DE2362946A1 - METALLIC INSERTS MADE OF A PLATE-LIKE MATERIAL FOR EXPANSION JOINTS IN A FURNACE WALL - Google Patents
METALLIC INSERTS MADE OF A PLATE-LIKE MATERIAL FOR EXPANSION JOINTS IN A FURNACE WALLInfo
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Description
• rA'XNTANV/XlTI " - ' ■• rA'XNTANV / XlTI "- '■
18. Dezember 197318th December 1973
W 41 797/7 3 Zi/azW 41 797/7 3 room / az
Didier-Werke AG
Wiesbaden (Uundesrepublik Deutschland)Didier-Werke AG
Wiesbaden (United Republic of Germany)
Metallische Einlagen aus einem plattenartigen Material für Dehnfugen eines OfenrnauerwerkesMetallic inlays made of a plate-like material for expansion joints in stove masonry
Die Erfindung betrifft metallische Einlagen aus einem plattenartigen Material für Dehnfugen zwischen feuerfesten Steinen eines Ofenmauerwerkes, insbesondere einer Auskleidung fü.r Drehrohrofen.The invention relates to metallic inserts made of a plate-like material for expansion joints between refractory Stones of a furnace masonry, in particular a lining for rotary kiln.
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Die Auskleidungen von Drehrohröfen für die Herstellung von Portland-Zement bestehen in der Regel aus gebrannten, keilförmigen Magnesia- und Chrom-Magnesia-Steinen, die in einzelnen Steinringen angeordnet sind. Bei der Auskleidung von Drehrohröfen mit einzelnen Steinringen aus basischen, gebrannten Steinen ist es von besonderer Bedeutung, daß die mechanische Beständigkeit der Ringe sowohl in heißem als auch in kaltem Zustand, d.h. bei unterschiedlicher Wärmedehnung der Steine aufrechterhalten wird.The linings of rotary kilns for manufacture of Portland cement are usually made of fired, wedge-shaped magnesia and chrome-magnesia bricks that are in individual stone rings are arranged. When lining rotary kilns with individual stone rings made of basic, In fired stones it is of particular importance that the mechanical resistance of the rings both in hot as well as in the cold state, i.e. with different thermal expansion of the stones.
Feuerfeste basische Steine verfügenRefractory basic bricks have
• zwar Über eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen thermochemische Angriffe im Hochtemperaturbereich, sie haben aber einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Wenn derartige Steine zur Herstellung eines Mauerwerkes verwendet werden, das sich bei Hitzeeinwirkung nicht frei ausdehnen kann, müssen daher zwischen den einzelnen Steinen Dehnfugen vorgesehen werden. Die Dehnfugen müssen im kalten Zustand des Mauerwerkes für einen entsprechenden Abstand der Steine voneinander sorgen und dem Mauerwerk eine ausreichende Festigkeit verleihen. Beim Anheizen des Mauerwerkes dagegen müssen die Dehnfugen unter dem Pressdruck der sich ausdehnenden Steine nachgeben, um eine Zerstörung der Steinenden durch den Pressdruck zu verhindern.• Although about excellent resistance to thermochemical Attacks in the high temperature range, but they have a large coefficient of thermal expansion. If such Stones are used to produce masonry that cannot expand freely when exposed to heat therefore expansion joints must be provided between the individual stones. The expansion joints must be in the cold state of the masonry ensure that the stones are spaced appropriately from one another and give the masonry sufficient strength. When heating the masonry, however, the expansion joints must give way under the pressure of the expanding stones, to prevent the stone ends from being destroyed by the pressure.
Dehnfugen mit den vorstehend geforderten Eigenschaften können auf verschiedene Weise erzielt werden. So kann beispielsweise eine Dehnfuge dadurch erzielt werden, daß bei der Verme.uerung der Steine Naßmörtel verwendet wird. Die Vermauerung mit Naßmörtel erfordert jedoch ein hohes fachliches Können und ist darüberhinaus sehr zeitraubend» Wie die Entwicklung in jüngster Zeit aufzeigt, kann außerdem die Einhaltung einer konstanten Körtelfuge nicht gewährleistet werden, da das erforderliche Fachpersonal fehlt. Die Verwendung von Naßmörtel bei der Herstellung eines feuerfesten Mauer-Expansion joints with the properties required above can be achieved in several ways. For example, an expansion joint can be achieved in that at Wet mortar is used to avoid the stones. The bricking up with wet mortar, however, requires a high level of technical skill and is also very time-consuming »Like development has recently shown that compliance with a constant mortar joint cannot be guaranteed, because the necessary specialist staff is lacking. The use of wet mortar in the manufacture of a refractory masonry
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werkes mit Dehnfugen hat aufgrund der beim Anheizen entstehen-* den Wasserdampfe große Kachteile, so daß in vielen Fällen die Trockenvermauerung bevorzugt wird.works with expansion joints has occurred due to the heating * the water vapor large tile parts, so that in many cases dry masonry is preferred.
Bei der Trocken verinauerung v/erden die Dehnfugen dadurch hergestellt, daß Pappestreifen, Asbestplatten oder Eisenbleche zwischen die einzelnen Steine eingelegt .werden.In the case of dry lining, the expansion joints are made using strips of cardboard, asbestos sheets or iron sheets be inserted between the individual stones.
