DE2738001A1 - Feuerfeste steine und feuerfeste auskleidung von industrieoefen - Google Patents

Description

LEINWEBER &

ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. H. Leinweber Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky

Rosental 7 · 0-8000 München

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989 Telex 528191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat München

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jane .alter Goldbergor-Gross, Cape Toim, Silouirika 1'¹GUCi feste Steine und feuer for. te Auskleidung von Industrieöfen

Die Erfindung betrifft feuer feste Steine und eine von Golclien Steinen hergestellte feuerfeste Auskleidung.

Bei der feuerfesten Auskleidung von Industrieöfen, insbesondere bei metallurgischen Ofen, in denen Arbeitstemperaturen von mehr als 140O⁰C vorkommen, muß besondere Aufmerksamkeit dem Umstand gewidmet v/erden, daß das feuerfeste Material eine erhebliche lineare Ausdehnung während des Übergangs von der Umgebungstemperatur zur Arbeitstetnperatur erfahrt.

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Diese Wärnieausdehnung findet statt, wenn der Ofen bis zur Arbeitstemperatur aufgeheizt wird. Bei dieser Temperatur muß der Ofen dicht und ohne offene Fuge sein.

Üblicherweise wird die Wärmeausdehnung der feuerfesten Auskleidung durch eine Ausdehnungsmöglichkeit ausgeglichen, die geschaffen wird durch:

- eine entsprechende Elastizität des Ofenrahmens (verstellbare Schraubenbolzenverbindung oder zusammendrückbare Federn), die den Ausdehnungsdruck aufnehmen,

- Ausdehnungsfugen in dem Mauerwerk, die mit zusammendrückbaren oder brennbare! Material gefüllt sind, wobei letztere ausbrennen, wenn die Temperatur steigt und die Ausdehnung stattfindet,

- Ausdehnungsfugen zwischen Mauerwerk und Traggerüst, die gewöhnlich mit zusammendrückbarem Material gefüllt werden.

Dieser Stand der Technik ist in dem österreichischen Patent 171 Seite 2 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, dem einzelnen Stein eine gewisse kontrollierte (lineare) Kompressibilität zu geben, um völlig oder teilweise die oben beschriebenen Methoden zu ersetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgenäß dadurch gelöst, daß

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der feuerfeste Stein mindestens eine integrale, insbesondere aus dem selben iiohmaterial bestehende !compressible Schicht aufweist.

Grundsätzlich ist zu erwähnen, daß die Kompressibilität dieser Schicht durch eine Verkleinerung der Berührungsfläche zwischen zwei benachbarten Steinen bewirkt wird, wodurch die Stärke des Drucks, die auf jeden einzelnen Berührungspunkt ausgeübt wird, im umgekehrten Verhältnis zur reduzierten Berührungsfläche steht.

Die korapressible Schicht kann durch eine Anordnung kompressibler Erhöhungen gebildet sein, die an mindestens einer Seitenfläche eines verhältnismäßig inkompressiblen Steinblocks vorgesehen sind, d.h. eines Steinblocks, der unbedeutend komprimiert wird durch den Druck, der während des normalen Gebrauchs des Steins in einem Ofen entsteht.

Diese Erhöhungen können Hippen oder Leisten sein, die voneinander durch Vertiefungen getrennt sind und die vorzugsweise durch Pressen des Steins vor dem Brennen geformt sind.

Andererseits kann die Schicht durch eine verformbare Aushöhlung aufweisende Schicht gebildet sein, die an wenigstens einer Seitenfläche des verhältnismäßig inkompressiblen Steinblocks vorgesehen ist. Die verformbare Aushöhlungen enthaltende Schicht kann das Ergebnis einer mechanischen Bearbeitung des Steins zwecks Formung der Aushöhlungen sein, z.B. durch Sandstrahlen, Stanzen oder Beschneiden des Steins nach dem Brennen.

