DE2840674C2 - Verfahren zur Wärmeisolierung eines Ofens - Google Patents

Verfahren zur Wärmeisolierung eines Ofens

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmeisolierung eines Ofens durch Befestigen von wärmeisolierenden hochschmelzenden Platten an den Ofen-Innenflächen, wobei jede Platte aus mehreren Seite an Seite liegenden Streifen zusammengefügt wird, die aus hochschmelzenden miteinander verwirrten Fasern besteht, von denen der größte Teil rechtwinklig zu den beiden Hauptflächen der Platte orientiert ist
Die häufigste Methode zur Wärmeisolierung eines Ofens besteht darin, daß man die heißeste Zone des Ofens aus hochschmelzenden dichten Materialien geeigneter Beschaffenheit herstellt und danach die Wand nach außen durch verschiedene Lagen aus hochschmelzenden festen oder faserförmigen Isoliermaterialien isoliert. In gewissen Fällen kann die heißeste Zone selbst aus einem starren hochschmelzenden Isoliermaterial bestehen.
Bei älteren öfen ist das Problem oft schwierig, da eine zusätzliche Außenisolierung immer eine Herabsetzung des Temperaturgradienten im alten Mauerwerk mit sich bringt und dadurch eine Erhitzung dieses Mauerwerkes, die oft nicht mit der Qualität der hochschmelzenden schon vorhandenen Mauersteine verträglich ist.
Eine Lösung des Problems besteht darin, daß man die heiße Innenfläche solcher Ofen mit einem starren isolierenden hochschmelzenden Material isoliert Es wurden bereits zahlreiche Vorschläge dieser Art gemacht, die jedoch einige Probleme mit sich bringen. Das hochschmelzende starre isolierende Material nämlich kann kaum mit einer Dicke von weniger als mm aufgemauert werden, wenn man ein stabiles Mauerwerk wünscht. Dies würde manchmal das Volumen des Ofens stark vermindern, was diese Technik oft unanwendbar macht
Eine andere Lösung besteht darin, daß man an den Innenwänden direkt flexible Bahnen von mehreren Metern Länge anbringt, die aus hochschmelzenden Fasern bestehen. Da ein direktes Ankleben solcher Bahnen ziemlich schwierig ist, befestigt man die Faserbahnen mechanisch am Mauerwerk, je nach der Temperatur des Ofens können die hierfür verwendeten Befestigungsmittel aus metallischen oder aus keramisehen Werkstoffen bestehen. Es wurden schon zahlreiche Ausführungen dieser Art verwirklicht Sie haben den Nachteil, daß sie eine große Vorbereitungsarbeit im Ofen selbst erfordern, was die Gefahr mit sich bringt daß die schon vorhandene Struktur durch Erschütterungen beschädigt wird.
Bekannt ist auch ein Verfahren der eingangs genannten Art (DE-AS 22 31 658), bei dem die Platten einen blockförmigen Ken?, aufweisen. Die Streifen aus Fasern werden durch Zuganker, ζ. B. Drähte, zusammengehalten, die sich rechtwinklig zu den Streifen erstrecken und diese durchgreifen. Die Gesamtheit der durch die Zuganker zusammengehaltenen Streifen wird durch haarnadelförmige Elemente mit dem blockförmigen Kern verbunden. Diese Elemente umgreifen die Zuganker, so daß nur eine punktuelle Befestigung vorhanden ist Zur Verbindung der Platten mit einer Ofenwand werden Metallbolzen verwendet, die an dem blockförmigen Kern angreifen und an die Ofenwand angeschweißt sind. Eine solche Art der Isolierung ist nur für die Neuauskleidung und kann nur dort angewendet werden, wo eine aus Metall bestehende Ofenwand vorhanden ist die das Anschweißen der Bolzen gestattet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das es auch gestattet, die Isolierung auf Mauerwerk bequem zu befestigen, wobei jeder Streifen aus Fasermaterial unmittelbar mit dem Ofen verbunden werden soll.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Streifen ausschließlich mittels mehreren Bändern, Fäden oder Leinen auf der Basis eines synthetischen organischen Stoffes zusammengefügt werden, die rechtwinklig zu den Streifen verlegt und an die beiden Hauptflächen der Platte angeheftet werden und daß eine der Hauptflächen jeder zu befestigenden Platte mit einem hochschmelzenden Zement überzogen wird und die so beschichtete Platte an die Innenfläche des Ofens angelegt wird.
Der Ausdruck »ausschließlich« bedeutet, daß die Bänder, Fäden oder Leinen die einzigen Mittel zum Zusammenhalten der Streifen bilden unter Ausschluß jeglicher anderer Verbindungsmittel.
