DE2559339A1

DE2559339A1 - Befestigung fuer hitzebestaendige faserstoffplatten in oefen

Info

Publication number: DE2559339A1
Application number: DE19752559339
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Creusot Loire SA
Current assignee: Creusot Loire SA
Priority date: 1975-02-26
Filing date: 1975-12-31
Publication date: 1976-09-09
Also published as: IT1057088B; GB1519071A; JPS51132205A; SE7600882L; US4045168A; ES444288A1; DE2559339B2

Description

Paris

Befestigung für hitzebeständige Faserstoffplatten in öfen

Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung von hitzebeständigen Faserstoffplatten in Industrieöfen.

Die Verringerung der thermischen Trägheit der öfen zwecks Erzielung einer Energieersparnis ist vor einigen Jahren dank des Erscheinens von sehr leichten hitzebeständigen Faserstoffplatten möglich geworden, die sehr hohen Temperaturen widerstehen.

Die bekannte Technik des inneren Abdeckens der Wände von Industrieöfen mit hitzebeständigem Faserstoffmaterial ist zur Zeit sehr gebräuchlich und wird von zahlreichen Benutzern angewendet.

Die hitzebeständigen Faserstoffe, die in Platten von etwa 1 m² Größe erhältlich sind, werden im Inneren der

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öfen durch Metallstangen aus hochfeuerfestem Stahl befestigt, welche die gesamte Dicke der Ofenwände durchqueren und 200 bis 300 mm Abstand voneinander haben.

Die Fig. 1 zeigt eine derartige bekannte Befestigungsart; die Metallstangen wie 1 aus hitzebeständigem Stahl werden durch Muttern 2 festgezogen und halten durch Zusammenspannen die hitzebeständigen Faserstoffplatten 3 an der Ofenwand 4 fest, die aus Ziegeln oder Beton oder irgendeinem anderen hitzebeständigen Material besteht.

Diese erste bekannte Befestigungsweise ist zweckmäßig für öfen, die mit relativ niedrigen Temperaturen unterhalb 1000 ⁰C arbeiten, d. h. Temperaturen, bei denen die hitzebeständigen Stähle eine annehmbare mechanische Festigkeit haben. Es ist aber nicht mehr möglich, diese Befestigungstechnik zu verwenden, wenn die Temperaturen höher sind, d. h. wesentlich höher als 1000 ⁰C; die Metallstangen aus hitzebeständigem Stahl werden dann schnell zerstört.

Eine parallele Technik macht es möglich, diese Schwierigkeit zu umgehen, indem man vorfabrizierte Formsteine aus hitzebeständigem Faserstoffmaterial verlegt und den Verankerungskopf von der heißen Innenwand des Ofens so weit entfernt anordnet, daß man eine niedrigere und zulässigere Temperatur auf der Höhe des Metallteils erhält.

Die Fig. 2 stellt diese zweite bekannte Befestigungsweise dar, wie sie bei Hochtemperaturöfen verwendbar ist.

Die Steine aus hitzebeständigem Faserstoffmaterial werden in einer besonderen Form, die eine innere Aushöhlung oder Ausnehmung ergibt, vorher hergestellt. Diese Steine 5 in Fig. 2 werden an der Ofenwand 6 mit Hilfe von Metallstangen 7 befestigt, welche nur die Wanddicke des Steines

aus hitzebeständigem Auskleidungsmaterial durchqueren, deren Verankerungskopf 8 daher in der Ausnehmung der Steine 5 liegt und damit gegen eine zu hohe Temperatur in geeigneter Weise geschützt ist.

Wie bei der vorher beschriebenen Arbeitsweise werden die Metallstangen 7 durch Muttern 10 auf der äußeren Fläche der Ofenwand festgezogen.