Der feuerfeste Stein kann eine einzige kompressible Schicht aufweisen mit einer Höhe, die zwischen 0,5 bis 1,3 #

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der größten Stärke des Steins gemessen von der kotnpressiblen

be
Schicht/trägt. Als Alternative kann der feuerfeste Stein zwei kompressible Schichten auf den einander abgewandten Seiten des Steinblocks aufweisen, und die Gesarathöhe der kompressiblen Schichten kann zwischen 0,5 und 1,3 Prozent des Abstandes zwischen den Schichten betragen.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf einen Industrieofen, der eine feuerfeste Auskleidung aus einer Mehrzahl von Steinen mit integralen kornpressiblen Schichten zwecks Ausgleichs der Uärmeausdehnung der Steine beim Aufheizen aufweist. Wenn der Industrieofen in Gebrauch ist, werden die kompressiblen Schichten teilweise durch die Wärmeausdehnung der Steine verformt um eine dichte Fuge zwischen benachbarten Steinen zu bilden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines feuerfesten Steins,

Fig. 2 im vergrößertem Maßstab Teile zweier feuerfester Steine gemäß Fig. 1, die Seite an Seite gestellt sind,

Fig. 3 und 4 weitere Hippenanordnungen für feuerfeste Steine,

Fig. 5 bis 7 mögliche iiippenprofile, und

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines

feuerfesten Steins gemäß der Erfindung.

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Feuerfeste Steine werden in einem Formungsprozeß erzeugt, der die Anwendung sehr hoher Drücke auf das in Formen befindliche, rohe, feuerfeste Material bedingt. Dieses Material ist stark zusammengedrückt, wenn der rohe Stein aus der Form heraustritt. Nach dem Brennen sind die Steine hart und dicht.

Stein 10 in Fig. 1 weist eine Anordnung von zick-zackförmig erhöhten Rippen 12 auf einer Seitenfläche 13 auf. Wenn zwei derartig gestaltete Steine nebeinandergesetzt werden, wie in Fig. 2 gezeigt, so berühren sie einander an den Kämmen 15 der Bippen. Wenn das Ofenmauerwerk angeheizt wird, dehnen sich die Steine aus und die Rippen stehen unter Druck, der sie abflacht. Durch die Kompression der Rippen wird die Steinausdehnung aufgenommen und gleichzeitig ein enger Verbund zwischen den Seitenflächen 13 geschaffen.

Wenn beide Kontaktseiten jedes Steines mit Rippen versehen sind, wird die Höhe "Z" der Kämme 15 der Rippen über der (ebenen) Seitenfläche 13 des Steins bestimmt als die Hälfte der erwarteten Ausdehnung des Steines in der Richtung eenkrecht zu der Seitenfläche. Ist nur eine Seitenfläche mit Rippen versehen, so ist die Rippenhöhe Z der erwarteten Ausdehnung gleich.

In Fig. 2 kann die Höhe ¹¹Z" ungefähr 1 mn für ein Stein sein, der zwischen seinen (ebenen) Seitenflächen 13 einen Abstand von 100 id aufweist und zwar in der Richtung, in welcher die Ausdehnung zu erwarten ist.

Es ergibt sich, daß der Teil des Steines zwischen der durchgehenden Seitenfläche 13 und den Kämmen 15 der Rippen 12 die kompressible Schicht bildet.

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Andersgestaltete Rippen sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt nämlich eine geradlinige Anordnung in Fig. 3 und ein Waffelinuster von sich schneidenden Rippen in Fig. 4. Fig. 5 bis 7 veranschaulichen mögliche Rippenprofile. In Fig. 3 sind Rippen mit dreieckigem Querschnitt gezeigt, in Fig. 6 Bippen mit halbkreisförmigem Querschnitt und in Fig. 7 Rippen mit rechteckigem Querschnitt.

Es ergibt sich, daß die Profile der Rippen und ihre Anordnung derartig gewählt werden müssen, daß sie nichineinander passen, wenn sie nebeneinander plaziert werden. Wenn die Anordnungen genau ineinander passen und sich verriegeln, kann die Steinausdehnung nicht durch eine Kompression der Rippen ausgeglichen werden.

