DE2902837A1

DE2902837A1 - Mehrteiliger, feuerfester isolierformkoerper

Info

Publication number: DE2902837A1
Application number: DE19792902837
Authority: DE
Inventors: Harry Phillip Finke; James Eugene Hovis; Hans Erminio Leumann
Original assignee: Bloom Engineering Co Inc
Current assignee: Bloom Engineering Co Inc
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1979-01-25
Publication date: 1979-09-27
Also published as: FR2420110B1; SE7812362L; IT7947902A0; FR2420110A1; LU80610A1; JPS54136312U; BE872474A; BR7808078A; AR216705A1; AU4110078A; ATA55279A; US4182609A; IT1113726B; NL7901950A; CA1109255A; GB2016665A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECIIMANN - BEHRENS - GOETZ

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PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES l'OPEICE EUROPEEN DES BREVETS-

DR.-ING. FRANZ TFUESTHOFF DR. PHIL. FREDA -WUESTHOFF DIPL.-ING. GERHARD POLS (1952-1971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPl.-ING.; DIrL₁-WIRTSCH^-INe. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

telefon: (089) 6620 yi telegramm: protectpatent telex: j 24 070

U/G-51 559

Anmelder:

BLOOM ENGINEERING COMPANY, INC. Horning and Curry Roads,
Pittsburgh., Pennsylvania I5236, USA

Titel:

Mehrteiliger, feuerfester Isolierformkörper

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PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOET2

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS

DR.-ING. FRANZ WUESTHOFF DR. PHIL. FREDA WUESTHOFF (1927-I9J6) DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) DIPL.-CHEM. DR. B. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; BIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOET2

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE.2 telefon:(o89) 66 20 ji

TELEGRAMM! PROTECTPATENT

telex: j 24 070

IA-51 559

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen, feuerfesten Isolierformkörper für die YJärmeisolierung von Bauteilen in Ofen, insbesondere Balken und Rohre oder dergleichen, aus zumindest zwei, insbesondere schalenförmigen Isolierformstücken, deren parallele I'ängsflächen aufeinanderpassen, und in jedem Formstück in einer feuerfesten Grundmasse ein Metallgeflecht oder Drahtnetz eingebettet ist.

Für moderne Öfen werden die verschiedensten Isoliersysteme zum Schutz von Metallstrukturen, wie rohrförmige Gleitschienen, Kreuzungsrohre, Hebe- oder Steigrohre oder andere Tragglieder in Stoßofen, Balkenherdöfen und dergleichen, wo es um den Schutz der beweglichen und ortsfesten horizontalen Balken geht, vorgesehen. Die Rohre sind norma-

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lerweise wassergekühlt. Um die Wärmeverluste des Ofens herabzusetzen, werden sie im allgemeinen isoliert. Diese Isolierungen unterliegen hohen und wechselnden Temperaturen, wiederholten Erschütterungen, Zunder- und Ansatzbildungen und einer gelegentlichen Beschädigung durch Metall- oder Zunderteile,

Die bekannten Isolierformkörper haben halb-zylindrische, verstärkte, feuerfest Isolierformstücke, die miteinander verbunden und an das Rohr angeschweißt sind (US-PS 2 693 352). Bei diesen Isolierungen sind in feuerfesten Körpern miteinander verbundene Metallgeflechte eingebettet. Das Metall— geflecht oder -netz liegt an den Verbindungsstellen frei und wird dann an das Rohr angeschweißt. Ein solches System ist vorteilhaft durch die kontinuierliche Verankerung bzw. durch die verstärkte Konstruktion durch Anwendung von untereinander verbundenem Metallgeflecht, eingebettet in feuerfester Grundmasse in unmittelbarer Nähe der wassergekühlten Bauteile. Diese bekannte Konstruktion führt zu einer ausreichenden Verankerung in entsprechender Nähe . zu dem wassergekühlten Bauteil, so daß es weniger gefährdet ist durch die hohe Temperatur als die früheren Konstruktionen. Bei denen handelte es sich normalerweise um Y- oder V-förmige an das Rohr angeschweißte Verankerungen, welche sich relativ nahe an die heiße Fläche der Isolation erstreckten. Damit waren aber diese Verankerungen übermäßigen Temperaturen ausgesetzt, so daß die Verankerung nur kurze Zeit überstand und es darüberhinaus auch noch zu einer beträchtlichen Wärmeabgabe durch das Verankerungssystem im Vergleich

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zu dem Metallgefleclrfe nach der US-PS 2 693 352 kam.

