung zu schaffen, dessen Ankerstein und Befestigung für den Anker vor der Ofentemperatur und den schädlichen Ofengasen geschützt ,sind und durch die gleichzeitig die Montage der gesamten Auskleidung erleichtert ist, wobei der Ankerstein selbst bruchunempfindlich ist.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Auskleidungs-, element aus einem rechteckigen oder vieleckigen Unterteil und einem symetrisch auf seiner Oberseite angeordneten, pyramidenstumpf-förmigen oder andersförmigen Oberteil besteht und das Element in der. Mitte des Oberteiles zur Aufnahme des Ankersteines mit einer Öffnung versehen ist, die zum seitlichen Einschieben des Ankersteines einseitig bis zur Außenseite verlängert ist und die Öffnung im zentralen Bereich mehrere zum Aufnehmen von Vertiefungen des AnkerSteines vorgesehene Vorsprünge aufweist.

Aus fertigungstechnischen Gründen kann die einseitige Öffnung auch zur anderen Seite verlängert sein und demzufolge über die gesamte Oberfläche des Oberteiles reichen. ·

Zufolge des auf der Oberseite des Pertigteile-Unterteiles aufgesetzten Oberteiles und der nicht durchgehenden Öffnung für den Ankerstein, wird der Ankerstein hinter der heißgehenden Schicht zurückgesetzt und dadurch der Verbindungspunkt zwischen Ankerstein und Ofenv/andbefestigung bei einem verkürzten Ankerstein zurück in die Nähe des Blechmantels des Ofens verlegt, d.h. obwohl der Ankerstein kürzer ist, liegt der Verbindungspunkt weiter

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- 4 von der heißgehenden Schicht ab. -

Das Oberteil ist nicht an die Pyramidenstumpf-Form gebunden* So kann dieses Veil auch jede andere geeignete Form aufweisen· Wesentlich ist, daß genügend Material in Fertigteil zur Verfugung steht, um den Ankerstein ausreichend mit dem Fertigteil zu verbinden bzw. zu befestigen und außerdem der Ankerstein in verkürzter Form möglichst nahe an den Ofenmimtel herangebracht wird· Das Oberteil kann in kubischer oder zylindrischer Form ausgebildet sein.

Das erfindungsgemäße* Auskleidungselement mit seiner besonderen Ausgestaltung der öffnung zur Aufnahme und Arretierung des Ankersteines ist besonders gut für die Herstellung einer feuerfesten Auskleidung in einem Industrieofen mit stark wechselnden Belastungen geeignet. Erfindungsgemäß wird das Auskleidungselement in der Weise verwendet, daß die Auskleidungselemente zur Auskleidung einer Ofenwand von unten nach oben montiert und unabhängig von dem nächsten Element mit der Ofenwand mittels Ankersteine befestigt sind und die schlitzförmige öffnung zum Aufnehmen der Ankersteine vom Mittelpunkt des " Auekleidungselementes nach oben reicht.

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Auf diese Weise können die Auskleidungselemente wie bei einem Mauerwerk aufgesetzt werden, wobei zunächst die unterste Reihe Elemente verlegt wird und sodann einzeln die Ankersteine an der Rückseite der Elemente von oben in die vorgesehenen öffnungen der Auskleidungselemente und der mit der Ofenwand befestigten Arretierungseinrichtungen eingeschoben werden. In der gleichen Weise wird die zweite. Reihe Elemente verlegt usw. Mit dieser Montageweise wird erreicht, daß jedes Auskleidungselement der heißgehenden Schicht unabhängig von dem nächsten Element mit der Ofenwand befestigt ist und sich demzufolge frei dehnen kann.

Die auftretenden Temperaturwechsel verursachen insbesondere in der heißgehenden Schicht reversible Dehnungen, die von den einzeln mit der Ofenwand befestigten, sich frei dehnbaren Auskleidungselementen ohne Beschädigung aufgenommen werden können. Die verkürzten Ankersteine werden durch diese Bewegungen nicht mehr so stark auf Biegung beansprucht.

