DE2550067A1 - Feuerfestes gitterwerk - Google Patents
Feuerfestes gitterwerkInfo
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- DE2550067A1 DE2550067A1 DE19752550067 DE2550067A DE2550067A1 DE 2550067 A1 DE2550067 A1 DE 2550067A1 DE 19752550067 DE19752550067 DE 19752550067 DE 2550067 A DE2550067 A DE 2550067A DE 2550067 A1 DE2550067 A1 DE 2550067A1
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
- F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
Description
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmanrt - Dr. H. Koenigsberger
Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-irvg. F. KHngseisan - Dr. F. Zumstein jun.
PATENTANWÄLTE
TELEX 529979
8 MÜNCHEN 2.
Ca1Se P-501031-460
6/DE
Nippon Eokan Kabushiki Kaisha, Chiyoda-ku, Tokyo/Japan
Peuerfestes Gitterwerk
Die Erfindung betrifft ein Gitterwerk. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, eine gleichmäßige Verteilung der Belastungskonzentrierungen
sicherzustellen, die an den übereinanderliegenden Flächen des feuerfesten Gitterwerks auftreten.
Es SDllen hierbei Beschädigungen und Störungen bzw. Brüche des feuerfesten Gitterwerks vermieden -werden.
Bekanntlich stellt das feuerfeste Gitterwerk den Hauptaufbau eines Winderhitzers dar, der die Verbrennungsluft oder Gas vorvjärmt,
das in einen Hochofen, einen Siemens-Martinofen, in einen Glasschmelzofen oder Gasdenaturierungsofen eingespeist
wird. Verschiedene Ausführungsformen und Ausgestaltungsformen
yon Gitterv/erken für einen Winderhitzer sind, bekannt. Bei der
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Troekenausmauerung wird beispielsweise kein Verbindungsmaterial
benötigt und gerade Mauersteine oder Wellsteine werden parallel kreuzweise angeordnet. Andererseits kann der Aufbau aus Mauersteinen
Öffnungen aufweisen, so daß Durchlässe für das Gas in Säulenform oder in überlappender Weise freibleiben. Verbesserungen
in der Wahl der Gestalt und der Materialien bei Gitterwerken wurden im Ofenbau vorgeschlagen, welche sich insbesondere mit
der Verbesserung der Punktionsfähigkeit in Hochtemperaturhochöfen
beschäftigen, bei denen große Windvolumina mit hoher Temperatur und unter Hochdruck auftreten. Bei einer solchen Großanlage
eines Hochtemperaturhochofens werden Mauersteine mit besserer Güte benötigt als bei bekannten Hochöfen in mittlerer und
kleinerer Baugröße. Trotz der Verwendung hochwertiger Mauersteine und den vielseitigsten Verbesserungen bezüglich des Aufbaus
ist die Lebensdauer bei Hochtemperaturhochöfen großer Baugröße sehr kurz (das heißt kürzer als die Lebensdauer des Hochofens),
so daß diese Hochöfen mit schwerwiegenden Nachteilen behaftet sind.
Untersuchungen wurden angestellt, um die Ursachen für die kurze Lebensdauer eines Hochtemperaturhochofens zu ermitteln und anhand
dieser Versuche ergab sich, daß die kurze Lebensdauer
hauptsächlich durch Brüche und durch das Versagen des Gitterwerks bei den extremen Betriebsbedingungen und bei den grüßen
Abmessungen der Hochöfen bewirkt wird. Die Beschädigungen im Gitterwerk führen zu einem erhöhten Druckverlust im Gasstrom,
so daß die Windtemperatur und das eingespeiste Volumen abnehmen. Durch das Einsinken des Gitterwerks wird die Seitenwand, die
der hohen Temperatur ausgesetzt ist, beschädigt und es treten heiße Stellen an der oberen Hülle auf. Bisher sind keine Vorkehrungen
bekannt, die eine solche Beschädigung und ein solches Versagen des Gitterwerks unterbinden.
Erfindungsgemäß ist ein Auflagematerial vorgesehen, das eine entsprechende Druckverformbarkeit besitzt, welches zwischen den
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einander überlappenden Haue rs teinf lachen angeordnet ist. Erfindung
sgemäß wird demnach eine Auflage schicht zwischen den
Mauersteinen eingezogen. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß das Gitterwerk beschädigt werden oder brechen kann.
