DE2636688C2 - Thermisch isolierender Wandaufbau für Industrieöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Wandaufbau aus thermisch isolierendem Fasermaterial unter Verwendung von an der Ofenwand verankerbaren Kassetten, die eine Frontschicht aus aufeinandergelegten, sich waagerecht oder senkrecht erstreckenden Streifen aus keramischem Fasermaterial aufweisen, die durch diese durchgreifende, ofenwandparallele Ankerstäbe gehalten sind, und einer sich entlang der Ofenwand erstreckenden durchgehenden Bahn aus Fasermaterial. Die Anwendung solcher vorgefertigten Kassetten gestattet es, Isolierungen in Industrieöfen relativ einfach und verläßlich wirkend einzubringen,
ί Die Verbindung isolierenden Fasermateriales mit einer diese aufnehmenden und tragenden Platte der Ofenwand erfolgt nach der DE-AS 2010 674 durch mindestens im Hochtemperaturbereich aus Keramikmaterial bestehenden Stiften, die sich normal aus der sie

ίο aufweisenden Tragplatte erstrecken und auf die die Bahnen aus Fasermaterial aufgedrückt werden. Gegen unbeabsichtigtes Lösen der aufgedrückten Bahnen sichert ein schulterartiger, das Isoliermaterial in seiner Stellung haltender Ansatz, zweckmäßig in Verbindung mit einer ebenfalls keramischen Verriegelungs- bzw. Beilagescheibe. Als nachteilig wird hierbei gefunden, daß sowohl die Montage der Isolierwand als auch eine gegebenenfalls erforderliche Erneuerung der Isolierschichten sich als aufwendig und zeitraubend erweisen, und unangenehm macht sich bemerkbar, daß die freien Enden der die Isolierschichten tragenden Keramikstifte sowie die gegebenenfalls auf diesen vorgesehenen Verriegelungsscheiben der hohen Innentemperatur des Ofens direkt ausgesetzt sind.

Die DE-OS 2418 098 zeigt außerhalb von öfen zusammenzubauende Isoliertafeln, die in die Ofenwände oder die Ofendecke mit einer Schweiß- oder Schraubverbindung einzubauen sind. Die Isoliertafeln weisen eine aus Stahlblech bestehende Grundplatte und mit ihren Schenkeln normal von dieser abstehende Winkeleisen auf, zwischen denen senkrecht zur Tafel sich erstreckende, aufeinandergeschichtete Bahnstreifen des Fasermateriales durch zwischen den Winkeleisen sich erstreckende Anker gehalten werden. Zwar sind hier die die Bahnstreifen tragenden Halteelemente vom Isoliermaterial überdeckt und erstrecken sich etwa in Richtung der im Betriebe sich einstellenden Isothermen, als unerwünscht kompliziert und aufwendig erweisen sich aber auch hier sowohl der Aufbau der Ofenwand als

■to auch gegebenenfalls erforderlich werdende Instandsetzungsarbeiten, da sowohl die vorgeschlagenen Abmessungen als auch das durch den Aufbau auf Stahlblech sich ergebende Gewicht in Verbindung mit den vorgeschlagenen Halterungen und Verbindungen im Ofen eine werksseitige Fertigstellung der Tafeln ebenso unzweckmäßig erscheinen lassen wie sowohl das Anbringen als gegebenenfalls auch das Ausbauen von Tafeln durch die Schweiß- bzw. Schraubverbindungen erschwert werden.

Nach der DE-PS 22 31 658 sollen derartige thermische Isolierschichten so mit einem starren Block aus feuerfestem Material verbunden sein, daß die Fasern der Bahnen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung in senkrecht zur Ofenwand verlaufenden Ebenen liegen.

Der starre Block wird mittels eines ihn durchgreifenden Bolzens mit der Ofenwandung verschweißt, während die Isolierschicht durch metallene Befestigungselemente getragen wird, die an dem Block aus feuerfestem Material festlegbar sind. Auch hier ergibt der Aufbau auf einem starren Block aus feuerfes.tem Material eine aufwendige und schwierige Herstellung, und die Montage erweist sich aufgrund des sich ergebenden Gewichtes sowie der Befestigung durch Verschweißen von Haltebolzen als schwierig und zeitraubend. Eben diese Befestigung ergibt besonders schwer zu lösende Probleme beim gegebenenfalls vorzunehmenden Austausch von Flächenelementen.
Nach der US-PS 38 32 815 werden aufeinandergeleg-