Eine Verbesserung beschreibt die DE-PS 21 25 885 (US-PS 3 647 194)» welche ein schalenförmiges, feuerfestes, mit Hilfe eines Metallgeflechts innen-armiertes Isolier-Formstück für mit Aufsatzstücken versehene gekühlte, rohrförmige Gleitschienen eines Stoßofens betrifft, das mit mehreren radial durchgehenden stopfenförmigen Öffnungen versehen ist, in deren Bereich das Metallgeflecht freiliegt,das an diesen Stellenmit der Gleitschiene verschweißt wird. Die Öffnungen werden anschließend ebenso wie die Trennfugen mit Feuerfestmasse ausgefüllt.

Bei allen diesen Konstruktionen war es jedoch notwen-. dig, die Isolier-Formstücke an das Rohr anzuschweißen. Bei einer Erneuerung sind dann die alten Schweißstellen bei der Aufbringung der neuen Formstücke häufig hinderlich.Man mußte die alten Schweißstellen vor der Aufbringung der neuen Iso-r lation abschleifen. Ähnlich wie bei im Abstand an das Rohr angeschweißten V- oder Y-förmigen Verankerungen und der um diese Verankerungen angegossenen oder angeformten Isoliermasse kommt es zu weiteren beträchtlichen Wärmeverlusten, wenn sich die Isolierung abhebt, da der Bereich der Wärmeaufnahme durch die Fläche der Verankerungen vergrößert wird. Diese können dann abbrennen und eine neue Isolierung erforderlich machen.

Die bisherige Notwendigkeit der Anschweißung vorgeformter Isolierteile auf Tragrohre oder dergleichen oder auch die Anschweißung einer sehr großen Anzahl von Verankerungen auf Rohren in Verbindung mit den Problemen der Entfernung der alten Schweißstellen oder Verankerungen bei der notwendigen Bauisolierung zeigt den dringenden Bedarf nach einer Fixierung der Isolierung ohne ein Anschweißen.

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Bei einem .so]nb.en System (US-PS 3 781 167) erstrecken sich. Metairbänder an der Innenfläche der feuerfesten Formstücke, welche metallische Teile oder Verankerungen, die Y- oder Y-förmig sein können und sich in die feuerfeste Masse nach außen erstrecken, aufweisen. Ein solches System braucht nicht an das Rohr angeschweißt zu werden. Die Anwendung von im Abstand angeordneten Verankerungen, auch, wenn sie an Bändern angeschweißt sind und nich-t an dem Rohr, weist noch immer den obigen Nachteil auf, indem sich die Verankerungen an Stellen befinden, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Ein solches Verankerungssystem ist zwangsläufig mit hoh.en Wärmeverlusten verbunden, da die Wärme von dem heißen Ende der Verankerung über die Schweißstelle an die Bänder abgeführt wird. Ein weiterer grundlegender Nachteil ist in der nur stellenweisen Verankerung im Vergleich zu einer ununterbrochenen Verankerung mit Hilfe eines Metallgeflechts zu sehen. Außerdem ist ein derartiges System sehr arbeitsintensiv, weil ja das Verankerungssystem an die Metallbänder angeschweißt und um diese Konstruktion dann die feuerfeste Isoliermasse geformt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Fortbildung des eingangs genannten mehrteiligen Isolierkörpers dahingehend, daß die Formstücke im Regelfall ohne Schweißen a.n den zu isolierenden Bauteilen in Öfen anbringbar und die Vorteile der guten Wärmeisolation und Dauerhaftigkeit der bekannten Isolierkörper nach der US-PS 2 693 352 (DE-PS 21 25 885) beibehalten sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch Isolierformkörper mit in die feuerfeste Grundma.sse wenigstens eines Formstücks eingebetteten und mit dem Metallgeflech-t verbundenen Verbindungsteilen mit über die oder jede Längsfläche des Formstücks h.erausragenden Haken und mit an der aufliegenden Längsfläche des anliegenden Formstücks diesen zugeordneten, von dem Metallgefleclit gebildeten, a.us der feuerfesten Qrundraasse h.era.usragende Schlaufen, mit denen die Haken in Eingriff bringbar sind, gelöst.