Die zwischen die einzelnen Steine eingelegten Pappestreifen verbrennen beim Aufheizen des Mauerwerkes, so daß sich Leerfugen bilden, in welche sich die Steine ausdehnen können. Da die Pappestreifen mit zunehmender Entfernung von der heißen Steinseite in geringerem Maße abbrennen, entstehen keilförmige Leerfugen, deren weiteste öffnung an der heißen Steinseite liegt. Die von der heißen Steinseite abgekehrten, nicht verbrannten Abschnitte der Pappestreifen dienen zur gegenseitigen Abstützung der einzelnen Steine, bis das Mauerwerk seine Betriebstemperatur erreicht hat und die Steine aufgrund ihrer Längendehnung die Leerfuge geschlossen haben. Da die Pappestreifen schon kurz nach dem Anheizen des Mauerwerkes abbrennen und die unverbrannt gebliebenen Abschnitte der Pappestrelfen verhältnismäßig klein sind, wird das Mauerwerk nach dem Abbrennen der Pappestreifen und vor Erreichen der Betriebstemperatur instabil.The cardboard strips inserted between the individual stones burn when the masonry is heated, so that empty joints form into which the stones can expand. Since the cardboard strips burn to a lesser extent with increasing distance from the hot stone side, the result is wedge-shaped Empty joints, the widest opening of which is on the hot stone side. Those turned away from the hot stone side, not burned Sections of the cardboard strips are used to support the individual stones on each other until the masonry reaches its operating temperature and the stones have closed the empty joint due to their elongation. As the cardboard strips Burn down shortly after the masonry has been heated up and the sections of the cardboard reliefs that remained unburned are relatively small, the masonry will be after the cardboard strips have burned off and before the operating temperature has been reached unstable.
Wenn Asbestplatten als Einlagenmaterial verwendet werden, treten im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie bei Pappestreifen auf. Wenn auch die unverbrannten Abschnitte der eingelegten Asbestplatten etwas größer sind als bei den Pappestreifen, wird auch hier nach dem Abbrennen der der heißen Steinseite zugekehrten Abschnitte des Asbestmaterials und vor dem Erreichen der Betriebstemperatur das Mauerwerk instabil.When asbestos sheets are used as the interlining material, there are essentially the same effects as those of cardboard strips on. Even if the unburned sections of the inserted asbestos sheets are slightly larger than those of the cardboard strips, is also here after the burning of the sections of the asbestos material facing the hot stone side and before it is reached the operating temperature makes the masonry unstable.
Die zwischen die einzelnen Steine eingelegten Eisenbleche sollen bei Erreichen der Betriebstemperatur des Mauerwerkes schmelzen und somit eine Leerfuge bilden, in welche sich, dieThe iron sheets inserted between the individual stones should be when the masonry reaches its operating temperature melt and thus form an empty joint into which the
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Steine ausdehnen können. Die Verwendung von Eisenblechen als Einlagenmaterial hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt. Die Eisenbleche oxydieren bereits bei Temperaturen, die weit unterhalb des Schmelzpunktes liegen. Die Oxydation des Eisenbleches ist mit einer erheblichen Volumenzunähme verbunden, so daß durch das Eisenblech noch zusätzliche Drücke entstehen, welche die Drücke und Spannungen aufgrund der Wärmedehnung der Steine noch erhöhen. Die bekannten Eisenbleche sind daher für Dehnfugen zwischen feuerfesten Steinen eines Ofenmauerwerkes nicht geeignet.Stones can expand. The use of iron sheets as insert material, however, has not proven itself in practice. The iron sheets already oxidize at temperatures well below the melting point. Oxidation of the iron sheet is associated with a significant increase in volume, so that additional pressures arise through the iron sheet, which reduce the pressures and tensions due to the thermal expansion of the Stones still increase. The known iron sheets are therefore used for expansion joints between refractory bricks in a furnace masonry not suitable.
Es war daher die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, metallische Einlagen aus einem plattenartigen Material für Dehnfugen in einem Ofenmauerwerk zu schaffen, welche die Steine in kaltem Zustand des Mauerwerkes in einem vorbestimmten gleichmäßigen Abstand halten und die Entstehung von zusätzlichen Spannungen durch eine Oxydation des Einlagenmaterials vermeiden und gleichzeitig das Ofenmauerwerk sowohl in kaltem Zustand als auch in der Anheizphase und nach Erreichen der Betriebstemperatur in einem stabilen Zustand halten.It was therefore the object of the invention to provide metallic inserts made of a plate-like material to create expansion joints in a furnace masonry, which the stones in the cold state of the masonry in a predetermined Keep a constant distance and the creation of additional tension due to oxidation of the insert material Avoid and at the same time the kiln masonry both in the cold state and in the heating phase and keep in a stable state after reaching operating temperature.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das plattenartige Material abwechselnd aufeinanderfolgende, erhabene Stege und Ausnehmungen in Form von Vertiefungen odor Durchbrechungen aufweist und daß das Volumen der Ausnehmungen 3o bis 7o%, vorzugsweise 4ο bis 60%,des Volumens einer die Stege einschließenden, gedachten Vollmaterialplatte ausmacht und die Mindestbroitt: der Stege größer als die maximale Dicke des plattenartigen Materials ist.This is achieved according to the invention in that the plate-like material is alternately successive, raised Bars and recesses in the form of depressions odor Has openings and that the volume of the recesses 3o to 7o%, preferably 4ο to 60%, of the volume of a die The imaginary solid material plate enclosing the webs makes up the minimum width: the webs are larger than the maximum thickness of the plate-like material.