Die Rippenanordnung am Stein kann während der Formung oder des Gießens geschaffen werden, indem ein komplementäres Muster von Rippen und Vertiefungen an der maßgebenden Formoberfläche vorgesehen wird.

Fig. 8 zeigt in stark vergrößertem Maßstab einen Teil 16 der Steinoberfläche vor dem Sandblasen (linksseitig) und einen Teil 17 nach den Sandblasen (reohtsseitig). Durch dag Sandblasen wird eine Schicht (zwischen den Linien X und T) geschaffen, die, wenn sie gegen eine glattere Fläche gedrückt wird, Wie z.B. eine nicht-sandgeblasene Fläche des Steine koepriaiert wird. Mit anderen Worten, die Spitzen B der sandgeblasenen Oberfl&ohe neigen dazu sich abzuflachen und fülltn dabei die Aushöhlungen 19, die übrig bleiben, wenn das feuerfeste Material entfernt vordtn ist, wobei das tatsächliche Ausitß yon dtr Körnung dti ltattriala abhängt. Hur btitpitlhtft tti erwähnt, daß dl« Oberflächenbehandlung eo langt vor ge- _■ ·

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nommen werden muß, bis ungefähr. 40 - 60$ des Materials zwischen den Linien X und Y entfernt ist. Das bedeutet im allgemeinen, daß der Abstand zwischen X und Y ungefähr 0,5 mm beträgt.

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Leerseite

Claims (1)

1. Γ u t e η t a η s ρ r u c h e :

   \[) Feuerfester Stein, dadurch ^eLerinzeiehnet, da IJ er windestony eine intogiaie kυ\ι.,ιczi>lhL<j Schicht aufweint (l^, lü).

   L. FeiieL Tester JtGin nach ntujj ruch i, dadurch _Cj-'jk.enn-LOiclinet, da..¹· die liou^reuiuLlu JcIiicht dutch eine ..nordnung koinpresjibler ^rhuhun^ca (12) gebildet ist, die an tnindoctens einer Doitenililche (13) sine» verhältniaiiiiu'Jig inkompressibien ijteinllbci-.i: (Ί1) vürgeijehen sind.

   j. i''eaürleuter Ij te in nach Ans^rucli 2, dadurch gekennzeichnet, daJ die ^rhühungen Kippen ('\2) sind, die durch '/ertiei'ungen getrennt sind.

   4. !''euerfoster Jtein nach Anspruch 2 odor 3, dadurch gekennzeichnet, dal! die kompressiblen Erhöhungen durch Pressen des Steins vor dem ßrennen geformt sind.

   Ό. Feuerfester Stein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die !compressible Schicht durch eine verfornibare Aushöhking (19) aufweisende Schicht gebildet ist, die an Mindestens einer Seitenfläche eines verhL!ltnisraäl3ig inkoiapressiblen Steinblocks vorgesehen ist.

   6. Feuerfester Stein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dajJ diese Schicht durch mechanische Entfernung des Steinmaterials zur Herstellung der Aushöhlungen gebildet ist.

   7. Feuerfester Stein nach einem der vorgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige kompressible Schicht

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   (Z) vorgesehen ist, die zwischen ü,l und 1,3 Prozent der grülitojn Str.rke dos L-toins jewesson von der konn ressiblon Schicht botrü'-t.

   ;>. Feuerfester Stein ncich einen dor ^iioiirücho 1 bir; b, dadurch gekennzeichnet, daü av/ei koiniiressible Schichten auf den einander abgev/andteri Seiten der; iiteinbLocks vorgesehen sind, und ö.-?,1j die Gesar.ithöhe der kon^reosiblen Schichten (Z -ι- Z) sv/LTchen (»,^ und 1,3 Prozent des Abstände cuischen den Schichten beträgt.

   y. induötrieoi"en tnit einer feuerfesten, aus einer Mehrzahl feuerfester Steine aufgebauten Auskleidung, dadurch gekennzeichnet, daLj die feuerfesten Steine jeweils mindestens eine kor.ipresüibie Schicht aufweisen und jede konipressible Schicht wenigstens teilsweise durch die ,/ürmeausdehnung der Steine zusammengedrückt ist.

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