Die Bänder, Fäden oder Leinen können aus sehr verschiedenen Materialien bestehen. Vorteilhafterweise werden die Bänder, Fäden oder Leinen durch Aufbringen eines thermoplastischen Bindemittels im geschmolzenen Zustand (Bindemittel, die man mit dem Ausdruck »hot-melt« bezeichnet) in Form von untereinander parallelen und rechtwinklig zu den Streifen verlaufenden Linien hergestellt, die nach Abkühlung Bänder aus thermoplastischem Material bilden, die nun an den zusammengefügten Streifen anhaften. Anstelle eines hot-melt-Bindemittels könnte man natürlich auch jede andere als Bindemittel geeignete Verbindung verwenden, die sich katalytisch-chemisch oder thermisch verfestigt, wie z. B. Bindemittel auf der Basis von natürlichem oder künstlichem Latex, auf der Basis von
Vinylacetat oder Harze des Phenol-Formol-Typs. Das aufgetragene anhaftende Material soll vorzugsweise eine gewisse Biegsamkeit oder Verformbarkeit haben, d. h. es soll nicht zu starr oder spröde sein, um die Platte ohne Schwierigkeiten mittels des hochschmelzenden -■> Zementes an der zu isolierenden Fläche befestigen zu können. Die Befestigung der Platten durch einen Zement gibt jedem einzelnen Streifen eiuen unmittelbaren Halt an der Ofen-Innenwand.
Beispielsweise können die Bänder, Fäden oder Leinen u> 1 bis 5 mm breit und in Abständen von 10 bis 100 mm angeordnet c ein.
Die erfindungsgemäß verwendete Platte wird dadurch hergestellt, daß man von einer Bahn aus hochschmelzenden, miteinander verwirrten Fasern r> Streifen abschneidet, die z. B. einen Querschnitt mit den Abmessungen von 10 χ 100 mm bis 5 χ 50 mm aufweisen und irgendeine gewünschte Länge haben, daß man diese Streifen Seite an Seite derart anordnet, daß die meisten Fasern rechtwinklig zu den beiden Hauptflächen der so gebildeten Platte orientiert sitid und daß man schließlich Bänder, Fäden oder Leinen aus haftendem Matertal an den beiden Hauptflächen der Platte anbringt
Als hochschmelzende Fasern kann man alle Fasern verwenden, die üblicherweise zur Herstellung von wärmeisolierenden hochschmelzenden Bahnen oder Filzen benutzt werden. Man kann z. B. Fasern verwenden, die man ausgehend von einer Mischung aus Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd oder aus reinem Kaolinit erhält, die man im elektrischen Ofen schmilzt, wonach die flüssige Mischung vor einem Luftstrahl oder Dampfstrahl vorbeigeleitet wird unter Bildung von kleinen Tröpfchen, die sich zu feinen Fasern ausziehen. Solche Fasern sind z. B. unter den Handelsnamen y> »Kerlane«, »Fiberfrax«, »Kaowool« und »Cerafelt« bekannt
Als verwendbare hochschmelzende Zemente seien insbesondere die wohlbekannten Zemente auf der Basis von Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und/oder von Ton, bei denen der Zusammenhalt rein keramisch oder mit Hilfe eines mineralischen Bindemittels erreicht wird, wie z. B. einem Natronwasserglas oder einem Kaliwasserglas (eventuell ergänzt durch Sodafluosilicat als Beschleuniger), ein Aluminiumoxydphosphat, ein Aluminiumoxydchlorid usw., genannt, die den Schmelzpunkt des Zementes nicht unter die Anwendungsgrenze der wärmeisolierenden Platte absenken.
Beim Betrieb des Ofens mit hoher Temperatur wird das Material, aus dem die Bänder, Fäden oder Leinen bestehen, verdampft, wonach die Streifen aus hochschmelzenden Zement zusammengehalten werden.
In der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung wird die Erfindung weiterhin erläutert.
Die Einzelheiten, die aus der Zeichnung und dem Text hervorgehen, bilden Teile der vorliegenden Erfindung.
Die einzige Figur der Zeichnung ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß verwendeten Platte.
In der Zeichnung ist eine quadratische Platte 1 dargestellt, die aus zwölf Streifen 2 zusammengesetzt ist, die aus hochschmelzenden, miteinander verwirrten Fasern 3 bestehen, von denen der größte Teil rechtwinklig zu den Hauptflächen der Platte orientiert ist. Diese Streifen werden, wie dargestellt, durch mehrere Bänder 4 zusammengehalten, die aus einem im schmelzflüssigen Zustand aufgebrachten Bindemittel (»hot-melt-Bindemittel«) bestehen; dieses Bindemittel wurde auf die Hauptflächen der Platte rechtwinklig zur Längsrichtung der Streifen aufgetragen.