Die Vertiefungen oder Durchbrechungen der metallischen Einlagen gemäß der Erfindung sind in der Lage, sowohl die Längenänderung der Steine infolge der VJärraedahnung als auch die Volumenzunähme des für die metallischen Einlagen verwendetenThe depressions or openings in the metallic inserts according to the invention are capable of both the change in length the stones as a result of the VJärraedahnung as well as the increase in volume of that used for the metallic deposits
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Materials infolge der Oxydation aufzunehmen. Gleichzeitig sorgen die metallischen Einlagen für eine gute mechanische Festigkeit des Mauerwerkes. Die metallischen Einlagen gemäß der Erfindung erfüllen somit zwei im Widerspruch zueinanderstehende Forderungen. Auf der einen Seite geben die metallischen Einlagen gemäß der Erfindung der Wärmedehnung nach und vermeiden damit bei sämtlichen auftretenden Temperaturen die Entstehung von übermäßigen Spannungen im Mauerwerk. Auf der anderen Seite verfügen die metallischen Einlagen gemäß der Erfindung in sämtlichen Temperaturbereichen von kalter Temperatur bis zur Betriebstemperatur über eine ausreichende mechanische Festigkeit, so daß die mechanische Beständigkeit der einzelnen Steinringe in einem Ofenmauerwerk erhalten bleibt. Die mechanische 3est£ndigkeit der einzelnen Steinringe ist besonders wichtig bei Horizontaldrehrohröfen.Material as a result of the oxidation. At the same time, the metallic inserts ensure good mechanical properties Strength of the masonry. The metallic inserts according to the invention thus fulfill two contradicting one another Requirements. On the one hand, the metallic inserts according to the invention yield to thermal expansion and thus avoid the development of excessive stresses in the masonry at all temperatures that occur. on on the other hand, the metallic inlays according to the invention are available in all temperature ranges from colder Temperature up to the operating temperature has sufficient mechanical strength, so that the mechanical resistance the individual stone rings in a kiln brickwork is preserved. The mechanical strength of each Stone rings are particularly important in horizontal rotary kilns.
Wenn ein Ofenmauerwerk mit metallischen Einlagen gemäß der Erfindung erwärmt wird, v/erden die metallischen Einlagen erweicht und üben die sich ausdehnenden Steine eine Kraft auf die schmalen Stege der metallischen Einlagen aus. Während die metallischen Einlagen erweichen und auch oxydieren, kann sich das metallische Material in die Vertiefungen und Durchbrechungen der zwischen die Steine eingelegten Einlagen ausdehnen. Solange das Material erweicht und sich ausdehnt, fällt es nicht zusammen, so daß die beiden vorstehend genannten Forderungen erfüllt werden. Das Steinmaterial dehnt sich nicht in die Vertiefungen und Durchbrechungen der metallischen Einlagen aus, so daß die in den metallischen Einlagen vorgesehenen Ausnehmungen nicht durch Vorsprünga des Steinmaterials ausgefüllt werden.When a furnace masonry with metallic inlays is heated according to the invention, the metallic inlays are grounded the expanding stones softens and exerts a force on the narrow webs of the metallic inlays. While the If the metallic inlays soften and also oxidize, the metallic material can get into the recesses and openings of the deposits inserted between the stones. As long as the material softens and expands, it will fall not together, so that the two requirements mentioned above are met. The stone material does not stretch in the recesses and openings of the metallic inserts, so that the recesses provided in the metallic inserts are not filled by protrusions of the stone material.
In der Regel haben die metallischen Einlagen entweder nur Vertiefungen oder nur Durchbrechungen. Derartige Einlagen finden besonders dann Verwendung, wenn die metallischen Einlagen gleichmäßigen Belastungen ausgesetzt sind.As a rule, the metallic inlays either only have depressions or only perforations. Such deposits are especially used when the metallic inlays are exposed to uniform loads.
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Wenn jedoch die metallischen Einlagen sehr unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind, die an verschiedenen Stellen der Einlagen eine sehr unterschiedliche Verformung des Einlagenmaterials zur Folge haben,kann das plattenartige Material gleichzeitig Vertiefungen und Durchbrechungen besitzen.However, if the metallic inserts are exposed to very different loads, which are in different places of the inserts result in a very different deformation of the insert material, the plate-like material can have recesses and perforations at the same time.
Wenn besonders hohe Anforderungen an die Festigkeit der metallischen Einlagen gestellt werden und gleichzeitig große Wärmedehnungen aufgenommen werden müssen, können die im plattenartigen Material vorgesehenen Durchbrechungen stufenförmig ausgebildet sein.When particularly high demands are placed on the strength of the metallic inserts and, at the same time, great ones Thermal expansions must be absorbed, which can be in the plate-like Material provided through holes be formed step-shaped.
Wenn die metallischen Einlagen v/ahlweise auf einer Seite oder auf beiden Seiten des plattenartigen Materials Vertiefungen aufweisen, können die metallischen Einlagen auf einfache Weise bei Benutzung ein und desgleichen Materials unterschiedlichen Anforderungen angepaBt werden.If the metallic inlays are sometimes on one side or have depressions on both sides of the plate-like material, the metallic inserts can be simple When using one and the same material, they can be adapted to different requirements.