Brfindungsgemäß wird erzielt, daß ein feuerfestes Gitterwerk so ausgebildet ist, daß die Mauersteine selbst vor Beschädigung
und Brüchen geschützt sind.
Vorzugsweise soll das feuerfeste Gitterwerk gemäß der Erfindung wenigstens eine gleich lange Lebensdauer wie der Hochofen selbst
besitzen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen und bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 zeigt den Zusammenhang zwischen den Mauersteinschichtungen
und einer Ausgangsbelastung beim Yersagen infolge von Druck auf.
Figur 2 ist eine !Deilsennittansicht eines Gitterwerks gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3 zeigt eine !Teilschnittansieht eines Gitterwerks von
bekannter Bauart.
Figur 4 zeigt in einer Schnittansicht ein Gitterwerk gemäß der Erfindung.
Figur 5 zeigt beispielhaft den Druckverlauf eines druckverformbaren
Materials beim Gitterwerk gemäß der Erfindung.
Figur 6 zeigt ein Diagramm der Druckbeanspruchungskonzentrierun—
gen beim druckverformbaren Material, das für das Gitterwerk gemäß der Erfindung bestimmt ist.
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Beim Stand der Technik wurden die möglichen Ursachen für Schaden
(das heißt für Versagen oder Bruch) bei Gitterwerken in Großanlagen von Hochtemperaturhochöfen in zwei Bereiche, einerseits
die oberen und andererseits die unteren Abschnitte, des Gitters unterteilt. Die Beschädigungen am Oberteil entstanden
durch Erodieren beim Staub im Verbrennungsgas und der Oberteil wurde durch das Druckkriechen infolge des Eigengewichts der
Mauersteine bei der hohen Temperatur verformt, während die Mauersteine am Unterteil ihre Festigkeit infolge der Wärmeausdehnung
und Schrumpfung beim Feuern und .Windfrischen einbüßten, was zum Bruch führte. Ferner ändert sich die Haltekraft der Hülle bei
der Expansion periodisch. Es wurde jedoch ermittelt, daß Gitterwerke hauptsächlich durch Yersagungsbruch des Gitterwerks selbst
in der Regenerationskammer unbrauchbar werden, insbesondere in der unteren Hälfte. Die Ursachen hierfür werden im folgenden
näher erläutert.
Zum einen ist die Druckfestigkeit des Mauerwerks selbst beträchtlich
gering, verglichen mit den Werten, die bei der Messung von Prüfstücken mit Präzisionsabmessungen ermittelt wurden. Die entsprechenden
Werte sind in Tabelle I aufgeführt.
Tabelle | I | aluminiumoxid- reicher Stein |
270-410 | ||
Schamott stein |
550-800 | |
Druckfestigkeit in Richtung der Höhe des Gittersteins (kg/cm2) |
200-350 | im Mittel 60 |
Druckfestigkeit des Prüf stücks (kg/cm2) |
450-650 | |
Zugfestigkeit (kg/cm ) | im Mittel 35 |
|
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Die Mauersteine im Gitterwerk sind als "freyn—Art" zu
bezeichnen, von diesen wurde eine Probe entnommen und aus dem !■feuerstein ausgeschnitten.