Wenngleich diese zweite bekannte Befestigungsart das Problem im Falle von Hochtemperaturöfen löst, hat sie doch den Nachteil sehr teuer zu sein, da die Steine mit Hohlräumen teuer sind und außerdem der Nachteil besteht, daß der Stein aus hitzebeständigem Faserstoff in seiner hohlen Form eine verhältnismäßig große Dicke oder Stärke hat.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein geeignetes Befestigungssystem für die Wärmeisolierung in Hochtemperaturöfen zu schaffen, das dennoch viel preiswerter wird als die bekannten Befestigungsweisen. Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Befestigung für hitzebeständige Faserstoffplatten in Industrieöfen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hauptbefestigungsorgan ein Stopfen aus einem hitzebeständigen Produkt ist, der die Form eines Bolzens mit Viereckkopf und einem gewindelosen zylindrischen Schaft mit mehreren Umfangsrillen hat, die in Ebenen senkrecht zur Stopfenachse verlaufen, daß die zu befestigenden Platten von Stelle zu Stelle Löcher haben, deren Innenabmessungen zwischen den Außenabmessungen des Bolzenkopfes und denen der Rillenrippen des Bolzenschaftes liegen und daß die Wand des Ofens selbst an der Stelle jedes Loches eine Ausnehmung aufweist, die mit einem Kitt gefüllt ist und den gerillten Schaft des Stopfens aufnimmt.

Nach einem speziellen Kennzeichen der Erfindung ist

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der Werkstoff, aus dem die Befestigungsstopfen bestehen, ein SiO₂-Al₂O₃-Material.

In gewissen Fällen kann die Befestigungsweise, wie sie soeben beschrieben wurde, den Nachteil aufweisen, daß die hitzebeständige Faserstoff-Platte zwischen dem Kopf der Stopfen und dem Kittmaterial festgeklemmt wird, ohne diesen Platten irgendein Bewegungsspiel zu lassen. In diesem Falle kann das Zusammenziehen nach einer Beheizung nicht in geeigneter Weise erfolgen, und es können sich in der Faserstoffplatte zwischen dem Befestigungsstopfen Risse ergeben, welche die Lebensdauer der Platte verringern.

Nach einem speziellen Merkmal der Anwendungsweise der Erfindung, das dazu bestimmt ist, die Gefahren der Rissebildung der hitzebeständigen Platten zu vermeiden, ordnet man um jeden Stopfen zwei Ringe aus Karton oder irgendeinem anderen brennbaren Material an, die bei der ersten Beheizung verbrennen und damit verschwinden; einer dieser beiden brennbaren Ringe wird zwischen dem Bolzenkopf und der zu befestigenden Platte angeordnet, der andere Ring, dessen Höhe praktisch gleich der Dicke der Platte ist, wird zur inneren Auskleidung des Loches in der Platte benutzt, in das man den Stopfen einführt, und umgibt infolgedessen den Stopfenschaft in der Nähe seines Kopfes.

Nach einem weiteren besonderen Merkmal der soeben geschilderten Vervollkommnung ist die Höhe des Ringes, der zwischen den Stopfenkopf und die Tafel eingespannt wird, zwischen 1,5 und 3 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 2 mm.

Nach noch einem besonderen Merkmal dieser Verbesserung ist die Wanddicke des Ringes bzw. der Buchse, welche das

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Loch in der hitzebeständigen Platte auskleidet, zwischen 3 und 8 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 mm.

Wie man leicht versteht, besteht eine der wesentlichen Vorteile der Erfindung darin, daß man das metallische Befestigungsorgan durch ein Befestigungsorgan aus hochhitzebeständigem Material ersetzt hat, das sämtliche Nachteile eines Metallbefestigungsteiles, der auf hohe Temperatur gebracht wird, vermeidet.

Außerdem ist das Einbauen dieser hochhitzebeständxgen Stopfen in einen Kittkörper ohne jede praktische Schwierigkeit leicht möglich und auch nicht teuer.

Schließlich kann man sich damit zufriedengeben, hitzebeständige Faserstofftafeln oder -platten mit einem erschwinglichen Preis zu verwenden, ohne daß man es nötig hätte, zu besonderen vorher hergestellten Baukörpern besonderer Form aus hitzebeständigem Faserstoffmaterial greifen zu müssen.