Eine gute Verformbarkeit der metallischen Einlagen durch die von den Steinen ausgeübte Druckkraft kann dadurch erzielt werden, daß die Oberfläche der Etege auf einer Seite des plattenartigen Materials Io bis 7o% der Projektionsfläche des plattenartigen Materiales beträgt» Die Projektionsfläche des plattenartigen Materials entspricht dabei der gesamten Steinoberfläche, die an der Fuge liegt»A good deformability of the metallic inlays by the compressive force exerted by the stones can be achieved in that the surface of the floor is on one side of the plate-like Materials Io to 7o% of the projection area of the plate-like material is »The projection area of the plate-like material corresponds to the entire stone surface, which is at the joint »
Eine ausgewogene Festigkeit und gleichzeitig eine gute Verformbarkeit der metallischen Einlagen kann dadurch erzielt werden, daß die Stege eine Breite haben^ die nicht mehr als das 5-fache, vorzugsweise nicht mehr als das 3-fache der maximalen Dicke des plattenartigen fleterials beträft „A balanced strength and at the same time a good one The deformability of the metallic inserts can thereby be achieved be that the webs have a width ^ which is not more than 5 times, preferably not more than 3 times the maximum Thickness of the plate-like fleterial concerns "
Wenn die Vertiefungen und Durchbrechungen in den metallischen Einlagen einen quadratischen oder rechteckiger* GrundrißIf the depressions and openings in the metallic inserts have a square or rectangular * plan
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haben, erhalten die Stege, welche die Vertiefungen und Durchbrechungen umgeben, an sämtlichen Stellen einen gleichen Querschnitt, so daß der Widerstand gegen Verformung an sämtlichen Stellen gleich ist und damit eine gleichmäßige Verformung der metallischen Einlagen erzielt wird.have received the webs, which the depressions and openings surrounded, at all points an equal cross-section, so that the resistance to deformation at all Places is the same and thus a uniform deformation of the metallic inserts is achieved.
Die Verarbeitung der metallischen Einlagen kann dadurch erleichtert werden, daß das plattenartige Material in seinem Randbereich einen umlaufenden Steg aufweist.The processing of the metallic inlays can be facilitated by the fact that the plate-like material in his Edge area has a circumferential web.
Wenn das Volumen der einzelnen Vertiefungen oder Durchbrechungen einer Einlage in Richtung von der vorderen heißen Steinseite zur hinteren kalten Steinseite abnimmt, kann einerseits den vinterschiedlichen Längendehnungen an der heißen vorderen Steinseite und an der kalten hinteren Steinseite Rechnung getragen und andererseits eine besonders gute Stabilität des Mauerwerkes in sämtlichen Betriebszuständen erzielt werden. Da die Steine an ihrer kalten, d.h. dem Feuer abgekehrten Seite, sich nur in einem geringen Maße erwärmen und daher nur unwesentlich ausdehnen, reicht an der hinteren kalten Steinseite ein wesentlich kleinerer Raum z,ur Aufnahme der Längendehnung der Steine als an der heißen Vorderseite aus. Die Vertiefungen und Durchbrechungen können daher an der hinteren kalten Steinseite ein kleineres Volumen als an der heißen Vorderseite der Steine habsn. Durc h die Verminderung des Volumens der Vertiefungen und Ausdehnungen an der hinteren kalten Steinseite nimmt der Materialanteil der Einlage zu, so daß die mechanische Festigkeit der Einlage im Bereich der hinteren kalten Steinseite steigt, wodurch die Stabilität des Ofenmauerwerkes über sämtliche Betriebszustände hinweg erhöht werden kann.When the volume of each well or perforation an insert in the direction of the front hot Stone side decreases towards the cold stone side at the back, can on the one hand the different length expansions on the hot front stone side and on the cold rear stone side account and on the other hand, a particularly good stability of the masonry can be achieved in all operating conditions. Since the stones on their cold side, i.e. facing away from the fire, only heat up to a small extent and therefore only expand insignificantly, a much smaller space is sufficient on the cold rear side of the stone to accommodate the elongation of stones than on the hot front. The recesses and openings can therefore be at the rear the cold stone side has a smaller volume than the hot front side of the stones. By reducing the volume of the depressions and expansions on the rear cold stone side the material content of the insert increases, so that the mechanical strength of the insert in the area of the rear cold The stone side rises, which increases the stability of the kiln masonry across all operating states can.
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Wenn das plattenartige Material an den einzelnen S te ir.en vor deren Setzen befestigbar, vorzugsweise anklebbar ist, wird' auf der einen Seite der Zusammenbau des Mauerwerks erleichtert und ist auf der anderen Seite sichergestellt/ daß die metallischen Einlagen alle in der richtigen Lage angebracht und nicht aus Zufall vergessen werden.If the plate-like material is attached to the individual sides can be fastened, preferably glued, before they are set, the assembly of the masonry is facilitated on the one hand and on the other hand it is ensured / that the metallic inserts are all attached in the correct position and not be forgotten by accident.
Eine wirtschaftliche Massenproduktion der metallischen Einlagen ist dann gewährleistet, wenn das plattennrtige Material aus einer einstückigen Stahlplatte besteht, in weicher die Vertiefungen und/oder Durchbrechungen vorgesehen sind.An economical mass production of the metallic inlays is guaranteed if the plate-like material consists of a one-piece steel plate, in which the recesses and / or openings are provided.
Wenn jedoch die metallischen Einlagen nur in kleineren Stückzahlen hergestellt werden sollen, ist es wirtschaftlich, wenn das plattenartige Material aus einer Stützplatte sowiß aus auf die Stützplatte in parallelem Abstand aufgebrachten Stahlstreifen besteht, welche die Stege bilden.However, if the metallic inserts only in smaller To be produced in quantities, it is economical if the plate-like material as well as a support plate consists of steel strips attached to the support plate at a parallel distance, which form the webs.
Die Stützplatte kann dabei entsprechend den Anforderungen an die metallischen Einlagen wahlweise aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff bestehen.The support plate can be made according to the requirements on the metallic inserts made of steel or aluminum or plastic.