te Streifen aus keramischem Fasermaterial durch Ankerstäbe gehalten, die zwei je eine zweier gegenüberliegender Kanten umgreifende Winkelprofile miteinander verspannen. Die Verbindung mittels der Ofenwand soll durch eine Mehrzahl von Schraubbc-zen erfolgen, -. welche zwischen die Streifen des Fasermaterials eingelegt oder eingefügt sind und mit ihrem freien, abgebogenen Ende die Ankerstäbe umgreifen. Zwar ist hier das Gewicht der Kassetten auf ein Minimum reduziert, gleichzeitig ist aber auch die Haltbarkeit in erheblich beeinträchtigt, da der eigentliche Körper der Kassette im wesentlichen nur durch das Fasermaterial selbst gebildet wird. Dieses wird bereits beim Einschieben der Haken der Tragbolzen weiterhin gefährdet, und die Vielzahl der durch das einfache Einhaken in i^r, unterschiedlichen Richtungen stehenden Bolzen stellt schon beim Einführen derselben in die ihnen zugeordneten Bohrungen der Ofenwand hohe Anforderungen an die Geduld und Geschicklichkeit der Montierenden, und weitere zeitraubende Arbeiten ergeben -,ich bei der ?;i Verschraubung dieser Haken, welche einerseits sich nicht lockern sollen, andererseits aber wegen des Verspannens gegen Abschnitte der lockeren Streifen aus keramischem Fasermaterial nicht fest angezogen werden dürfen. Somit ist zwar eine leichte und im 2^r> wesentlichen nur Isoliermaterial aufweisende Kassette geschaffen, die jedoch schon bei der Handhabung und Montage Beschädigungen ausgesetzt ist, und deren Montage und gegebenenfalls Austausch weitere Probleme stellen. jo

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen der Gattung entsprechenden mehrschichtigen Wandaulbau für Industrieöfen zu schaffen, dessen die thermische Isolierung bewirkende Kassetten bei geringem Aufwände leicht zu handhaben und zu transportieren, zu a montieren und gegebenenfalls auszutauschen sind.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem die Kassetten jeweils auf aus Stahlstäben gebildeten Kreuzrahmen aufgebaut sind, die rückwärtig mit mindestens zwei in an der Ofenwand vorgesehene Tragelemente formschlüssig einhängbaren Aufhängeelementen versehen sind, und die frontseitig auskragende Winkelstücke zur Aufnahme einer weiteren, parallel zur Ofenwand sich erstreckenden Bahn sowie der die Frontschicht durchgreifenden Anker aufweisen.

Diese Maßnahmen gestatten einen formstabilen Aufbau der Kassetten, der nur geringes zusätzliches Gewicht bedingt, der durch eine sich wandparallel erstreckende getonderte Bahn abgedeckt ist und die Streifen thermisch hochbelastbaren Materiales von unten her abdeckt und der durch formschlüssig einhängbare Aufhänge- bzw. Verbindungselemente leicht und schnell bei der Montage einhängbar und für den Austausch aushängbar ist.

Die weiteren Merkmale der Erfindung sind aem vorangestellten Schutzbegehren zu entnehmen.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert Es zeigt hierbei

Fig. 1 die Ansicht eines als Kassette ausgebildeten Flächenelementes, bei dem die Kontur der Isolierschichten strichpunktiert angedeutet ist,

F i g. 2 die Aufsicht auf ein von einer Ofenwandung getragenes Flächenelement,

Fig.3 in vergrößertem Maßstabe die zur Aufhängung des Flächenelementes vorgesehenen Trag- und Aufhängeelemente und

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50 Fig.4 ebenfalls in vergrößertem Maßstabe eine Variante der zur Aufhängung des Flächenelementes vorgesehenen Tragelemente der Ofenwandung.

In Fig. 1 ist in der Ansicht ein Kreuzrahmen 1 zur Aufnahme der in ihrer Kontur durch strichpunktierte Linien angedeuteten Isolierung dargestellt, dessen Längsholm 2 und Querholme 3 aus Flach- oder Rundeisen so geformt sind, daß durch deren abgewinkelte Enden Standflächen bzw. Flächen zur Handhabung gebildet werden. Die Querholme 3 sind mit Löchern 4 versehen, welche die Aufhängung des Kreuzrahmens 1 gestatten. Eine Variante der Aufhängung ist durch das Tragelement 5 gezeigt Die Querholme 3 sind mit Doppelwinkeln 6 ausgestattet, deren freie Schenkel, wie F i g. 2 zeigt, mit Bohrungen versehen sind, welche als Rundstäbe ausgebildete Anker 7 aufnehmen. Die Bohrungen sind hierbei so gegen die Achse der Anker 7 versetzt, daß die Anker durch Verspannen fixiert sind.

Wie Fig.2 zeigt, ist die die Flächenelemente tragende Ofenwand 10 durch eine Zwischenschicht 11 aus thermischem Isoliermaterial geschützt, welche eine niedrig beanspruchte Grundisolierung ergibt und eine ausreichende Isolierung auch an den Fugen zwischen den Flächenelementen erwirkt. In den Kreuzrahmen ist zunächst eine isolierende Unterschicht 9 eingebracht, über der vermittels der sie durchgreifenden Anker 7 die die Frontschicht 8 bildenden Streifen einer Isoliermatte gehalten werden.

Die in F i g. 2 nicht berücksichtigten, zur Aufnahme des Flächenelementes vorgesehenen Aufhänge- und Tragelemente sind in F i g. 3 gezeigt Mit der Ofenwandung 10 ist vermittels eines Winkels ein Tragbolzen 12 verbunden, der eine der Öffnungen 4 der Querholme 3 durchgreift. Zur Vereinfachung der Darstellung ist zwar ein einen Anker 7 fragender Doppelwinkel 6 dargestellt, der Längsholm 2 und das abgewinkelte Ende des Querholmes 3 sind nicht gezeigt.