Zweitens, je größer die Anzahl der Schichtungen an Mauersteinen
ist, desto geringer wird eine Ausgangsbelastung beim Bruch durch Druck. Die Prüfergebnisse sind in Figur 1 gezeigt. Der Versagungsbruch
im Gitterwerk tritt auf, da die Druckbelastung sich innerhalb der Höhe des Gitterwerks konzentriert, und zwar in
einem Abschnitt mit einem maximalen Wert, der innerhalb der Abmessungstoleranz
des Gitterwerks liegt, wodurch ein Scherbruch zwischen den druckbeanspruchten Abschnitten und den nicht mit
Druck beanspruchten Abschnitten verursacht wird. In Verlängerung senkrecht zur Druckrichtung tritt ein Zugbruch auf. Perner
ergab sich, daß durch die Anhäufung solcher Belastungskonzentrierungen
bei zunehmender Anzahl von Schichtungen zu stärkere Instabilitäten in der Gesamtelastizität des Gitterwerks führt.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Maßnahmen zms. Überwinden
dieser Schwierigkeiten, um die Gesamtfestigkeit des Git—
terv/erks zu verbessern.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte: Zeichnung v/irä die vorliegende
Erfindung näher erörtert. In den !Figuren 2 bis 4 sind !eilausschnittansiehten eines Gitterwerks gezeigt, das aus
überlappenden Schichtungen aufgebaut ist. 1 bezeichnet einen Mauerstein des Gitterwerks und 2 eine Gasdurchlaßöffnung. Pigur
zeigt ein Gitterwerk unter der Annahme, daß keine Abmessungsfehler bzw. Abweichungen vorliegen, während bei tatsächlichen
Ausfülirungsforaen die Hauersteine, wie in Pigur 3 mit dem Mauerstein
11 bezeichnet, Maßabweichungen aufweisen. Somit tritt eine Belastungskonzentrierurig, wie mit Pfeilen dargestellt, us den
Mauerstein 11 auf, v/as häufig zum Abplatzen der Kanten 4a, 4b,
4c und 4d führt, wobei die Mauersteine 1a und 1b, die seitlich
einander berühren, größer werden. V/ie in Pigur 4 gezeigt, sind
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erfindungsgemäß wärmebeständige oder feuerfeste Materialschichten
mit einer entsprechenden Druckverformbarkeit in Richtung der Dicke zwischen den Mauersteinen angeordnet, die einander gegenüberliegen,
wie z.B. 1b-1c oder 1c-1d. Die angebrachten wärmebeständigen
oder feuerfesten Materialschichten, die im folgenden als Auflage schicht en bezeichnet werden, sind mit 3a, 3b, 3c,
3d, 3e, 3fj 3g usw. bezeichnet und besitzen eine Druckverformbarkeit,
so daß die Form und Abmessungsabweichungen der Steine ausgeglichen werden können, so daß sich eine insgesamte gleichmäßige
Elastizität des G-itterwerks ergibt. Figur 4 zeigt eine
bevorzugte Ausfiihrungsform gemäß der Erfindung. Die Form der Steine und die Aufbauweise des G-itterwerks in den Zeichnungen
können entsprechend den Erfordernissen abgeändert werden.
Die Dicke der Auflage schicht 3a, 3b usw., die aus einem entsprechenden
Material besteht, das später aufgeführt werden wird, wird entsprechend dem Druckverlauf des Materials, der Abmessungs—
toleranz in Richtung der Höhe, der Bruchfestigkeit, der Verteilung in Radiusrichtung der Druckaufnahme fläche, der ungleichmässigen
Verteilung des Drucks auf die Aufnahme fläche und dem Pro—
zentverhältnis von Belastungsfläche unter Druck (tatsächliche Druckaufnahmefläche und insgesamt mögliche Druckaufnahme fläche
χ 100 fo) bestimmt. Diese Torgehensweise ist jedoch sehr kompliziert
und die folgende Überschlagsrechnung ist einfacher.
Die Materialien mit der Druckverformbarkeit sind derart ausgewählt,
daß die Bedingungen der Temperatur, der Atmosphäre usw. anhand des Druckverlaufs, wie er in Figur 5 als Meßkurve aufgezeigt
ist, darstellbar sind. Andererseits wird die erzeugte Druckbeanspruchung an den verschiedenen Stellen der Steine gemessen,
indem eine Druckbelastung (ungefähr ein !Fünftel der Zugfestigkeit)
aufgebracht wird, bei der keine Risse im Aufbau des G-itterwerks auftreten dürfen. Das Verhältnis der Druckbeanspruchung
(dieses entspricht dem Verhältnis der Belastungskonzentrierungsflache)
wird ungefähr bei einem Maximalwert angenommen, von dem
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ein Verhältnis aus Radius Ar$ Belastungskonzentrierungsfläche
errechenbar ist. Die Bezeichnung Ar^ stellt die Prozentangabe des
Verhältnisses von Radius der Lastkonzentrierungsfläche zu Radius dar, der anhand der gesamten Druckaufnahmefläche unter der Annahme
ermittelt worden ist, daß eine gleichmäßige Plächendichte in Richtung des Radius der Druckaufnahmefläche vorhanden ist.
