DE2610583B2

DE2610583B2 - Feuerfeste Auskleidung für Feuerungsräume von Industrieöfen o.dgl

Info

Publication number: DE2610583B2
Application number: DE19762610583
Authority: DE
Inventors: Karl-Dieter 4020 Mettmann Bergfeld; Herbert 4005 Meerbusch Nowak
Original assignee: Karrena 4000 Duesseldorf GmbH
Current assignee: Karrena 4000 Duesseldorf GmbH
Priority date: 1976-03-13
Filing date: 1976-03-13
Publication date: 1978-03-16
Also published as: FR2343981A1; DE2610583A1; DE2610583C3; FR2343981B3

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Auskleidung für Feucrungsräume von Industrieöfen oder dergleichen, mit Formkörpern, die an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine zur Auskleidungsebene parallele Hauptfläche und einen sich quer zur Auskleidungsebene derart ändernden Querschnitt aufweisen, daß die eine Hauptfläche größer ist als die andere, wobei die Formkörper in einer ersten Richtung so nebeneinander angeordnet sind, daß außen und innen jeweils eine kleine und eine große Hauptfläche abwechseln und in einer hierzu rechtwinklig verlaufenden zweiten Richtung Reihen bilden, in denen die Formkörper entweder nur mit ihrer kleinen oder nur mit ihrer großen Hauptfläche nach innen weisen, wobei der Formkörper an seinen beiden in der ersten Richtung an benachbarte Formkörper angrenzenden Schmalseiten etwa parallel zu den Hauptflächen verlaufende und durch eine Querschnittsveränderung gebildete Auflageflächen aufweist, die miltig zwischen den Hauptflächen verlaufen und in Richtung auf die kleinere Auflagefläche weisen.

Die bisher für diesen Anwendungsbereich bekannten Formkörper sind im Einzelfall in ihrer Form dem jeweiligen Verwendungszweck besonders angepaßt, wobei es sich jedoch in allen Fällen um massive Formkörper handelt.

So ist zum Beispiel ein für eine Drehrohrofen-Ausinauerung vorgesehener Formkörper bekannt, der in seiner einen Richtung die zur Herstellung eines runden Mauerquerschnittes erforderliche Keilform hat, während er in Richtung der Ofen-Längsachse mit benachbarten Formkörpern jeweils zu einer Reihe zusammengesetzt ist derart, daß jeweils ein Formkörper an der einen Seite eine nach unten weisende Auflagefläche hat, während er in der gleichen Höhe an der gegenüberliegenden Seite eine nach oben weisende Auflagefläche hat. Durch diese Auflageflächen erhält der Formkörper eine Z-Form, so daß sich Formkörper gleichen Typs in einer beliebig langen Reihe aneinandersetzen lassen. Die einzelnen Formkörper sind hierbei an den aufeinanderliegenden Auflageflächen mittels eines Halteriegels formschlüssig aneinander gehalten.

An ihren die Keilform bestimmenden Seitenflächen jedoch verlaufen diese Formkörper eben, so daß an dieser Stelle der für eine gute Abdichtung wichtige Versprung zwischen benachbarten Formkörperflächen nicht vorhanden ist (DE-AS 1 153672).

Es ist ferner ein feuerfester Stein für die Hängekonstruktion einer Ofendecke bekannt, der zweiteilig ausgeführt ist und aus zwei gleichen Steinhälften besteht. Die Zweiteiligkeit ist erforderlich, um eine metallische Aufhängung zwischen beide Steinhälften

einlegen zu können, bevor diese fest aufeinandergelegt in eine monolithische Masse eingebettet und festgestampft werden. Der zusammengesetzte Stein hai an seinen Außenseiten einige Vertiefungen bzw. Erhebungen, in die die monolithische Masse eindringen ί kann. Der Stein ist jedoch nicht zur Herstellung einer Ausmauerung geeignet, bei der benachbarte Steine im Verlauf zwischen der Innenseite und der Außenseite des Feucrungsraumes formschlüssig hinter-jinandergreifen (DE-OS 1809394). in

Es ist ein weiterer massiver Formkörper bekannt, der in einem horizontalen Schnitt die Form eines T oder U hai und der im übrigen so bemessen ist, daß er sich in abwechselnder Ausrichtung zur Innenseite bzw. zur Außenseite mit benachbarten Formkörpern π zu einem Verband zusammensetzen läßt, wobei senkrecht verlaufende Fugen niemals von innen nach außen durchgehen, sondern auf Grund der besonderen Formgebung regelmäßig verspringen. Dies gilt aber nicht für die waagerecht verlaufenden Fugen, bei derien dieser an sich günstige Vesprung fehlt (DE-OS 2211906).