Das Volumen der Vertiefungen und/oder Durchbrechungen in den einzelnen metallischen Einlagen hängt von der iT>aximal erwarteten Volumenzunähme der Steine und des oxydierenden metallischen Materials in einem geschlossenen Steinring eines Ofenmauerwerkes ab. Die metallischen Einlagen werden so ausgelegt, daß das Gesamtvolumen der Vertiefungen und Durchbrechungen aller Einlagen in einem geschlossenen Steinring mindestens 3o%, jedoch höchstens loo% der erwarteten maximalen Volumenzunahiiie beträgt» Die in einem Steinring auszugleichende Volumenzunähme wird dabei gleichmäßig auf die einzelnen metallischen Einlagen verteilt.The volume of the depressions and / or perforations in the individual metallic inlays depends on the iT> aximal expected increase in volume of stones and oxidizing metallic material in a closed stone ring of an oven masonry. The metallic inlays are designed so that the total volume of the depressions and perforations of all deposits in a closed stone ring at least 3o%, but no more than 10o% of the expected maximum The increase in volume is »The one to be compensated in a stone ring Volume increase will be evenly on the individual metallic inlays distributed.
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Die metallischen Einlagen gemäß der Erfindung eignen sich für feuerfeste Auskleidungen aus gebrannten basischen Magnesia- und Chrommagnesia-Steinen für bei hohen Temperaturen betriebene Drehrohröfen, die beispielsweise bei der Herstellung von Portland-Zement verwendet werden.The metallic inlays according to the invention are suitable for refractory linings made of fired basic Magnesia and chrome magnesia bricks for rotary kilns operated at high temperatures, for example in the Manufacture of Portland cement can be used.
Im nachstehenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:In the following, some exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to drawings. In the drawings demonstrate:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer" erfindungsgemäßen metallischen EinlageFig. 1 shows a cross section through an embodiment a "metallic insert according to the invention
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Abwandlungsform einer erfindungsgemäßen metallischen EinlageFig. 2 shows a cross section through a modification a metallic insert according to the invention
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in den Figuren 1 und dargestellten, metallischen Einlagen3 shows a plan view of the metallic inserts shown in FIGS. 1 and
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine v/eitere Abwandlungsform einer erfindungsgemäßen, metallischen Einlage4 shows a cross section through a further modification of a metallic one according to the invention inlay
Fig. 5 eine Draufsicht auf die in Fig. 4 dargestellte, metallische EinlageFIG. 5 shows a plan view of the metallic insert shown in FIG. 4
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine v/eitere Abwandlungsform der erfindungsgemäßen, metallischen Einlage6 shows a cross section through a further modification of the metallic form according to the invention inlay
Figuren 7bis IO Querschnitte durch weitere Abwandlungsformen der e-rfindungsgemäßeri, metallischen Einlage.FIGS. 7 to 10 cross sections through further modifications the metallic ones according to the invention Inlay.
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Die in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellten Einlagen sind geprägte Bleche aus Flußstahl, die durch Walzen hergestellt werden können. Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Einlagen weisen Vertiefungen Io und Stege 12 auf. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, werden die Vertiefungen Io von den Stegen 12 umgeben. Wenn die Einlagen zwischen 2 aneinanderliegenden Steinen ζ us aramen gedrückt v/erden t geben die Stege 12 seitlich in die Vertiefungen Io nach. Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, können die Vertiefungen Io wahlweise auf einer Seite oder auf beiden Seiten der plattenartigen Einlage vorgesehen sein. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsforra liegen die auf beiden Seiten angeordneten Vertieffungen einander genau gegenüber und sind durch eine die Stege 12 verbindende dünne Materialbrücke 16 voneinander getrennt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die dünne Materialbrücke 16 in der Mittelebene der plattenartige Einlage. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Materialbrücke 16 außerhalb der Mittelebene der plattenartigen Einlage liegt. Bei dex* in Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind nur auf einer Seit^der plattenartigen Einlage Vertiefungen Io vorgesehen, während die andere Seite der plattenartigen Einlage eine glatte Oberfläche aufweist.The inlays shown in Figures 1, 2 and 3 are embossed sheets of mild steel, which can be produced by rolling. The inserts shown in FIGS. 1 to 3 have depressions Io and webs 12. As can be seen from FIG. 3, the depressions Io are surrounded by the webs 12. When the inlays are pressed v / ground between 2 adjacent stones ζ us aramen t , the webs 12 give way laterally into the depressions Io. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the depressions Io can optionally be provided on one side or on both sides of the plate-like insert. In the embodiment shown in FIG. 1, the depressions arranged on both sides lie exactly opposite one another and are separated from one another by a thin material bridge 16 connecting the webs 12. In the embodiment shown in Fig. 1, the thin material bridge 16 is in the center plane of the plate-like insert. However, embodiments are also conceivable in which the material bridge 16 lies outside the center plane of the plate-like insert. In the embodiment shown in FIG. 2, depressions Io are only provided on one side of the plate-like insert, while the other side of the plate-like insert has a smooth surface.
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Einlage besteht aus einer Stützplatte 14 und einer Vielzahl von Stahlstreifen 13, die in parallelem Abstand auf der Stützplatts 14 befestigt sind. Die Stahlstreifen 13 können durch Punktschweißen, Leimen oder auf irgendeine andere geeignete Weise an der Stützplatte befestigt sein«, Die Stütsplatte 14 kann wahlweise aus Stahl, Alualniura oöer sogar aus Kunststoff bestehen« Die'Zwischenraum© IS swischen den Stalilstxeifen ■ 13 stellen bei dieser Aus führ ungs form die Vertiefungen der metallischen Einlage dar0 Es ist jedoch auch möglich, SieThe insert shown in FIGS. 4 and 5 consists of a support plate 14 and a plurality of steel strips 13 which are attached to the support plate 14 at a parallel spacing. The steel strips 13 can be attached to the support plate by spot welding, gluing or in any other suitable manner. The support plate 14 can optionally be made of steel, aluminum or even plastic The depressions of the metallic insert represent 0 However, it is also possible for you
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* in den Figuren 4 und 5 dargestellte Einlage aus einem·einzigen Stück, beispielsweise durch Walzen einer Blechplatte herzustellen. * A single insert shown in FIGS. 4 and 5 Piece, for example, by rolling a sheet metal plate.
Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Einlagen haben
eine geschlossene, wenn auch verformte Oberfläche. Die Einlagen nach den Figuren 1 bis 5 können jedoch noch zusätzlich
mit Durchbrechungen versehen werden, die im.Boden der
Vertiefungen ausgebildet sind. Figur 6 zeigt beispielsweise ;
eine darartige Abwandlungsform, bei v/elcher die dünnen Material- ;
brücken 16 der Einlage nach Figur 1 mit Durchbrechungen 17
versehen sind. „The deposits shown in Figures 1 to 5 have
a closed, albeit deformed, surface. The deposits according to Figures 1 to 5 can, however, also be provided with openings that im.Boden the
Depressions are formed. Figure 6 shows, for example ; a dar-like modification, with v / elcher the thin material; bridge 16 of the insert according to FIG. 1 with openings 17
are provided. "
Figur·7 zeigt eine metallische Einlage, bei welcher :
an Stelle der Vertiefungen Durchbrechungen 18 vorgesehen sind»
Die Durchbrechungen 18 werden wie die Vertiefungen Io bei
den Einlagen nach den Figuren 1 bis 3 von Stegen 12 umgeben.Figure 7 shows a metallic insert in which : instead of the depressions, perforations 18 are provided »
The openings 18 are like the depressions Io
the inserts according to FIGS. 1 to 3 are surrounded by webs 12.
In Figur 8 ist eine metallische Einlage mit Durchbrechungen 19 und Stegen 2o dargestellt, die stufenförmig . ;
ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Maulweite
der Durchbrechung 19 auf der einen Seite größer als
auf der anderen Seite. Die Stege 2o brauchen jedoch nicht j den in Figur 8 dargestellten stufenförmigen Querschnitt zu j
haben, sondern sie können beispielsweise auch den Querschnitt eines gleichschenkligen Trapezes aufweisen.In Figure 8, a metallic insert with openings 19 and webs 2o is shown, which are stepped. ; are trained. In this embodiment, the mouth width of the opening 19 is greater than on one side
on the other hand. The webs 2o do not, however, need to have the step-shaped cross-section shown in FIG. 8, but they can also have the cross-section of an isosceles trapezoid, for example.
Die Figuren 9 und IO zeigen Querschnitte dvrch metallische
Einlagen, bei welchen das Volumen von der heißen Stein— i seite zur kalten Steinseite abnimmt. Das der heißen Steinsaite '
zugekehrte Ende der Einlagen ist in der linken Hälfte der Fi- .
guren 9 und 10 dargestellt, während das der kalten Steinseite !
zugewandte Ende der Einlagen auf der rechten Hälfte der Fi- FIGS. 9 and 10 show cross-sections through metallic inserts in which the volume decreases from the hot stone side to the cold stone side. The end of the inlays facing the hot stone string is in the left half of the fi.
guren 9 and 10, while that of the cold stone side ! facing end of the deposits on the right half of the fi
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guren 9 und 10 gezeigt ist. Fig. 9 zeigt eine metallische Einlage mit großen Durchbrechungen 21a auf der heißen Steinseite und mit kleinen Durchbrechungen 21b auf der kalten Steinseite. Bei dem in rig. 9 dargestellten Ausführungnbeispiel wurde die Verringerung des Volumens der kleinen Durchbrechungen 21b dadurch erzielt, daß der Abstand zwischen den Stegen verringert wurde. Während der Abstand der Stege 22a auf der heißen Steinseite groß ist, ist der Abstand zwischen den Stegen 22b auf der kalten Steinseite geringer. Die Stege 22a und 22b haben jedoch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 den gleichen Querschnitt. Die Verringerung des Volumens der Durchbrechungen kann jedoch auch dadurch er.zi.c-.lt werden, daß die Querschnittsfläche der Stege 22b im Bereich der kälten Steinseite zunimmt«gures 9 and 10 is shown. 9 shows a metallic insert with large openings 21a on the hot stone side and with small openings 21b on the cold stone side. The one in rig. 9, the reduction in the volume of the small openings 21b was achieved by reducing the distance between the webs. While the distance between the webs 22a on the hot stone side is large, the distance between the webs 22b on the cold stone side is smaller. The webs 22a and 22b, however, have the same cross section in the exemplary embodiment according to FIG. 9. The reduction in the volume of the perforations can, however, also be achieved by increasing the cross-sectional area of the webs 22b in the area of the cold stone side. "
Die in Fig. 10 dargestellte metallische Einlage \/eist im Bereich der heißen Steinseite. Vertiefungen 23a mit einem großen Volumen auf, während die Vertiefungen 23b im Bereich der kalten Steinseite ein kleinen Volumen haben, DaE unterschiedliche Volumen der Vertiefungen 23a und 23b wurde d?i-· durch erzielt, daß die Vertiefungen 23b eine gerin<;ore Tiefe. als die Vertiefungen 23a haben. Die Stege 24a im bereich der heißen Steinseite und dia Steqe 24b im Bereich der kalten Steinseite haben die gleiche Stecjbrcite und den gleichen Abstand voneinander. Eina Volumenänderung der Vertiefungen kann jedoch auch dcidurch erreicht v/erden, daß die Tiefe dsr Vertiefungen beibehalten und der Abstand der Stege verringert wird, wobei die Stegbreite aller Stege gleich ist. Das Volumen der Vertiefungen kann auch dadurch geändert werden, daß der Abstand und/oder die Stegbreite der Stege unter Beibehaltung oder Änderung der Tiefe der Vertiefungen geändert wird.The metallic insert shown in FIG. 10 is in the area of the hot stone side. Depressions 23a with a large volume, while the depressions 23b in the area of the cold stone side have a small volume, DaE different Volume of wells 23a and 23b was d? I- · achieved by that the depressions 23b a shallow <; ore depth. than have the recesses 23a. The webs 24a in the area of the hot stone side and dia Steqe 24b in the area of the cold Stone sides have the same stecjbrcite and the same spacing from each other. A change in volume of the wells can However, this also achieves the depth of the depressions maintained and the distance between the webs is reduced, the web width of all webs is the same. The volume the wells can also be changed by maintaining the spacing and / or the web width of the webs or changing the depth of the pits.