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Es wird nicht nur das Metallgeflecht gegen übermäßige Temperaturbeanspruchung geschützt, sondern auch dessen Betriebsfähigkeit verlängert. Es werden die Wärmeverl"us"fce durch, die Verankerungen herabgesetzt, da diese durch, mehr feuerfestes Material geschützt sind, als dies bei Y- oder V-förmigen Verankerungen der Pail sein kann. Bei der erfindungsgemäßen Isolierung sind alle Vorteile eines Ineinandergreif ens des ununterbrochenen Meta.llgeflechts beibehalten. Dieses dient als ein Element für die Verbindung. Bei den erfindungsgemäßen Verbindungsteilen besteht keine Notwendigkeit des Verschweißens, so daß alle damit verbundenen Nachteile vermieden sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Isolierformkörper die Form von zwei langgestreckten', schalenförmigen, feuerfesten Isolierformstücken für Rohre, Schienen oder dergleichen in Öfen. Die Isolierformstücke sind im allgemeinen halbzylindrisch ausgebildet. Jeder Teil oder jede Rohrhälfte (Rohrschale) enthält ein Metallgeflecht oder Drahtnetz, eingebettet in der feuerfesten Isoliermasse. Das Metallgeflecht erstreckt sich aus den gegenüberliegenden Längsflächen eines Eormstücks und bildet dort zwei Reihen von geschlossenen

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Schlaufen. Das andere Formstück weist an den Längsflächen zugeordnete Verbindungsteile bzw. Verankerungsstücke auf, die mit dem Metallgeflecht verbunden und zumindest teileweise in der feuerfesten Masse eingebettet sind. Von diesen Verbindungsteilen erstrecken sich aus

zumindest
den Längsflächen/zwei hakenartige Vorsprünge, welche in die geschlossenen Schlaufen der anderen Ilalbschale einzugreifen vermögen.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert; in der zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines zweiteiligen Isolierformkörpers,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Formkörpers nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht - teilweise weggebrochen - eines halbschalenförmigen Isolierformstücks,

Fig. 4 eine Ausfürhungsform eines halbschalförmigen Isolierformstücks _f

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines zweiteiligen Isolierformkörpers für eine gekühlte Gleitmaschine in einem Vorwärmofen_?

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine mit dem Formkörper geschützte Gleitschiene^

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.40.

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der teilschalenförmigen Formstücke nach den Fig. 5 und 6 und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines anderen Isolierformstücks.

Der feuerfeste Isolierkörper 10 dient dem Schutz von metallischen Tragkonstruktionen in Industrieöfen, die wassergekühlte Rohre sein können, welche beträchlicher Hitze ausgesetzt sind. Ein solcher Ofen kann beispielsweise ein Mehrzonen - Vorwärmofen für Stahlbrammen sein, die warm gewalzt werden sollen. Der Isolierformkörper 10 besteht aus einer gegossenen feuerfesten Masse oder aus Teilen daraus, die zu einem Hohlkörper verbunden sind, und welcher das der Hitze ausgesetzte Konstruktionselement umgeben soll. Für eine vollständige Isolierung des Rohres oder dergleichen werden üblicherweise eine Vielzahl derartiger Formkörper hintereinander angeordnet vorgesehen.

Der Formkörper 10 besteht nach Fig. 1 und 2 aus den Halbschalen 12 und 14 als Isolierformstücke, die miteinander verbunden sind. In manchen Anwendungsgebieten und in manchen Ländern werden rechteckige und sogar auch dreieckige Konfigurationen angewandt. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Isolierformstücke auch aus anderen Formen als halbzylindrischen Schalen bestehen. Der erfindungsgemäße Isolierformkörper 10 besteht somit aus der Haken-Halbschale 14 und der Schlaufen-Halbschale 12.

Zur Optimierung der Festigkeit des Formkörperss 10 enthalten die Halbschalen 12 und 14 Drahtnetze 16, vollständig eingebettet in den Halbschalen 12 und 14 und in

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der Nähe der Innenfläche um die zylindrische Öffnung 36 angeordnet» in der das der Hitze ausgesetzte und damit zu schützende Bauteil zu liegen kommt« Im allgemeinen wird eine solche Halbschale dadurch hergestellt, daß man in eine form das Drahtnetz einlegt und die feuerfeste Masse darum gießt.