Auf der Grundlage dieser Werte wird das scheinbare Radius verhältnis
der Druckauf nähme fläche (|x 100 cß>) auf der Abszisse abgetragen,
, und das Produkt von mittlerer Druckkraft und durchschnittlichem Umfang zwischen dem Radius von r <-** r — A R an der Druck—
aufnähme fläche wird in negativer Richtung vom Ursprung des Koordinatensystems aufgetragen, während das Druckverhältnis (in Prozent)
des Materials, welches eine Druckverformbarkeit besitzt, auf der Ordinate in positiver Richtung vom Ordinatenursprung aufgetragen
wird. Unter der Annahme, daß die gesamte Druckaufnahmefläche eine gleichmäßige lastverteilung besitzt, wird die Abszisse durch das
Radiusverhältnis durch eine entsprechende Einheit dividiert (beispielsweise das Radiusverhältnis eines Kreises mit einer
Fläche von 1 cm Iiänge von OS) und die gerade Linie OB wird durchgezogen,
die auf einem Mittelwert der Ordinate basiert, so daß die auf die Druckaufnahmefläche aufgebrachte Belastung in der
Aufteilung gleich der Fläche unterhalb der entsprechenden Teilung ist. Hierbei stellt das Δ OAB die Gesamtbelastung dar, die
auf einen einzigen Stein aufgebracht wird, während das Λ OEG die
Belastung darstellt (Druckkraft) pro Flächeneinheit. Wenn OC
gleich Ar auf der Abszisse aufgetragen wird und eine senkrechte Linie vom Punkt C in Richtung der Ordinate gezogen wird, bildet
sich ein A OCD mit OG als Basis, dessen Fläche gleich der Fläche
des Δ OAB ist, und das & OEF stellt die Druckkraft dar, wenn die gesamte Belastungskonzentrierung auf die Oberfläche eines
gedachten Radiusverhältnisses Ar einwirkt. Wird andererseits vorausgesetzt, daß die Belastungskonaentrierungsflache ungefähr
in der iiitte der Druckaufnahnieflache auftritt, und daß der Zwischenraum
zwischen den beiden Flächen der überlappenden Steine von Außenumfp.ng in Richtung der Kante der. Gesamtdruckaufnahme-
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fläche unter einer gemeinsamen Steigung verläuft, wird der Abstand
zwischen den beiden Flächen in positiver Richtung auf der Ordinate vom Ordinatenursprung O aufgetragen. Die Gerade GH
stellt die Abmessung der Zwischenräume bei dem entsprechenden Radiusverhältnis dar (unter der Annahme, daß die Druckkraft auf
die Lastkonzentrierungsflache gleichmäßig verteilt ist). \Iexm.
AH aufgetragen wird, die gleich der Abmessungstoleranz in Höhe des Steins und der Auflage schicht (die aus einem druckverformbaren
Material besteht) mit derselben Dicke wie die Toleranz ist, ist die Gesamtbelastungsarbeit in den entsprechenden Unterteilungen
der angenommenen Radius in dem Fall, wenn die Auflageschicht an I&stkonzentrierungsteil OC ein mittleres Druckverhältnis
(in der Figur mit AH bezeichnet) erreicht, von der mittleren Druckkraft der Auflageschicht (die dem Druckverlauf in Figur 5
entnommen werden kann) und der Fläche ermittelbar, und wenn diese Werte in Form von säulenförmigen Flächen unterhalb der Abszisse
in den entsprechenden Unterteilungen in der Zeichnung dargestellt sind, und mit stetigen Kurvenzügen verbunden sind, ergeben sich
die Kurvenzüge in der Figur. Die Fläche zwischen den Kurvenzügen und der Abszisse stellt die gesamte auf den Mauerstein im belasteten
Zustand aufgebrachte Belastung dar, so daß, wenn die Fläche gleich dem/1ODC ist, das oben aufgeführt ist (in der Zeichnung
in gebrochener Linie dargestellt), ist die gesamte Druckkraft, die auf die Auflageschicht wirkt, und die gesamte Beanspruchung,
die durch das A OAB dargestellt ist, ausgeglichen. Anders ausgedrückt, mit dem Δ OEI ist die maximale Druckkraft in
dem Fall dargestellt, wenn die Auflageschicht ungefähr der Hälfte der Druckkraft Δ OEF bei keiner Auflage schicht ist.