Eine zwischen den Auskleidungelementen und der Ofenwand eingefüllte Isolierschicht und der auf dem Unterteil des Auskleidungselementes aufgesetzten Oberteiles sorgen für eine feste Arretierung der Auskleidungselemente innerhalb der Gesamtauskleidung.

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Die Auskleidungselemente sind fernerhin so montiert, daß zwei Rillen an der Umfangsfläche benachbarter Unterteile eine Nut bilden. Diese Nuten werden nach dem Einbau der Auskleidungselemente mit Füllkörpern ausgefüllt. Diese Füllkörper bilden Verriegelungs- und Abdichtstäbe, die die Auskleidungselemente neben den Isolierschichten untereinander so abdichten und verriegeln, daß einmal die Auskleidungselemente bei unter Umständen abreißenden Ankersteinen nicht z.B. in die Brennkammer fallen, aber zum anderen durch ihre Toleranzen verhindern, daß sich aus den Auskleidungselementen große, starre und unflexible Flächen bilden. Damit also zwischen Füllkörper und Nut kein Kraftschluß entsteht, ist der Querschnitt des Füllkörpers kleiner als der Querschnitt der Nut. Eine Beeinträchtigung der Dehnung der Auskleidungselemente ist somit nicht gegeben.

Zwischen zwei benachbarten Auskleidungselementen wird bei der Montage eine abbrennbare Einlage eingelegt, die während des Anheizens des Ofens abbrennt und einen definierten Spalt zwischen den Außenflächen der Auskleidungselementen bildet. Aufgrund dieser Spalte können sich die Auskleidungselemente allseitig dehnen und den wechselnden Beanspruchungen folgen ohne Beschädigungen in der Auskleidung hervorzurufen.

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Ist bei einer mehrteiligen Isolierung die dem Ofenmantel am nächsten liegende Schicht unabhängig von den Ankersteinen mit dem Ofenmantel verankert» dann kann hiermit verhindert werden, daß Schleichgase an den Blechmantel des Ofens gelangen.

Ein Auskleidungselement und zwei Verwendungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben· Es zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Pig, 3,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie C-D in Pig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Auskleidungselement,

Fig. 4- die Verwendung des Auskleidungselementes in einem Industrieofen zur Auskleidung einer Ofenwand, .

Fig. 3 die Verwendung eines Auskleidungselemementes in einem runden Industrieofen,

Fig. 6 eine Darstellung der Befestigung des Ankersteines an der Ofenwand. 509813/0589

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Bas Auskleidungselement 1 besteht aus einem Unterteil 3 und einem Oberteil 4-, das auf die Oberseite 5 des eine rechteckige Unterseite 6 bildenden Unterteiles 3 aufgesetzt ist. Das Oberteil 4- ist pyramidenstumpfförmig ausgebildet .

. In der Mitte des Oberteiles 4- ist eine rechteckige öffnung 7 vorgesehen, die in ihrer Tiefe bis in das Unterteil 3 geführt ist, ohne aber die Unterfläche 6 des Unterteiles 3 zu erreichen. Damit ist das Auskleidungselement 1 ohne durchgehende öffnung (von der heißen zur kalten Seite) ausgebildet. Die beiden Seitenflächen 11 und 12 der öffnung 7 sind mit trapezförmigen Vorsprüngen 10 versehen, in die die Vertiefungen 9 des Ankersteines 2 eingreifen. Der Ankerstein 2 ist von der Außenseite 8 her in die öffnung 7 einschiebbar, wobei die Vorsprünge 10 und die Vertiefungen 9 eine Arretierung des Auskleidungselementes 1 mit dem Ankerstein 2 bewerkstelligen· Die Vor Sprünge 10 und die zugeordneten Vertiefungen 9 können auch andersartig geformt sein. So ist es denkbar, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern, die Vorsprünge und die Vertiefungen rund bzw. halbrund, viereckig od.dgl. auszubilden.

Das Oberteil 4- weist gegenüber der Grundfläche 14- des i Unterteiles 3 eine kleinere Grundfläche 13 auf. Das

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Oberteil 4 ist lediglich dazu vorgesehen, den Anker- * stein 2 kürzer ausbilden zu können und damit näher an den Ofenmantel heranzuführen. Da die Unterseite des Auskleidungselementes 1 vollständig geschlossen ist, können keine Schleichgase zwischen dem Ankerstein 2 und dem Auskleidungselement 1 zum Ofenmantel strömen.