Die halbzylindrische Schale 14 besitzt zwei parallele Längsflächen 21 mit einer Längsvertiefung 22 in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Öffnung 36 und eine äußere Längserhöhung 24· Die Halbschale 14 weist noch zwei Verbindungsteile 18 auf, welche an dem Drahtnetz 16 im Bereich der Längsfläche 21 befestigt und teilweise in der feuerfesten Masse eingebettet sind«

Jeder Verbindungsteil 18 hat zwei Haken 30, welche über den Verbindungskörper 19 in einem rechten Winkel abstehen und zu diesem dann parallel verlaufen (Fig* 3)· Am Ansatz jedes Hakens 30 befindet sich eine Vertiefung 32, die sich in den Verbindungs-Körper 19 erstreckt. Die Vertiefungen 32 sind so ausgebildet, daß sie eine Fixierung der Verbindungsteile 18 mit dem Drahtnetz 16 gestatten. Die Verbindungsteile 18 sind derart in der feuerfesten Masse der Schale 14 eingebettet, daß nur die Haken 30, die zueinander ausgerichtet sind, daraus hervorragen. Diese Haken 30 erstrecken sich aus der Schale 14 entlang einem vertieften Innenteil 22 bzw. der Längsvertiefung in der Längsfläche 21.

Es sind die verschiedensten Variationen der Verbindungsteile möglich. So können mehr als zwei Haken über den Verbindungskörper hinausragen; anstelle der Vertiefungen können sich mehrere Bohrungen durch den Körper erstrecken, durch die dann der Draht gezogen werden kann.

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Die Halbschale 12 weist zwei parallele Längsflächen 25 auf. Um die Öffnung 36 befindet sich wieder die längsvertief ung 26 und außen die Längserhebung 28 (Pig. 4). Das Drahtnetz 16 steht über die Längsfläche 25 heraus und

zumindest bildet innerhalb der Längsvertiefung 26/zwei geschlossene Schlaufen 20. Die Schlaufen 20 stehen in einem Winkel zu der Längsachse der Halbschale, wobei die Schlaufenöffnungen zueinander ausgerichtet sind.

Die Haken-und Schlaufen-Schalen werden um das zu schützende Element gelegt und die Haken mit den Schlaufen zum Eingriff gebracht (Pig. 2), Da die Schlaufen schräg stehen, sind deren Öffnungen für die Haken leicht zugänglich, welche sich im allgemeinen koaxial zu der Halbschale erstrecken. Die Verbindung der beiden Halbschalen erfolgt in den Längsvertiefungen während die Längserhöhung 28 der ' Schlaufenschale 12 die Längserhebung 24 der Hakenschale 14 umgreift und damit maximale Isolation des der Wärme ausgesetzten Bauteils gewährleistet wird.

Man kann auch zwei Halbschalen 14 anwenden und die Verbindung dadurch erreichen, daß die Haken in jedem Abstand in den beiden Halbschalen in der entgegengesetzten Richtung sind. Bei einer solchen Anordnung müssen die Haken der einen Schale im Winkel versetzt sein zu den Haken der anderen Schale, daß sie ineinander greifen können·

Man kann natürlich die ,verschiedensten Verbindungen zwischen dem Metallnetz und den Verbindungsteilen 18 vorsehen. Die Vertiefungen in den Halbschalen erleichtern jedoch den Zusammenbau der Teile vor der Herstellung, bei der feuerfeste Masse um die Drahteinlage und die Verbindungsteile in einer Form gegossen wird.

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Das erfindungsgemäße Bauteil kann auch zur Isolierrung einer wassergekühlten Gleitschiene aus einem Rohr 40 und einer Schiene 42 dienen, wie sie für Vorwärmöfen üblich sind(Fig.5 und 6). Der Formkörper 10 besteht aus der Schlaufenschale 44 und der Hakenschale 46. In der Hakenschale 44 sind die Verbindungsteile 18 mit vorstehenden Haken 30 eingebettet und in der Schlaufenschale 46 bildet das Drahtnetz vorstehende Schlaufen 20. Die Schalen 44 und 46 werden jedoch in diesem Fall nur entlang einer einzigen Paßfläche unterhalb des Rohres 40 verbunden.