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BAD ORfG|NAL BAD ORfG | NAL
VJie die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, können den erfindungsgemäßen Einlagen viele verschiedene Formen gegeben werden, um einerseits eine gute Verteilung des Einlagennaterials zwischen den sich ausdehnenden Steinen zu gewährleisten und andererseits ein stabiles Mauerwerk in sämtlichen Betriebszuständen zu erzielen. Hierbei ist jedoch festzustellen, daß die erfindungsgemäße Einlage in keiner Weise eine Verstärkung des basischen Auskleidungs-· Steines darstellt. In der Regel dürften Einlagen zu bevorzugen sein, die einen zur Mittelebene symmetrischen Aufbau haben, wie ihn beispielsweise die Ausführungsformeη nach den Figuren 1, 6 und 7 haben. Einlagen mit einem zur Mittelebene symmetrischen Aufbau können nicht verkehrt zwischen zwei aneinander angrenzende Steine eingelegt werden, so daß auch ungelernte Arbeiter beschäftigt v/erden können. Wenn Einlagen mit einem zur Mittelebene unsymmetrischen Aufbau verwendet v/erden, muß auf ein richtiges Einsetzen der Einlagen geachtet werden, wobei die Anforderungen an die Sorgfalt größer werden, v/enn die Einbaulage der Einlagen rhythmisch geändert werden muß.VJie the embodiments described above show, the inserts according to the invention can be given many different shapes in order to ensure good distribution on the one hand of the inlay material between the expanding stones and, on the other hand, stable masonry to be achieved in all operating states. It should be noted here, however, that the insert according to the invention in no way represents a reinforcement of the basic lining stone. Usually, deposits are likely to be preferred be, which have a symmetrical structure to the center plane, as it is, for example, the Ausführungseη according to the Figures 1, 6 and 7 have. Deposits with a structure symmetrical to the center plane cannot be inverted between two on each other adjacent stones are inserted so that unskilled workers can also be employed. When deposits used with a structure that is asymmetrical to the center plane v / ground, care must be taken to insert the inserts correctly, whereby the requirements for care become greater, v / if the installation position of the inserts has to be changed rhythmically.
Wenn man sämtliche Fehlerquellen abschalten und insbesondere vermeiden mochte, daß das Einlegen einer metallischen Platte zwischen zwei Steine vergessen wird, können die metallischen Einlagen jeweils auf einer Seite eines Steines festgeklebt werden.If you want to switch off all sources of error and, in particular, avoid inserting a metallic If the plate is forgotten between two stones, the metallic ones can Inlays are glued to one side of a stone.
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Die Wärmedehnung der Steine ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur. Die Wärmedehnung ist daher an der . heißen Seite der Steine am größten und nimmt gegen die kalte Seite der Steine in der Nähe des die Steine umgebenden Metallmantels ab. Das Einlagennaterial wird daher an der heissen Seite der Steine stärker zusammengedrückt als an der kalten Seite. Der in den Fugen entstehenden Druck und die mechanische Festigkeit des Einlagenmaterials werden jedoch sowohl auf der heißen als auch auf der kalten Seite der Steine auf zulässigen, und brauchbaren Vierten gehalten. Die mechanische Festigkeit der erfindungsgemäßen Einlage ist dabei so groß, daß sich das Einlagennaterial erst dann zusammendrücken läßt, wenn ein vorbestimmten im Mauerwerk tolerierbarer Druck überschritten wird. Da die Wärmedehnung der Steine auf ihrer sogenannten kalten Seite gering ist/ tritt hier eine Druckkraft auf, die im Bereich des im Mauerwerk tolerierbaren Drukkes oder nur ein klein wenig darüber liegt. Das erfindungscuimäße Einlagenmaterial wird daher an der kalten Seite nur in geringem Maße oder überhaupt nicht zusammengedrückt, Da dps erfindungsgemäße Einlageniaaterial aufgrund seiner mecricnirchen Festigkeit an der kalten Seite nur v/enig oder überhaupt nicht zusammengedrückt wird, bleibt das Mauerwerk beziehimariwcine die feuerfeste Auskleidung eines Ofens auch dann stabil,wenn sich die feuerfeste Auskleidung abkühlt.The thermal expansion of the stones changes as a function on the temperature. The thermal expansion is therefore at the. the hot side of the stones is greatest and takes against the cold Side of the stones near the metal shell surrounding the stones away. The inlay material is therefore more compressed on the hot side of the stones than on the cold side. However, the pressure created in the joints and the mechanical strength of the insert material are on the hot as well as on the cold side of the stones kept to permissible and usable fourths. The mechanical Strength of the insert according to the invention is so great that the insert material can only be compressed when a predetermined pressure that can be tolerated in the masonry is exceeded. Since the thermal expansion of the stones is low on their so-called cold side, a compressive force occurs here on that in the area of the tolerable pressure in the masonry or just a little bit higher. That according to the invention Insole material is therefore only used on the cold side slightly or not at all compressed, because dps Inlay material according to the invention due to its mecricnirchen Little or no firmness on the cold side is squeezed, the masonry will remain habenimariwcine the refractory lining of a furnace is stable even when the refractory lining cools down.
