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Feuerfestes Fertigteil
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Die: Erfindung betrifft ein feuerfestes Fertigteil zur Wärmeisolierung
von Querrohren eines wassergekühlten Rohrsystems in IIubbalken-, Stoß- oder dergleichen
Industrieöfen, bestehend aus einem die Querrohre umkleidenden Isolierkörper.
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Die Isolierungen derartiger Rohrsyteme werden zur Vermeidung von Kühlwasserverlusten
und auch zum Schutz des Rohrsytems vor zu starker Wärmebeaufschlagung verwendet.
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Zu diesem Zweck ist es bekannt, die itohre mi.t einer feuerfesten
Stampfmasse zu umkleiden ( DT-OS 19 29 802).
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Auch ist es bekannt, mehrteilige iertigkörper zu verwenden ( DT-OS
21 98 774, 21 25 885 und 17 58 785 ).
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Die bekannten Syteme haben alle den ;Yachte:il, daß zur Befestigung
der Isolierkörper an den zu verkleidenden Rohren lialterungen angebracht , meistens
angeschweißt werden müssen, oder aber die Teile selbst ineinander verzahnt sind.
Die Schweißarbeiten ergeben unerwünschte Wärmespannungen in den Rohren. Die angeschweißten
Halterungen bilden Wärmebrücken, durch die die Isoliereigenschaften verschlechtert
werden. Fernerhin lassen sich die verankerten Isolierkörper nur schwer auswechseln.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Systeme zu vermeiden und eine verankerungslose Wärmeisolierung von Querrohren zu
schaffen, die mit einfachsten iiitteln schnell montiert werden kann und eine optimale
Wärmeisolierung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der aus einem Halbrohr mit
geraden, parallelen Seitenflanken bestehende Isolierkörper ein auf dem Kopf stehendes
"U" bildet und von oben über die Querrohre stüplbar ist, wei::ei der Innendurchmesser
des Halbrohres geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Querrohre.
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Derartige Isolierkörper können durch einfache manuclle Handhabung
über die (vuerrolire gehängt werden, so daß die gesamten Montage einer kompletten
Wärmeisolierung für das wassergekühlte Tragrohrsystem eines Industrieofens mittels
der erfindungsgemäßen Fertigteile nur noch ein Zehn-tel der Montage zeit erfordert,
die mit der bisher bekannten Isolierung aufgebracht werden mußte.
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Gleichzeitig wird durch das chlen von an den Rohren angebrachten Verankerungen
die Isoliereigenschaften und die Austauschbarkeit der Fertigteile wesentlich vorbessert.
Da die Isolierkörper nicht fest mit den Rohren verbunden sind, sondern nur lose
aufliegen, sind ie unempfindlicher gegen durch Schwingungen des Rohrsystems
hervorgerufenen
Brüchen. Der erfindungsgemäße Isolierkörper bildet mit seinem Halbrohr und den Seitenflanken
fernerhin gute Abgleitflächen für herabfallende Schlacke.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer Gedanke ist darin zu sehen, daß das
LJalbrohr an seiner Innenflüche zwei oder mehrere Auflageleisten aufweist. Die Auflageleisten
verhindern eine komplette Auflage des Isolierkörpers auf dem Rohr, so daß eine direkte
Wärmeübertragung durch Wärmeleitung nur über die Auflageleisten möglich ist, deren
Berührungsflächen mit dem wassergekühlten Rohr im Verhältris zur Gesamtoberfläche
dees Isolierkörpersso gering ist, daß eine fast berührungsfreie Abstützung des Isolierkörpers
auf dem Querrohr vorhanden ist.
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Keramische Körper neigen aufgrund von Betriebseinflüssen zu Rißbildungen,
wodurch es zum Bruch der Isolierkörper kommen kann. Um auch in dies ein salze die
Isoliereigenschaft weitgehend zu erhalten, ist der Isolierkörper im Bereich des
Halbrohres und teilweise im Bereich der Seitenflanken mit einer Armierung versehen,
die bei der ilerstclluno des. Isolierkörpers eingebracht ist und über die gesamte
Breite des Isolierkörpers reicht.
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Damit wird ein Auseinanderfallen des gerissenen Isolierkörpers vermieden,
so daß der Ofen bis zur nächsten Inspektion in betrieb gehalten werden kann. Während
der
Ofeninspektion ist das Auswechseln derartig gerissenen Isolierkörper
ohne Schwierigkeiten möglich.
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Die Querrohre eines wassergekühlten ragrohrsysterls in Industrieöfen
werden vielfach vor dem Aufbringen der feuerfesten Fertigteile mit Isoliermatten
umkleidet. In diesem Fall muß der Abstand der Seitenflanken voneinander sowie der
Innendurchmesser der Halbrohre entsprechend der Dicke der Isoliermatte vergrößert
sein. Auch jetzt lassen sich die Isolierkörper manuell einfach und schnell r über
die Querrohre stülpen, ohne die Isoliematten zu beschädigen. Dabei hat die Erfindung
noch den Vorteil, daß die Auflageleisten an der Innenfläche des Halbrohres die Isoliermatten
nur geringfügig belasten und somit einer vorzeitigen Zerstörung der Isoliermatten
während des Ofenbetriebes entgegen wirken.
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Die Längen der Seitenflanken können so gewählt werden, daß der Isolierkörper
einmal zum Schutz eines einzelnen Querrohres oder zum schutz eines doppelten Querrohres
geeignet ist. Im ersteren alle sind die Seitenflanken kürzer als-im zweiten Fall.