Die nachfolgenden, nicht einschränkende . Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Man stellt eine quadratische Platte mit den Abmessungen 300 χ 300 χ 38 mm, so wie sie in der Zeichnung dargestellt ist ausgehend von zwölf Streifen mit den Abmessungen 300 χ 38 χ 25 mm her, die von einer Bahn aus hochschmelzenden Fasern abgeschnitten sind, wie sie im Handel unter dem Namen »Kerlane 60« erbältlich ist und die ein spezifisches Gewicht von 160 kg/m3 hat Die Fasern des Produktes »Kerlane 60« werden aus hochschmelzenden Fasern mit 39,5% Siliziumoxyd und 60% Aluminiumoxyd gebildet Die Streifen werden Seite an Seite derart angeordnet, daß die meisten Fasern rechtwinklig zu den Hauptflächen der Platte orientiert sind. Die Verbindung der Streifen untereinander wird durch Auftragen von acht Bändern auf jede Haupttläche der Platte in etwa gleichen Abständen voneinander bewirkt, wobei zum Auftragen ein Nordson-Auftragungsapparat verwendet wird. Die Bänder werden aus einem hot-melt-Bindemittel hergestellt, das im Handel unter dem Namen »Dispoflex 209« durch die Firma Bericol National angeboten wird. PrG Meter Länge der Bänder werden 2 Gramm Bindemittel aufgetragen.
Die so gewonnene Platte wurde auf der Innenwand eines Ofens mit Hilfe eines Zementes befestigt, der im Handel unter dem Namen »Fixwool Mod« erhältlich ist und dessen Zusammensetzung wie folgt ist: 51—53% AI2O3, 20—22% SiO2 und 4—5% Na2O (die von dem Bindemittel Natronwasserglas herrühren) und Wasser als Ergänzung zu 100%. Dieser Zement hat nach dem Brennen bei 1200° C eine Dichte von 1,7 und eine lineare Schrumpfung von 0,5 bis 1% nach vier Stunden bei 12000C. Man verwendet 4 bis 5 kg Zement pro Quadratmeter, nämlich die Hälfte für den Auftrag auf die Ofenwand und die Hälfte für die Beschichtung der Platte. Nach einem Versuch von vier Stunden Betriebsdauer bei 140O0C stellt man eine lineare Schrumpfung von lediglich 3% in Längsrichtung der Streifen und von 4% in Richtung der Streifendicke fest, was zufriedenstellende Werte sind und das gute Verhalten der erfindungsgemäßen Platte im Betrieb zeigt.
Beispiel 2
Man folgt der allgemeinen Methode des Beispieles 1 jedoch mit folgenden Unterschieden:
a) Man verwendet anstelle des hot-melt-Bindemittels einen Vinylkleber, der im Handel unter dem Namen »Glutafix NA« erhältlich ist, wobei dieser Kleber in einer Menge von 3 Gramm pro Meter Länge aufgetragen wird;
b) man trägt auf jede Hauptfläche der Platte nur sechs Bänder im gleichen Abstand auf anstelle von acht Bändern;
c) die Platte hat Abmessungen von 300 χ 300 χ 50 mm und besteht aus Streifen, die aus einer Bahn aus Kerlane 45-Fasern mit einem spezifischen Gewicht von 128 kg/m3 gewonnen werden.
Zur Befestigung der Platte wird der gleiche Zement »Fixwool Mod« verwendet, und zwar in den gleichen Mengen.
Nach einem Versuch von vier Stunden Betriebsdauer bei 12000C stellt man eine lineare Schrumpfung von
0,5—1% fest. Nach vier Stunden bei 13000C stellt man eine lineare Schrumpfung von 2—3% fest.
Diese Ergebnisse sind befriedigend und zeigen das gute Verhalten der erfindungsgemäßen Platte im Betrieb.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Wärmeisolierung eines Ofens durch Befestigen von wärmeisolierenden hochschmelzenden Platten an den Ofen-Innenflächen, wobei jede Platte aus mehreren Seite an Seite liegenden Streifen zusammengefügt wird, die aus hochschmelzenden miteinander verwirrten Fasern besteht, von denen der größte Teil rechtwinklig zu den beiden Hauptflächen der Platte orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen ausschließlich mittels mehreren Bändern, Fäden oder Leinen auf der Basis eines synthetischen organischen Stoffes zusammengefügt werden, die rechtwinklig zu den Streifen verlegt und an die beiden Hauptflächen der Platte angeheftet werden und daß eine der Hauptflächen jeder zu befestigenden Platte mit einem hochschmelzenden Zement überzogen wird und die so beschichtete Platte an die Innenfläche des Ofens angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Ofens, an die die mit dem hochschmelzenden Zement überzogene Platte angelegt wird, vor dem Anlegen der Platte ebenfalls mit dem genannten hochschmelzenden Zement beschichtet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein hochschmelzender Zement auf der Basis von Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und/oder Ton aufgetragen wird.
DE2840674A 1977-09-19 1978-09-19 Verfahren zur Wärmeisolierung eines Ofens Expired DE2840674C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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FR7728160A FR2403317A1 (fr) 1977-09-19 1977-09-19 Dalle isolante en fibres refractaires

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