Es ist auch ein massiver Formkörper zur Herstellung einer Hängedecke bekannt, der an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine zur Auskleidungsebene parallele Hauptfläche und einen quer zur Ausklcidungsebene derart ändernden Querschnitt aufweist, daß die eine Hauptfläche größer ist als die andere. Hierbei werden die Formkörper in einer erstenRichtungsonebeneinaderangeordnet,daß außen jo und innen jeweils eine kleine und eine große Hauptfläche abwechseln. In einer hierzu rechtwinklig verlaufenden zweiten Richtung bilden die Formkörper Reihen, in denen sie entweder nur mit ihrer kleinen oder nur mit ihrer großen Hauptfläche nach innen r, weisen. An seinen beiden in der ersten Richtung an benachbarte Formkörper angrenzenden Schmalseiten hat der Formkörper etwa parallel zu den Hauptflächen verlaufende und durch eine Querschnittsänderung gebildete Auflageflächen, die mittig zwischen den Hauptflächen verlaufen und in Richtung auf die kleinere Auflagefläche weisen.

Der Formkörper hat jedoch an der einen Stirnseite jeweils nur eine Feder und ander gegenüberliegenden Stirnseite jeweils nur eine Nut mit verhältnismäßig 4·ί stark abgeschrägten Flanken, so daß in diesen Bereichen nur ein mangelhafter Formschluß zur Abdichtung der zwischen diesen Steinseiten gebildeten Fuge vorhanden ist. Diese Nut-Feder-Verbindung stellt nur eine Verriegelung dar, während sie nur allenfalls in -,0 geringem Maße die Funktion einer Auflagefläche erfüllen kann (DE-GM 1 880383).

Alle bekannten Formkörper bestehen aus massivem feuerfesten Material. Deshalb erhält die feuerfeste Auskleidung ein verhältnismäßig hohes Gewicht, was wiederum einen entsprechend großen technischen Aufwand für die Tragkonstruktion selbst zu Folge hat, die entsprechend tragfähig bemessen werden muß.

Es gibt zwar feuerfestes Material, dessen wesentlicher Bestandteil aus keramischen Fasern gebildet ist. t,o Man kann aus diesem Material Formsteine herstellen, und zwar auch als Hohlformsteine. Diese wiederum können aber bisher wegen der hohen Schrumpfung des Materials nicht für feuerfeste Auskleidungen verwendet werden. Demgegenüber ging die Erfindung _b=, von der Erkenntnis aus, daß auch an sich einer verhältnismäßig starken Schrumpfung unterliegende Hohlformsteine für Hängedecken oder dergleichen einsetzbar sein können, wenn man die Auswirkung der Schrumpfung nur so steuert, daß sie nach allen Richtungen hin möglichst gleichmäßig stattfindet.

Somit hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Auskleidung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Formkörper auch bei einer Ausführung als Hohlformkörper, der ja besonders einer Schrumpfung unterliegt, aus einem einer Schrumpfung unterliegenden Material hergestellt sein können, ohne daß sieh aufgrund der Schrumpfung von innen nach außen durchgehende Spalte bilden

So wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einer Ausbildung des Fremdkörpers als Hohlformkörper von den in der zweiten Richtung an benachbarte Hohlformkörper angrenzenden Stirnseiten des Hohlformkörpers die eine Stirnseite mindestens eine zur kleinen Hauptfläche und die andere Stirnseite mindestens eine zur großen Hauptfläche weisende Auflagefläche hat und daß aneinanderliegende Auflageflächen an Schmalseiten benachbarter Hohlformkörper etwa auf ihrer halben Länge durch einen Formschluß gegen eine Relativverschiebung in ihrer der zweiten Richtung entsprechenden Längsrichtung gesichert sind.

Der vorgeschlagene Hohlformkörper hat jetzt also eine solche Form, daß er mit benachbarten Hohlformkörpern desselben Typs in beiden Erstreckungsrichtungen der Auskleidung formschlüssig hinlerschnittene bzw. verspiingcnde Fugen bilden kann, so daß nicht mehr wie bei einigen bekannten Formsteinender Nachteil in Kauf genommen werden muß, daß die in der einen Richtung verlaufenden Fugen noch durchgehen. Günstig ist es, daß sich dies aufgrund der entsprechenden Ausbildung der Stirnflächen erreichen läßt, ohne daß ein zweiter Formkörpertyp verwendet werden muß.