Der Sicherheitsbereich bezüglich der maximalen Druckkraft bei einer oben angenommenen Auflage schicht ist derart, daß die Sicherheit
weniger als das Zweifache der Zugfestigkeit des Mauersteins oder vorzugsweise das 1,5-Fache beträgt. Die Druckkraft
wird innerhalb dieses Bereiches in Verbindung mit der Dicke der Auflageschicht und des Druckverlaufs ermittelt.
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Die Güte des Materials für die Auflageschicht wird entsprechend
der Abmessungstoleranz, der Druckfestigkeit des Gitterwerks, der Belastungskonzentrierung des Gitterwerks (Verhältnis von
Iastkonzentrierungsflache), Betriebsbedingungen und Atmosphäre
bestimmt. Als Materialien kommen Pasermaterialien, wie z.B. Keramikfasern,
Asbest, Schlacke - oder Glaswolle, Metallwolle oder Metalldraht in Betracht. Beispielsweise können auch Pilz, Platten,
lextilgut, Papier, Hetze oder eine Paste inform von Schuppen,
Bändern oder Pollen aus Glimmer, Vermiculite, schuppenförmigem Graphit oder aus Metallblechen oder -folien verwendet werden.
Die Auflageschicht kann als eine einzige Schicht oder in Yerbundbauweise aus einem oder mehreren Materialien ausgebildet sein.
Die Auflageschicht kann dadurch aufgebracht werden, daß sie aufgelegt
wird, oder daß ein Material ungefähr derselben Gestalt wie die überlappende Pläche des Steins bei der Erstellung des
Ofens haftend aufgebracht wird, nämlich dann, wenn ein Pilz oder netzförmiges Material als Auflageschicht verwendet wird. Es kann
auch eine Yorklebung mit organischen oder anorganischen Klebemitteln vor der Erstellung des Ofens erfolgen. Ih den meisten
Pällen wird Maisstärke als Klebemittel verwendet,
da dieses keine schädlichen Gase bei der Erwärmung und während des Betriebs des Ofens freisetzt, und da dieses mit dem Stein
nicht chemisch reagiert. \Iewi als Auflage schicht ein pastenförmiges
Material aufgebracht wird, können die Mauersteine überzogen oder besprüht werden und anschließend werden sie zur einfacheren Handhabung getrocknet. Jedoch kann der Überzug auch beim
Erstellen des Ofens aufgebracht oder aufgesprüht werden, wenn dies erforderlich ist. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung
liegt darin, daß die Auflageschicht eine möglichst gleichmäßige Dicke besitzt.
Die Auflageschicht kann in dem Gitterwerk ausschließlieh in der
gesamten unteren Hälfte des Gitters im Hinblick auf das Brechen
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des Gitterwerks verwendet werden, Jedoch ist vorzugsweise aus Kostengründen die Auf lage schicht an möglichst wenig Stellen vorgesehen.
Die entsprechende Ausbildungsform und Anordnung der Auflage schicht kann den entsprechenden Erfordernissen eines Hochofens
angepaßt werden und läßt sich durch die Beziehung zwischen der Anzahl der Schichtungen und der Ausgangsbelastung beim Brechen
durch Druck aufgrund des Eigengewichts des G-itterwerks, wie
in Figur 1 gezeigt, ausführen, das heißt, daß eine bestimmte Anzahl von Schichtungen (vom Boden ab gezählt) vorgegeben wird,
bei der das Gewicht des Gitterwerks die Ausgangsbelastung beim Brechen durch Druck überschreitet- Die Anzahl der Schichtungen
ist vorzugsweise so getroffen, daß beim 7-Fachen der Druckkraft, bezogen auf das Gewicht des Gitterwerks (eine empirisch ermittelte
Obergrenze der Lastkonzentration) dem 1, 5-Fachen der Zugfestigkeit
des Mauersteins entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel (Dicke des Materials, Anbringungsweise und Verwindungsweise im Gitterwerk der Regenerierungskammer)
eines Hochtemperaturhochofens wird im folgenden erläutert, bei dem bekannte Gitterbausteine in 259 Schichtungen angeordnet worden
sind. Ein 2 mm dickes Asbestpapier ist als Auflage schicht vorgesehen, die zwischen den entsprechenden überlappenden Flächen
des Gitterwerks angeordnet ist, beginnend mit der 194. Schichtung
nach unten (66. Schichtung vom Boden ab gezählt), wobei das Papier auf den Steinflächen mit Maisstärke aufgeklebt ist.