Andererseits ist der Vorteil der Verbesserung, die darin besteht, zwei Ringe aus Karton oder irgendeinem anderen brennbaren Material einzubauen, darin zu sehen, daß nach Verbrennung und Beseitigung der beiden brennbaren Ringe bei der ersten Beheizung des Ofens einerseits die hitzebeständige Faserstoffplatte nicht mehr gegen die Ofenwand gedrückt wird und der Kopf der Stopfen auf diese Weise leicht gleiten kann und andererseits ein zweckmäßiges Spiel zwischen der Platte und dem Schaft des Befestigungsstopfens vorhanden ist.

Zur ausführlicheren Erklärung der Erfindung werden als die Erfindung in keiner Weise einschränkende Beispiele zwei Befestigungsweisen gemäß der Erfindung beschrieben; die

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zweite Befestigungsweise benutzt zwei Kartonringe, die dazu bestimmt sind, Rissebildung in der Faserstofftafel zu vermeiden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 3 und 4 das erste Ausführungsbeispiel; Fig. 5 und 6 das zweite Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 einen hochhitzebeständigen Stopfen gemäß der Erfindung;

Fig. 4 die Befestigungsweise der Faserstoffplatten mit Hilfe mehrerer Stopfen, die dem Stopfen in Fig. 3 gleichen;

Fig. 5 einen Axialschnitt durch einen Befestigungsstopfen mit zwei Ringen aus Karton vor dem ersten Heizen des Ofens;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Reihe von Stopfen nach Fig. 5, aber nach Heizen des Ofens, d. h. nach Verbrennen der beiden Kartonringe.

In der Fig. 3 sieht man, daß ein hochhitzebeständiger Stopfen aus SiO_-Al₂Ov,-Material gemäß der Erfindung einen viereckigen oder quadratischen Kopf 11 und einen zylindrischen Schaft 12 hat, der mit Umfangsrillen 13 versehen ist, die in Ebenen verlaufen, die senkrecht zur Achse des Schaftes 12 sind.

Fig. 4 zeigt mehrere Stopfen 14 mit ihren Viereckköpfen 15 und ihren zylindrischen Schäften 16, die mit den Rillen 17 versehen sind.

Es handelt sich darum, die Tafeln 18 aus hitzebestän-

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digem Faserstoffmaterial an der Ofenmauer 19 aus Ziegel oder Beton oder irgendeinem anderen hitzebeständigen Material zu befestigen, das außen durch ein Blech 20 begrenzt ist.

Zu ihrer Befestigung sind die Platten 18 von Stelle zu Stelle mit Löchern 21 versehen, in die man die Stopfen 14 einsetzt.

Gegenüber jedem Loch 21 hat die Wand 19 des Ofens Ausnehmungen, wie 22, die mit einem Kitt gefüllt sind. Im Augenblick der Herstellung der Wand führt man ein Kittprodukt in die Ausnehmung 22 ein und bringt sofort danach den Schaft eines Stopfens 14 durch das Loch in der Platte 18 in den Kitt hinein. Die Rillen 17 machen es möglich, ein ausgezeichnetes Festhalten des Stopfens 14 in der Ausnehmung 22 zu erzielen.

Bei der zweiten Arbeitsweise wird ein Stopfen 23 aus SiO^-A^Oo-Material, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, für die Befestigung einer Platte 24 aus hitζebeständigem Faserstoffmaterial an der Wand 25 eines Ofens verwendet. Dieser Stopfen 23 hat einen quadratischen Kopf von 120/120 mm und einen zylindrischen Schaft von 52 mm Durchmesser, der Umfangsrillen mit einem äußeren Durchmesser von 56 mm hat. Dieser Stopfen ist in seiner Achse mit einem zylindrischen Kanal von 10 mm Durchmesser versehen, der sich zum Injizieren des Kittmaterials benutzen läßt, was überdies aber nicht zwingend ist.

Dieser Kanal ist auch zweckmäßig, um den Stopfen in dem seltenen Fall, in dem sein Kopf bricht, zu lösen.