Insbesondere ist es aber von Vorteil, daß sich die bei einem derartigen Hohlformkörper unvermeidbare Schrumpfung so steuern läßt, daß die zwischen benachbarten Hohlformkörpern gebildeten Hinlerschneidungen bzw. Versprünge sich immer noch in einem ausreichenden Maße überdecken, so daß keine durchgehenden Fugen entstehen.

Durch die jetzt mögliche Verwendung eines solchen Hohlformkörpers wird natürlich auch das Gesamtgewicht der Auskleidung erheblich herabgesetzt, so daß sich eine entsprechende Vereinfachung für die erforderliche Tragkonstruktion ergibt.

Nachfolgend werden einige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, von denen eine darin besteht, daß die Auflageflächen an den in der zweiten Richtung an benachbarte Formkörper angrenzenden Stirnseiten außerhalb der zwischen den Hauptflächen des Formkörpers verlaufenden Mittelebene angeordnet sind. Hierdurch wird vermieden, daß im Bereich sich rechtwinklig kreuzender Auflageflächen der Stirn- bzw. Sehmalseiten freie Bereiche entstehen können, die ein direktes Hindurchtreten der Strahlung ermöglichen. Es können an den Stirnseiten auch zwei Auflageflächen vorgesehen sein, von denen die erste auf der einen Seite der Mittelebene und die zweite auf der anderen Seite der Mittelebene zwischen den Hauptflächen liegt.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß Befestigungselemente ander jeweils nach außen weisenden kleinen Hauptfläche etwa in der Flächenmitte angreifen. Hierdurch wird erreicht, daß die Mitte des Formkörpers in fester Lage gehalten ist und daß sieh die jewei-

ligc Größe der Schrumpfung in allen möglichen Richtungen auf diesen einen Festpunkt bezieht. Hierdurch wird also eine noch bessere Steuerung der Schrumpfhewegung erreicht.

Der Forinschluß zwischen den aneinanderliegenden Auflagefläche» an den Schmalseiten benachbarter Hohlforinkörper läßt sich auf verschiedene Weise erzielen. So ist es zum Beispiel denkbar, den Forinschluß durch ein Einlagestück zu bilden, das jeweils mit eineni Teil in einer Aussparung in einer der AuIIageflächcn eingreift. Es ist aber auch möglich, den Formschluß durch einen Vorsprung in der einen Auflagefläche und durch eine entsprechende Aussparung in der an dieser anliegenden arideren Auflagefläche zu bilden, wobei auch insoweit auf eine Symmetrie dieser Anordnung zu achten ist. als nach wie vor nur Formkörper eines einzigen Typs verwendet werden sollen.

Letzteres gilt im übrigen auch für die nachfolgend genannte dritte Ausführungsmöglichkeit, die darin besteht, daß der Formschluß durch einen auf halber Länge der Auflagefläche gebildeten treppenartigen Vorsprung der durch diesen getrennten beiden Teile der Auflagefläche!! bewirkt wird und daß beide Teile der Auflageflächcn von dein Vorsprung aus bis zu den Stirnseiten des Formkörpers leicht geneigt verlaufen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein Formteil,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine Auskleidung in einer ersten Richtung,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch dieselbe Auskleidung in einer hierzu um ^l)()° gedrehten Richtung.

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Auskleidung,

Fig. 5 bis 7 verschiedene Ausführungsmöglichkciten für den Formschluß zwischen zwei Aiiflagcflächen.

Der in Fig. I dargestellte Formkörper ist ein aus Keraiiiikfasern hergestellter Hohlkörper, der mit feuerbeständigem Filz ausgestopft wird. Der Formkörper hat eine große Hauptflüche 10 und eine dieser gegenüberliegende und zu ihr parallele kleine Hauptfläche 11. An zwei gegenüberliegenden Schmalseiten ist jeweils eine Auflagefläche 12 ausgebildet, die in Richtung auf die kleine Auflagefläche 11 weist, das heißt, daß der in Richtung auf diese anschließende Querschnitt des Formkörpers sich entsprechend der Breite tier Auflageflächen 12 verringert. Diese liegen im übrigen genau auf derjenigen Ebene, die in der Mitte zwischen den beiden Hauptflächen 10 und 11 verläuft.