Fig, 4- zeigt die Verwendung des erfindungsgemäßen Auskleidungselementes zur Auskleidung einer Ofenwand. Hier sin^ vor der als Blechmantel ausgeführten Ofenwand 17 die Auskleidungselemente 1 von unten nach oben in folgender Weise montiert:·

Nachdem in der untersten Reihe die Elemente 1 verlegt sind, wird die nächste Reihe 1a mit den Elementen la verlegt und gleichzeitig die !Füllkörper 21a in die Nuten 20 bzw. eine den Spalt 24 bildende, abbrennbare Einlage zwischen die Außenflächen der Unterteile 3 eingelegt. Vorher waren die Verbindungsklammern 19 in die an der Ofenwand 17 befestigten Halterungen 18 eingehängt worden. Jetzt wird der Ankerstein 2a von oben in die Öffnung 7a und die Verbindungsklammer 19 eingeschoben. Die Vorsprünge 10 in der Öffnung 7 und die Vertiefungen 9 in den Ankersteinen 2 verhindern, daß sich das Auskleidungs elemnet 1 zum Feuerraum oder zur Ofenwand 17 hin verschiebt. Nach oben und unten sind die Elemente 1

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durch die Nachbarelemente begrenzt. In dieser zuvor beschriebenen Weise werden alle nachfolgenden Elemente 1b usw. montiert.

Sind· alle Auskleidungselemente 1 mit den Ankersteinen 2 montiert, dann werden die Isolierschichten 22 und 23 eingegossen bzw. eingespritzt, wobei die Schicht 22 unabhängig von den Ankersteinen 2 mit der Ofenwand 17 arretiert ist.

In gleicher Weise kann auch eine Ofendecke mit den erfindungsgemäßen Auskleidungselementen 1 ausgekleidet werden. In diesem Falle werden die Elemente 1 nicht von unten nach oben, sondern von links nacht rechts (oder umgekehrt) montiert und die Ankersteine 2 von rechts her in die öffnung 7 des Auskleidungselementes 1 eingeschoben.

Fig. 5 zeigt die Auskleidung eines runden Ofens mit den erfindungsgemäßen Auskleidungselementen 1. Hier wird die Hontage in der gleichen V/eise wie bei der zuvor beschriebenen Ofenwand vorgenommen, nur mit dem Unterschied, daß jetzt zwei der Umfangsflächen 15 des Unterteiles 3 des ■Auskleidungselementes 1 unter einem spitzen V/inkel«£ verlaufen, um sich somit der Rundung des Ofenmantels an-

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zupassen.

Um eine gleichmäßige Verdichtung der Isolierschicht zu gewährleisten, kann die Auskleidung auch in der Weise montiert werden, daß die Isolierschicht 22 vollständig fertig verlegt wird und sodann die Auskleidungselemente 1 einzeln wie "beschrieben montiert werden ,jedoch mit der Maßgabe, daß nur zwei oder drei Reihen Elemente 1 verlegt werden und sodann die Isolierschicht 23 in diesen Bereich eingebracht wird. Hiernach werden die nächsten Reihen der Auskleidungselemente 1 verlegt und in diesem Bereich der nächste Teil der Isolierschicht 23 eingebracht usw.

Zufolge der eingegossenen Isolierschichten 22/23 liegen die Auskleidungselemente 1 mit den Seitenflächen der Oberteile 4- an der Isolierschicht 23 an und werden von dieser Schicht mitgehalten· Wenn die zwischen den Seitenflächen 15 von zwei Auskleidungselementen 1 eingelegte, abbrennbare Einlage ausgebrannt ist und sich ein freier Spalt 24 gebildet hat, dann sind die Auskleidungselemente 1 ausreichend in der Isolierschicht 23 eingebettet und arretiert und liegen nicht mit ihren Flächen 15 aneinander.