Die Verbesserung gemäß diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, daß man einen ersten Ring 26 in Form einer

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Buchse aus Karton im Inneren des Loches der Faserstoffplatte anordnet, der dieses Loch auskleidet und durch den man den Stopfen einführt; dieser Ring hat einen äußeren Durchmesser von 66 mm und einen inneren Durchmesser von 56 mm, demnach eine Wanddicke von 5 mm, und die Höhe ist gleich der Höhe der zu befestigenden Auskleidungsplatte, d. h. ungefähr 25 mm in dem vorliegenden Beispiel.

Die Verbesserung betrifft auch das Anordnen eines weiteren Ringes 27 aus Karton, der zwischen den Kopf des Stopfens 23 und die zu befestigende Platte 24 eingefügt wird. Dieser Ring besteht außen aus einem Quadrat von 120 χ 120 mm und hat innen ein Loch mit einem Durchmesser von 58 mm. Seine Dicke ist 2 mm.

Für die Befestigung der Platte 24 durch den Stopfen 23 bringt man in die Ausnehmung 28 ein Kittmaterial hinein und sofort danach den Ring 26 in das Plattenloch; mit dem Stopfen 23 wird dann der auf dessen Schaft aufgezogene Ring 27 beim Eindrücken des Stopfenschaftes in den Kitt festgelegt.

In Fig. 6 ist eine Reihe von Befestigungsstopfen einer Faserstoffplatte oder Tafel 24 nach Erhitzen dargestellt, d. h. nach Verbrennen der beiden Kartonringe. Es besteht dann ein Spiel 26' an der ursprünglichen Stelle des Ringes 26 und ein Spiel 27' an der Stelle des Ringes 27.

Nach Verbrennen der beiden Ringe aus Karton, damit ihrer Beseitigung bei der ersten Aufheizung, hat die Platte 24 genügend Spiel, um jede Gefahr einer Rißbildung zu vermeiden.

Es dürfte selbstverständlich sein, daß man, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, leicht Varianten und Verbesserungen von Einzelheiten ersinnen kann, ebenso die Verwendung äquivalenter Mittel.

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Claims

2 5 b 9 3 3

Ansprüche

1. Befestigung für hitzebeständige Faserstoffplatten in Industrieöfen, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptbefestigungsorgan ein Stopfen aus einem hitzebeständigen Produkt ist, der die Form eines Bolzens mit Viereckkopf (11) und einem gewindelosen zylindrischen Schaft (12) mit mehreren Umfangsrillen (13) hat, die in Ebenen senkrecht zur Stopfenachse verlaufen, daß die zu befestigenden Platten (18) von Stelle zu Stelle Löcher (21) haben, deren Innenabmessungen zwischen den Außenabmessungen des Bolzenkopfes und denen der Rillenrippen des Bolzenschaftes liegen und daß die Wand (19) des Ofens selbst an der Stelle jedes Loches eine Ausnehmung (22) aufweist, die mit einem Kitt gefüllt ist und den gerillten Schaft des Stopfens aufnimmt.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des hitzebeständigen Stopfens (11, 12) ein SiO₂-Al₂O .,.-Material ist.

3. Befestigungssystem gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man um jeden Stopfen zwei Ringe (26, 27) aus Karton oder irgendeinem anderen brennbaren Material anordnet, die bei dem ersten Heizen des Ofens verbrennen und verschwinden, einen (27) dieser beiden verbrennenden Ringe zwischen dem Kopf des Stopfens und der hitzebeständigen, zu befestigenden Platte einspannt, den anderen Ring (26) mit einer Höhe, die praktisch gleich der Dicke der Platte (24) ist, als Auskleidung in das Innere des Loches der Platte einführt, in das man dann den Stopfen einfügt, wobei dieser Ring infolgedessen den Schaft (12) des Stopfens in der Nähe des Stopfenkopfes umgibt (Fig. 5).

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-_. Befestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Ringes (27), der zwischen dem Kopf (23) des Stopfens und die Tafel oder Platte (24) eingefügt ist, zwischen 1,5 und 3 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 2 mm, liegt.

5. Befestigung nach irgendeinem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Wand des Buchsenringes (26), der das Loch in der Platte auskleidet, zwischen 3 und 8 mm, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 mm, liegt.

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