Auch an den beiden Stirnseiten sind jeweils durch einen treppenartigen Vorsprung gebildete Auflageflachen vorgesehen, und zwar Auflageflächen 13 und Auflageflächen 14. Die Auflagefläche» 13 und die Auflageflächcn 14 liegen jeweils in einer Ebene, die nicht mit der Mittelebene, die die Auflageflächcn 12 enthält, zusammenfallen. Die die Aullageflächen 13 enthaltene Ebene liegt auf der einen Seite der letztgenannten Ebene, während clic· die Auflageflächen 14 enthaltene Ebene auf der anderen Seite liegt.

Die Auflageflächcn 12 haben etwa auf halber Länge Aussparungen 15, in die ein Einlagestück 16 eingreift. In diesem Fall haben die Aussparung 15 und das liinlegestiiek 16 kreisförmigen Querschnitt; es ist natürlich auch denkbar, eine am lere geeignete Querschnitlsform /u wählen.

Dies ergibt sich zum Beispiel ;ms den in den Fig. (i

und 7 dargestellten Ausführungsformen, bei denei jedoch nicht separate Einlagestücke vorgesehen sind sondern entsprechende Vorsprünge 17 beziehungs weise 18, die mit dem jeweiligen Formkörper aus ei nein Stück bestehen.

Beider in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform is auf der halben Länge einer Auflagefläche 12 ein trep penartiger Vorsprung 19 ausgebildet, der die Aufla gcllächen 12 in zwei Teile unterteilt. Jeder dieser Teili hat gegenüber eier Längsrichtung des Formkörper.' eine Neigung, wobei die Neigung für beide Teile dei Auflagefläche!! 12 gleich ist. Damit ist eine Rclativbcwegungzweier benachbarter Formkörper in der einer Längsrichtung durch den zu dieser Richtung recht winklig verlaufenden Vorsprung I⁴) blockiert, während in der anderen Längsrichtung die Neigung dei geteilten Auflagefläche 12 eine entsprechende Blök kierung bewirkt.

In den Fig. 5 bis 7 ist im übrigen durch gestrieheltt Linien angedeutet, wie die Schmalseiten eines be naehbarten Formkörpers eingreifen oder aber wie dk entsprechenden Kanten auf der gegenüberliegender Seite desselben Formkörpers verlaufen.

In den Fig. 2 bis 4 ist eine Auskleidung in Form einer Hängedecke dargestellt. Fig. 2 läßt erkennen wie die Formkörper an ihren Stirnseiten ineinandergreifen und an den Auflageflächcn 13 und 14 anliegen: der Verlauf der Auflagcflaehen 12 mit den Aussparungen 15 ist ebenfalls erkennbar. In der hiei gezeigten Längsrichtung ist jeder Formkörper mittel; einer Aufhängung 20 gehalten, die etwa in der Mitte der kleinen Hauptfläche 11 angreift. Die Aufhängung 12 kann zum Beispiel ein Bolzen sein, der durch eine meist erst am Montageort hergestellte Bohrung in dei kleinen Hauptfläche Il hindurchtritt und von innen her gegebenenfalls nach Unterlegen einer Scheibe oder einer Platte mit einer Gewindemutter versehen wird.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Hängedecke und läßt erkennen, daß die Formkörper in dieser Richtung so angeordnet sind, daß sieh an der Außenseite und der Innenseite der Aufhängedeckc jeweils eine große Hauptfläche 10 und eine kleine Hauptfläche 11 abwechseln. Da die Aufhängungen 2C jeweils an einem mit der kleinen Hauptfläche 10 nach außen beziehungsweise oben weisenden Formkörper angreifen, läßt sich jeweils eine Reihe von Formkörpern in ungekehrtcr Lage, das heißt mit der kleinen Hauptfläche 11 nach innen beziehungsweise unten, zwischen den benachbarten Reihen anordnen. Da die Auflageflächen 12 genau in der Mitte zwischen den Hauptflächen 10 und 11 liegen, ergeben sich glatte Innen- und Außenflächen für die Hängedecke.

Auch Fig. 4 läßt die Anordnung der einzelnen Formkörper in der einen Richtung jeweils in Reihen mit gleicher Formkörperlage und in der hierzu querverlaufcndcn Richtung mit abwechselnder Lage erkennen.