Das Verhalten des Gitterwerks gemäß der Erfindung unter Druckbeanspruchung
ist jenem des Gitterwerks gegenübergestellt, das in bekannter Art und Weise aufgebaut ist. Das Gitterwerk besteht
aus "freyn" gebrannten Schamottsteinen und aluminiumoxidreichen
Steinen, die überlappend übereinander angeordnet sind (wobei Seile der drei Steine so angeordnet sind, daß sie sich mit einem
überlappen). ITeun Gittersteine pro Schichtung wurden in neun
Schichtungen angeordnet. Eine Meßeinrichtung zum Messen der Beanspruchung wurde angebracht, die in den verschiedenen Abschnit-
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ten der Gitterwerke auftreten. 30 mm dicke Asbestränder waren an der Oberfläche und am Boden des Gitterwerks vorgesehen, wo
nämlich der Tertikaidruck einwirkt, um Belastungskonzentrierungen zwischen der Stahlplatte, die dem Druck Stand hält, der
Druekmeßeinrichtung und dem Gitterstein zu -vermeiden.
Die Abmessungstoleranz in der Höhe des Steines beträgt + 1 mm
und das Verhältnis der Belastungskonzentrierungsfläche beträgt 15 fo beim Schamottstein und 20 tfo für den aluminiumoxidreichen
Stein. Die maximale statische Beanspruchung des Gitterwerks bei gleichmäßiger lastverteilung betrug bei diesen Gittersteinen
2,8 kg/cm für den Schamott st ein und 13,3 kg/cm für den aluminiumoxidreichen
Stein. Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung
ist ein 2 mm dickes Asbestpapier mit einem Druckverlauf, wie er in Pigur 5 gezeigt ist, als Auflageschicht vorgesehen.
Das Verhältnis von iastkonzentrierungsfläche und Druekbeanspru—
chung an den Lastkonzentrierungsabschnitten des Gitterwerks,
die sich bei der Prüfung eines solchen G-itterwerks ergeben, sind
in Tabelle II aufgeführt.
- | Schamottstein | aluminiumoxi dr e i eher Stein |
erfindungs gemäß |
bekannt erfin— dungsgem. |
bekannt | 31 | |
Verhältnis der BeIa- stungskonzentrierungs- flache (#) |
15 26 | 20 | 42 |
mittlere Druckbela stung bei Belastungs- konzentrierungsfläche (kg/cm2) |
85 50 | 66 |
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Wie der.Tabelle II zu entnehmen ist, weist die bekannte Bauart,
bei der keine Auflage schicht vorgesehen ist, eine mittlere Druckbeanspruchung
auf, die das 1,5-FaCtLe der Zugfestigkeit (s. Tabelle
I) an den Belastungskonzentrierungsabschnitten des Schamottsteins überschreitet, so daß mit großer Wahrscheinlichkeit- vertikale
Risse auftreten. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform hingegen, bei der die Auflageschicht an den überlappenden
Flächen der Gittersteine vorgesehen ist, ist die Druckbeanspruchung an dem lastkonzentrierungsabschnitt gering, so daß keine
vertikalen Risse auftreten.
In Tabelle III ist ein durchschnittlicher Druckbelastungszustand
der Gitterv/erke aufgeführt.