Das erfindungsgemäße Einlagenmaterial zeigt daher ein anderes Verhalten als gewelltes Einlagenmaterial und dergleichen, welches schon bei geringen Drücken in der Fuge verforr't wirrt und nicht in der Lage ist, einem bestimmten, im Mauerwerk tolerierbaren Druck standzuhalten. Da das gewellte Einlagenmaterial schon bei den kleinsten auftretenden Drücken verformt wird, entstehen bei der Abkühlung des Mauerwerkes LückenThe insert material according to the invention therefore shows a different behavior than corrugated inlay material and the like, which deforr't tangles even at low pressures in the joint and is not able to withstand a certain pressure that is tolerable in the masonry. As the corrugated insert material is deformed at the slightest pressure, gaps arise when the masonry cools down
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zwischen dem gewellten Einlagenmaterial und den angrenzenden Steinen, so daß das Mauerwerk bei einer Abkühlung nicht inehr stabil ist, und die Gefahr besteht, daß das Mauerwerk zusammenbricht. between the corrugated inlay material and the adjoining stones, so that the masonry does not stop when it cools down is stable, and there is a risk that the masonry will collapse.
Im nachfolgenden wird anhand eines praktischen Anvendungsbeispiels die Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen metallischen Einlagen dargeleat.The following is based on a practical application example the possibility of using the metallic inserts according to the invention dargeleat.
Die feuerfeste Auskleidung im Hochtemperaturbereich eines Drehrohrofens für die Herstellung von Portlandzement besteht aus Ringen von gebrannten, keilförmigen Chrommagenesia™ Steinen mit .den Maßen 2oo χ 2oo χ 75 bis loo mm. Die Steine werden im Stahlmantel des Ofens gehalten. Die geeigneten Steine dieser Art enthalten 7o bis 80% I-IgO und 3o bis 2o% Chromerz und sind direkt gebunden. Die Längendahnung dieser Steine beträgt bei einer Erwärmung von 2o C auf 14oo C etwa 1,8%. Es wird eine erlindungsgemäße, metallische Fugeneinlage aus Flußstahl -ait folgenden Daten verwendet:The refractory lining in the high temperature area of a rotary kiln for the production of Portland cement consists of rings of fired, wedge-shaped Chrommagenesia ™ Stones with the dimensions 2oo χ 2oo χ 75 to loo mm. The stones are held in the steel jacket of the furnace. The suitable stones of this type contain 7o to 80% I-IgO and 3o to 2o% Chrome ore and are directly bound. When heated from 2o C to 14oo C, the length of these stones is approximately 1.8%. It becomes a metallic joint insert according to the invention made of mild steel -ait uses the following data:
D£U3 Material der Einlagen füllt 5o% des Raumes zwir.chen den aneinanderliegenden Steinen aus»The material of the inserts fills 5o% of the space between the stones lying next to each other »
Das Gesamtvolumen der Vertiefungen und/oder Durchbrechungen der Einlagen beträgt etwa die Hälfte der Ausdehnung der Steine,The total volume of the pits and / or perforations of the deposits is about half the expansion of the stones,
Die gesamte Berührungsfläche zwischen dan Steinen und der Einlage beträgt etwa 5o% der Steinfläche, die der Ein1ago zucjekuhrt ist.The entire contact surface between stones dan and the liner is about 5o% of the stone surface that is zucjekuhrt the Ein1ago.
Die Stege der Einlage haben eine Breite von etwa 2 rom.The webs of the insert have a width of about 2 rom.
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Die Dicke der Einlage beträgt etwa 1,5 mm,The thickness of the insert is about 1.5 mm,
Es stellte sich heraus, daß die metallische Einlage nicht in sich zusammenfällt und den sich ausdehnenden Steinen einen beachtlichen Widerstand entgegennetzt, obwohl die metallische Einlage fast vollständig oxydiert und in der bekannten Art mit den basischen Steinen reagiert. Die auftretenden Druckspannungen bleiben dabei jedoch weit unter der Druckfestigkeit der Steine.It turned out that the metallic insert does not collapse in itself and the expanding stones opposed a considerable resistance, although the metallic Inlay almost completely oxidized and reacts in the known way with the basic stones. The occurring However, compressive stresses remain far below the compressive strength of the stones.
Es ist natürlich aus praktischen Erwägungen zweckmäßig, das Einlagenraaterxal in der Form einer Platte herzustellen, deren Breite der Breite der Fuge entspricht. Ein derartiger·; Plattenmaterial kann viele Aus gen t al tungsforr.en haben, wie dies aus den vorstehenden Figuren hervorgeht, ohne daß dabei die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ein].age beeinträchtigt wird.It is of course advisable, for practical reasons, to to produce the inlay raterxal in the shape of a plate, whose width corresponds to the width of the joint. Such a ·; Sheet material can take many forms, such as this can be seen from the preceding figures without impairing the operation of the insert according to the invention will.
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