Da die Aufhängungen 12 an den jeweiligen Forinkörpern mittig angreifen, und da ferner die nicht mit Aufhängungen 12 gehaltenen Formkörper mittels der Aussparungen 15 und der Einlegestücke 16 ebenfalls in einem mittleren Bereich fixiert sind, kann sich das Material der Formkörper nur in Bezug auf derartige Fixierungspunkte zusammenziehen und damit verhältnismäßig gleichmäßig in alle Richtungen schrumpfen, so daß sichergestellt ist, daß die beim Schrumpfen entstehenden Fugen eine gleichmäßige

Größe haben und sich nicht in unkontrollierbarer Weise die Abmessungsverringerungen an einer bestimmten Stelle so stark summieren, daß die Breite der Auflageflächen 12 bis 14 nicht mehr ausreicht und dennoch ein durchgehender Spalt entsteht.

Bezugsziffernliste

10 Große Hauptfläche

11 kleine Hauptfläche

12 Auflagefläche

13 Auflagefläche

14 Auflagefläche

15 Aussparung

16 Einlegestück.

17 Vorsprung

18 Vorsprung

19 Versprung

20 Aufhängung

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerfeste Auskleidung für Feuerungsräume von Industrieöfen oder dergleichen, mit Formkör- ί pern, die an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweüs eine zur Auskleidungsebene parallele Hauptfläche und einen sich quer zur Auskleidungsebene derart ändernden Querschnitt aufweisen, daß die eine Hauptfläche größer ist als die ι» andere, wobei die Formkörper in einer ersten Richtung so nebeneinander angeordnet sind, daß außen und innen jeweils eine kleine und eine große Hauptfläche abwechseln und in einer hierzu rechtwinklig verlaufenden zweiten Richtung Reihen ΐί bilden, in<lenen die Formkörper entweder nur mit ihrer kleinen oder nur mit ihrer großen Hauptflächc nach innen weisen, wobei der Formkörper an seinen beiden in der ersten Richtung an benachbarte Formkörper angrenzenden Schmalseiten etwa parallel zu den Hauptflächen verlaufende und durch eine Querschnittsveränderung gebildete Auflageflächen aufweist, die mittig zwischen den Hauptflächen verlaufen und in Richtung auf die kleinere Auflagefläche weisen, dadurch 2^r> gekennzeichnet, daß bei einer Ausbildung des Formkörpers als Hohlformkörper von den in der zweiten Richtung an benachbarte Hohlformkörper angrenzenden Stirnseiten des Hohlformkörpers die eine Stirnseite mindestens eine zur kleinen )0 Hauptfläche (11) und die andere Stirnseite mindestens eine zur großen Hauptfläche (10) weisende Auflagefläche (13, 14) hat und daß aneinandcrliegende Auflageflächen (12) an Schmalseiten benachbarter Hohlformkörpcr etwa auf ihrer )> halben Länge durch einen Formschluß (15 bis 19) gegen eine Relativverschiebung in ihrer der zweiten Richtung entsprechenden Längsrichtung gesichert sind.

2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch ge- i< > kennzeichnet, daß die Auflageflächcn (13, 14) an den in der zweiten Richtung an benachbarte Hohlformkörper angrenzenden Stirnseiten außerhalb der zwischen den Hauptflächen (10,11) des Hohlformkörpers verlaufenden Mittclebene angeord- v> net sind.

3. Auskleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirnseite eine erste Auflagefläche (13) auf der einen Seite der Mittelebene und eine zweite Auflagefläche (14) an der ■->() anderen Seite der Mittelebene liegt.

4. Auskleidung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungselemente (20) an der jeweils nach außen weisenden kleinen Hauptfläche (11) etwa in der τ, Flächenmitte angreifen.

5. Auskleidung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß an den durch eine Querschnittsveränderung gebildeten Auflageflächen (12) durch ein t>o Einlagestück (16) gebildet ist, das jeweils mit einem Teil in eine Aussparung (15) in einer der Auflageflächen (12) eingreift.

6. Auskleidung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Form- b^r> Schluß durch einen Vorsprung (17,18) in der einen Auflagefläche (12) und durch eine entsprechende Aussparung in der anderen Auflagefläche (12) ge

bildet ist.

7. Auskleidung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß durch einen auf halber Länge der Auflagefläche (12) gebildeten treppenartigen Vorsprung (19) durch diesen getrennten beiden Teile der Auflageflächen (12) bewirkt wird und daß die beiden Teile der Auflageflächcn (12) von dem Vorsprung (19) aus bis zu den Stirnseiten des Hohliormkörpers leicht geneigt verlaufen.