.-·· Tabelle III
Schamottstein | erfindungs gemäß |
aluminiumoxi dre i ehe r Stein |
erfindungs gemäß |
|
bekannt | 27,9 | bekannt | 33,5 | |
Ausgangsbelastung bei Yertikalriß (kg/cm2) |
11,2 | 148 | 16,7 | 183 |
Ausgangsbelastung bei Bruch infolge von Druckbeanspruchung (kg/cm2) |
■7.-1 | 45 | 118 | 55 |
Verhältnis der BeIa-. stungskonzentrierungs-^ fläche ($) |
15 | 20 |
Wie der Tabelle III zu entnehmen ist, weist das Gitterwerk gemäß
der Erfindung das 2,5- und 2-Fache der Ausgangsbelastung der bekannten Gitterwerke auf, bei dem vertikale Risse an dem
Schamottstein und dem äluminiumoxidreichen Stein auftreten. Die
Ausgangsbelastung, bei der ein Bruch infolge des Drucks auftritt,
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beträgt das 2,1- und 1,5-Fache und das Verhältnis der Belastungskonzentrierungsf
lache beträgt schließlich das 3-Fache und 2,7-Fache. Diese Werte zeigen, daß die Bräche im Gitterwerk vermieden
sind. Die Tabelle II in Verbindung mit Tabelle III zeigt, daß die Ausgangsbelastung, bei der vertikale Pässe auftreten,
auf das Verhältnis Belastungskonzentrierungsfläche übertragbar ist, die unter Belastung gemessen worden ist, so daß die anhand
von Figur 6 ermittelten überschlägigen Werte den tatsächlichen Beanspruchungen standhalten. Wenn der gemessene Wert (Tabelle
III) des Verhältnisses von Iastkonzentrierungsfläche der Auflageschicht
mit dem überschlägig ermittelten Wert (Tabelle II) verglichen wird, ist der tatsächlich gemessene Wert ungefähr
zweimal so groß wie der überschlägig ermittelte. Dies ist deshalb der Fall, da zur Ermittlung des überschlägigen Wertes der
Maximalwert der Abmessungstoleranz des G-ittersteins zugrunde gelegt
worden ist, unter der gleichzeitigen Annahme, daß der iastkonzentrierungsabschnitt
sich auf einen Punkt des Steines bezieht, Demzufolge ist der übersehlägig ermittelte Wert mit einer ausreichenden
Sicherheit behaftet.
Wie die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele zeigen, erzielt das erfindungsgemäße Gitterwerk eine gleichmäßige Verteilung
der Belastungskonzentrierungen, die an den überlappenden Gittersteinenflächen
in dem Gitterwerk auftreten. Auf diese Weise können mögliche Beschädigungen und ein mögliches Versagen des Gitterv/erks,
was bisher eine Schwierigkeit war, vermieden werden.
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Claims (1)
- -H-Patentansprüche1. Gitterwerk für einen mit Steinen ausgekleideten Winderhitzer, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auflageschicht, bestehend aus einem oder mehreren Materialien mit entsprechender Druckverformbarkeit zwischen den überlappenden Plächen der Gittersteine angeordnet ist.2. Gitterwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht einst ckig ausgebildet ist oder einen Yerbiuidaufbau aus einem oder mehreren 3?a se !materialien aufweist, vorzugsweise aus keramischen Pasern, Asbest, Schlacke- oder Glaswolle, oder Metallwolle oder Metalldraht.5. Gitterwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageschicht einen Schichtaufbau aus S1IIz, einer Platte, Gewebe, Papier, Ifetz oder einer Paste aufweist, die aus schuppenförmigen Streifen, Glimmerfolie, Vermiculite, schuppenförmigem Graphit und Metallblech oder -folie hergestellt ist.4. Gitterwerk nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage schicht ungefähr dieselbe Gestalt wie eine überlappende Fläche des Gittersteins aufweist.5. Gitterwerk nach Anspruch 4? dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage schicht zwischen den überlappenden Plächen der Gittersteine bei der Erstellung des Ofens aufgebracht ist, oder daß die Auflageschicht mit organischen oder anorganischen Klebemitteln vor der Ofenerstellung aufgeklebt ist.6. Gitterwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke und das Druckverhältnis der Auflageschicht innerhalb des Sicherheitsbereiches der Belastungsverteilung liegt, der in Beziehung zu dem Verhältnis der Lastkonzentrierungsflache des Gitterwerks und dem Druckverlauf der verschiedenen Auflageschichten bei Gesamtbelastung des Gitterwerks steht.609821/0888
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