Auf Löcher 4 der Querholme 3 kann verzichtet werden, wenn Tragelemente 5 mit der Ofenwandung verbunden sind, deren Seitenansicht in Fig.4 gezeigt ist. Mit der Ofenwandung 10 ist ein senkrecht auskragender Winkelhaken 13 verbunden, dessen Öffnung 14 s'ch nach außen keilförmig erweitert und nach innen in eine parallel begrenzte Leibung 15 führt. Die Keilöffnung 14 gestattet ein problemloses Einführen eines Querholmes 3, der in der Parallelleibung 15 sicher und fest gehalten wird.

Die Auskleidung von Industrieöfen durch das Flächenelement erweist sich als außerordentlich vorteilhaft. Die thermische hochbeanspruchte, durch die Anker 7 gehaltene Frontschicht läßt sich im Bedarfsfalle austauschen. Die Festigkeit des Aufbaue bestimmenden mechanischen Teile bestehen aus Metall und sind mit geringem Gewicht auszuführen, und sie erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Ofenwandung, so daß die thermische Isolierung nicht beeinträchtigt wird. Der mehrschichtige Aufbau der Isolierung gestattet die Verwendung unterschiedlicher Isolier- bzw. Füllstoffe, so daß im Falle der Unterschicht 9 und der Zwischenschicht 11, die der hohen Temperatur des Ofeninnenraumes nicht ausgesetzt sind, billiger zu beschaffendes Isoliermaterial verwendbar ist. Auch im Falle einer gekrümmten Ofenwandung läßt sich das Flächenelement mit geringem Aufwand erstellen, da in diesem Falle im wesentlichen Längsholme und Anker bzw. Querholme leicht durchzubiegen sind.

Die Erfindung ist weiterer Varianten fähie. So hat es

sich bewährt, die Beanspruchung der Verbindungen des Kreuzrahmens gering zu .haltern indem dessen Teile einander so hintergreifen, daß die Verbindungsbereiche auf Druck beansprucht werden. So ist gemäß Fig. 2 der Längsholm 2 über den Querholmen 3 angeordnet, und zweckmäßig hintergreifen abweichend von der Darstellung der F i g. 1 bis 3 die Jochbereiche der Doppelwinkel 6 die Querholme 3. Weiterhin ist es möglich; die-Anker 7 gitterartig anzuordnen; so daß sie als Träger einer Gießöder Spritzmasse verwendbar sind, in welche die Frontschicht eingebettet ist.

Hierzu X Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Mehrschichtiger Wandaufbau aus thermisch isolierendem Fasermaterial unter Verwendung von an der Ofenwand verankerbaren Kassetten, die eine Frontschic-ht aus aufeinandergelegten, sich waagerecht oder senkrecht erstreckenden Streifen aus

§ keramischem Fasermaterial aufweisen, die durch

diese durchgreifende, ofenwandparallele Ankerstäbe gehalten sind, und einer sich entlang der Ofenwand erstreckenden durchgehenden Bahn aus Fasermaterial, dadurch gekenn?eichnet, daß die Kassetten jeweils auf aus Stahlstäben (2, 3) gebildeten Kreuzrahmen (1) aufgebaut sind, die rückwärtig mit mindestens zwei in an der Ofenwand vorgesehene Tragelemente (12, 13) formschlüssig einhängbaren Aufhängeelementen versehen sind, und die frontseitig auskragende Winkelstücke (6) zur Aufnahme einer weiteren, parallel zur Ofenwand sich erstreckenden Bahn (9) sowie der die Frontschicht (8) durchgreifenden Anker (7) aufweisen.

2. Wandaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstücke als mit ihrem Jochbereich Stäbe (2, 3) des Kreuzrahmens (1) hintergreifende U-förmige Doppelwinkel (6) ausgebildet sind.

3. Wandaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (7) auswechselbar gehalten sind.

4. Wandaufbau nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (7) aufnehmende Bohrungen der Doppelwinkel (6) so gegen die Achse der Anker versetzt angeordnet sind, daß diese durch Verspannen fixiert sind.

5. Wandaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzrahmen (1) mit Durchbrechungen zur Aufnahme von Traghaken bzw. -bolzen (12) ausgestattet sind.

6. Wandaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzrahmen (1) mit Winkelhaken ausgestattet sind biw. in Winkelhaken (13) der Ofenwand (10) eingreifende Bereiche aufweisen.

7. Wandaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhaken (13) parallel ausgebildete Leibungen (15) und jeweils eine diesen vorgeordnete keilförmig ausgebildete Öffnung (14) aufweisen.

8. Wandaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Kreuzrahmen (1) gehaltene Isolierschicht von einem umlaufenden Streifen des Fasermateriales umfaßt ist.

9. Wandaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Kassetten durchgekrümmt ausgebildet sind.