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Die Einstrahlung der Ofenwärme auf das Rohrsystem erfolgt im wesentlichen
von oben her, so daß es nicht unbedingt erforderlich ist, den Isolierkörper am untcren
Ende zu verschließen. Hat das Ofeninnere jedoch eine
derart hohe
Temperatur, die die Querrohre des Tragrohrsystems von unter her gefährden, dann
leisen die Seitenflanken an ihren Innenflächen im unteren Bereich Innennuten zur
Aufnahme von Absohlußkörpern auf, die von der Stirnfläche her einschiebbar sind.
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Der erfindungsgemäße Isolierkörper soll kein hochgebrann-ter Stein
sein. Er besteht vielmehr aus einer hydraulisch abbinclenden Gießmasse oclcr einer
chemisch abbindenden ff-;ia.sse, die bei ca. 40000 gohtet wird.
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Somit erhält der Isolierkörper seine notwendige Festigkeit nur durch
einen chemischen oder hydraulischen Binder, so daß er vor seinem Einsatz nicht erst
hochgebrannt werden muß, um eine keramische Verfestigung zu erhalten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 die Seitenansicht
einer Wärmeisolierung und Fig. 2 die Seitenansicht eines Isolierkörpers in Richtung
der Schnittlinie A - B in Figur 1.
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Im Ausführungsbeispiel ist ein aus den beiden Querrohren 1 und 2 bestehendes
Doppel-Rohrsystem dargestellt.
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In figur 1 sind lediglich die Rohre 1 u. 2 des nicht näher bezeichneten
Rohrsytems gezeigt, wogegen in Figur 2 darüber hinaus noch die die Rohre 1 und 2
verbindenden Robrstegbleche 3 dargestellt sind.
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Der einzelne, eine Breite 12 aufweisende Isolierkörper 4 besteht aus
einem Halbrohr 4-a, an das sich zei ;crade, parallele Seitenflanken 4b und 4c mit
einer Länge 14 für zwei Querrohre 1,2 anschließen. Folglich bildet der Isolierkörper
4 ein auf dem Kopf stehendes "U". An der Innenfläche des Halbrohres 4a si.nd an
der höchsten Stelle zwei Auflageleisten 5 vorgesehen, die in Achsrichtung der rohre
1,2 gesehen hintereinander mit Abstand angeordnet sind. Der Isolierkörper IL, liegt
lediglich mit diesen Auflage leisten 5 punktförmig auf dem oberen Querrohr 1 auf.
Die beiden Stirnflächen 11 weisen für die Rohrstegbleche 3 Ausnehmungen 6 auf. Eine
Armierungseinlage 7 ist während der Herstellung des Isolierkörpers 4 in dessen oberen
Bereich eingelassen.
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Die Einlage 7 kann aus einem Maschendrahtgeflecht bestehen. Mit 8
sind strichpunktiert Isoliermatten angedeutet, die die Rohre 1,2 umgeben. Der Abstand
13 der beiden Seitenflanken 4b und 4c, sowie der innere
Durchmesser
des Ilalbrohres 4a sind den Isoliermatten 8 entsprechend angepaßt dargestellt. An
den Innenflächen 15 der Seitenflanken 4b,4c sind im unteren Bereich Innennuten 9
eingelassen, in die ein Abschlußkörper 10 eingeschoben ist. Normalerweise wird der
Abschlußkörper 10 von der Stirnfläche 11 her in die Nuten 9 eingebracht.
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Um die Abschlußkörper 10 auch von unter her in die Nuten 9 einlegen
zu können, werden Nutenanschrägungen 16 vorgesehen, die so auszubilden sind, daß
die Abschlußkörper 10 in Schräglage von unten her eingeführt und so dann in die
waagerechte Lage abgesenkt werden können.
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Aufgrund des Eigengewichtes liegen die Abschlußkörper 10 abdichtend
in den uten 9 und bilden einen ausreichenden Wärmeschutz zu den Rohren l,2 von unten
her.
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Zur kompletten Wärmeisolierung eines wassergekühlten Tragrohrsystems
werden die erfindungsgemäßen Isolierkörner li- von ober her über die Querrohre 1
und 2 gestülpt. Der erste Isolierkörper 4 wird bis an das Ende der Querrohre geschoben
und so dann jeder weitere Isolierkörper 4 lose an den vorhergehenden Körper 4 angelegt,
so daß die Isolierkörper 4 stumpf, ohne Verriegelung aneinander liegen. Die Enden
der Rohrsysteme verden mit Stampfmasse 17 od.dgl. abgeschlossen. i)as Auswechseln
einzelner Isolierkörper 4 ist ganz einfach.
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Ohne Abschlußkörper 10 ist es iiberhaupt kein Problem.
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Nit vorhandenen Abschlußkörpern 10 wird dieser zunächst entfernt (evtl.
zerstört) und so dann der auszuwechselnde Isolierkörper 4 nach oben herausgezogen.
Jetzt werden alle übrigen Isolierkörper 4 soweit nach links oder rechts verschoben,
daß die entstandende Lücke ausgefüllt und lediglich am Rohrsystem-Ende eine neue
Bücke entstanden ist. In diese wird ein neuer, den beschädigten ersetzender Isolierkörper
4 von oben eingehängt und von der jetzt freien Stirnseite her ein neuer Abschlußkörper
10 eingeschoben. Sollte die Stirnseite durch Stampfmasse od.dCl. blockiert sein,
so muß die Stampfmasse zunächst entfernt und nach Einschieben des Abschlußkörpers
10 erneuert werden. Auf diese Weise lassen sich beschädigte Isolierkörper 4 auch
mit Abschlußkörpern 10 einfach und schncll auswechseln.