- Patentansprüche -

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Claims

1. Auskleidungselement für einen Industrieofen oder dergleichen, bestehend aus einem vorgebrannten, hochtemperaturbeständigen Fertigteil aus feuerfesten Massen mit einem keramischen Ankerstein und einer hochzunderbeständigen metallenen Verbindungsklammer, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (1) aus einem Unterteil (3) und einem auf seiner Oberseite (5) angeordneten Oberteil (4-) besteht und das Element(1) in der Mitte des Oberteiles (4) zur Aufnahme des mit Vorsprüngen oder Vertiefungen (9) versehenen Ankersteines (2) mit einer Öffnung (7) versehen ist, die zum seitlichen Einschieben des Ankersteines (2) einseitig bis zur Außenseite (S) des Elementes (1) verlängert ist, und die Öffnung (7) im zentralen Bereich mehrere zum Arretieren des Ankersteines (2) vorgesehene Vertiefungen und/oder Vorsprünge (107 aufweist.

2. Auskleidungselement nach Ansxxruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsürünpe (10) oder Vertiefungen in der Öffnung (7) an zwei sich gegenüberliegenden Seiten (11,12) vorgesehen sind.

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3. Auskleidungselement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (1ο) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.

4-, Auskleidungselement nach den Ansprüchen 1 bis 3_? dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (10) nur im mittleren Bereich der Öffnung (7) des Oberteiles (4) angeordnet sind.

5. Auskleidungselement nach den Ansprüchen 1 bis 4·, dadurch gkennzeichnet, daß das
Oberteil (4-) pyramidenstumpf-förmig ausgebildet ist.

6. Auskleidungselement nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (13) des Oberteiles (4·) gleich groß oder kleiner ist als die Grundfläche (14-) des Unterteiles (3).

7. Auskleidungselement nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (3) an seinen Umfangsflächen (15) mit einer rundumgehenden Rille (16) versehen ist."

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8. Auskleidungs element nach den Ansprüchen 1 Ms 7» dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende Umfangsflächen (15) unter einem spitzen Winkel (O^ ) verlaufen, dessen Scheitelpunkt unterhalb der Unterseite (6) des Unterteiles (3) liegt.

9. Verwendung eines Ausklexdungselementes nach den Ansprüchen 1 bis 8 in einer feuerfesten Auskleidung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1) zur Auskleidung einer Ofenwand (17) von unten nach* oben montiert und unabhängig von dem nächsten Element (1) mit der Ofenwand (17) befestigt sind und die schlitzförmige Öffnung (7) in dem Oberteil (4) vom Hittelpunkt des Auskleidungselementes (1) nach oben reicht.

10. Auskleidung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß" die Ofenwand O7) eine Halterung (18)._% aufweist, in di» die Yerbindungsklammern (19) der Ankersteine (2) von oben einschiebbar sind.

11. Auskleidung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwand (17) mit Halterungen (18) versehen ist, an die die Verbindungsklammern (19) derart befestigt sind, daß die Ankersteine (2) von üben in die Klammern (19) einschiöbbar sind,

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12. Auskleidung nach den Ansprüchen 9 "bis 11,
dadurch gekennzeichne t, daß die von zwei Rillen (16) "benachbarter Unterteile (1a,1b) gebildeten Nuten (20) jeweils mit einem !füllkörper (21) ausgefüllt sind.

15. Auskleidung nach Anspruch 12,dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Füllkörpers (21) kleiner ist als der Querschnitt der Nuten (20).

Auskleidung nach den Ansprüchen 9 bis 13»
dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen der Ofenwand (17) und dem Auskleidungselement (1) mit einer ein- oder mehrteiligen, gespritzten und/oder gegossenen Isolierung (22,23)
ausgefüllt ist.

15. Auskleidung nach den Ansprüchen 1 bis
dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Elementen (1) mit einer abbrennbaren einen nach dem Anheizen des
Ofens durch Wärmedehnung verkleinerbaren Spalt (24)
gebildete Einlage versehen sind.

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Auskleidung nach den Ansprüchen 9 "bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die isolierschicht (23) entsprechend den verlegten Auskleidüiigs elementen (1) absatzweise eingebracht ist.

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