Die nicht verbundenen Flächen 48 und 50 weisen beide Verbindungsteile 18 mit daraus hervorragenden Haken 30 auf (Fig. 5). Diese Haken kann man an das Rohr 40 in der Nähe der Schiene 42 anschweißen, während die Verbindung der beiden Schalen selbst ohne Verschweißung über Haken und Schlaufe erfolgt (Fig. 6). Der Bereich zwischen den Flächen 48 und 50 einerseits und der Schiene 42 andererseits wird dann mit feuerfestem Mörtel 52 gefüllt.

Die Schlaufenschale 46 ist in Fig. 7 deutlich gezeigt. Die Schlaufen 20 stehen aus der Längsvertiefung 54 heraus, während sich die Haken 30 der Verbindungsteile 18 über die Fläche 50 erheben. Die Schlaufen 20 nehmen die entsprechenden Haken der Schale 46 auf und die Haken 30 werden an das Rohr 40 angeschweißt.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolierformkörpers für Rohre mit Schienen ohne Verschweißung ist in Fig. 8 gezeigt. Bei dieser Ausfürhungsform ist nur die Hakenschale gezeigt} die nicht unterbrochene und freie Fläche 58 ist mit dem zu isolierenden Rohr nicht verbundden. Nur die obige Haken-Schlaufen-Verbindung hält die beiden Schalen zusammen, die damit das Rohr isolierend umgeben. Die Starrheit dieser Verbindung und die engen

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Toleranzen zwischen lichter Weite des Isolierformkörpers und Außendurchmesser des Rohres gewährleisten eine einwandfreie Isolierung.

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Claims

Ansprüche

1. Mehrteiliger feuerfester Isolierformkörper für die Wärmeisolierung von länglichen Bauteilen in Öfen, insbesondere Balken, Rohren oder dergleichen, aus zumindest zwei insbesondere schalenförmigen Isolierformstücken, deren aufeinanderliegende parallele Längsflächen aufeinanderpassen und in jedem Formstück in einer feuerfesten Grundmasse ein Metallgeflecht oder Drahtnetz eingebettet ist, g e k e η η zeichnet durch in die feuerfeste Grundmasse wenigstens eines Formstüeks (14) eingebettete und mit dem Metallgeflecht (16) verbundene Yerbindungsteile (18), die mit über die oder jede Längsfläche (21) des Formstüeks herausragenden Haken (50) und mit an der aufliegenden Längsfläche (25) des anliegenden Formstüeks (12) diesen zugeordneten, von dem Metallgeflocht (16) gebildeten, aus der feuerfesten Grundmasse herausragende Schlaufen (20), mit denen die Haken in Eingriff bringbar sind.

2.

Isolierformkörper nach Anspruch 1, dadurch g e

kennzeichnet, daß die Haken (30) aus einer Längsvertiefung (22) der Längsfläche (21) herausragen»

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3. Isolierformkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sch.la.ufen (20) aus einer Längsvertiefung (26) der Längsfläche (25) herausra.gen.

4. Isolierformkörper nach Anspruch 2 und 3> dadurch ge kennzeichnet, daß die Längsvertiefung (22) mit den Haken (30) auf die Längsvertiefung (26) mit den Schlaufen (20) paßt.

5. Isolierformkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine am Außenra.nd des einen Isolierformstücks (12) ausgebildete Längserhöhung (28) eine nahe dem Außenra.nd des anderen Isolierformstücks (14) ausgebildete Längserhöhung (24) übergreift.

6. Isolierformlcörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Schlaufen (20) schräg zueinander ausgerichtet aus den Längsvertiefungen (26) herausragen.

7. Isolierformkörper nach einem der-Ansprüche 1 bis ti, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsteile (18) einen Verbindungskörper (19) mit einer Vertiefung (32) zur Fixierung des Metallgeflechts (16) aufweisen.

8. Isolierformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für mit Aufsatzstücken versehene Gleitschienen für Stoßofen, gekennzeichnet durch den aus einer Längsfläche (48,50) vorstehenden Haken (30) zugeordnete, neben den Aufsatzstücken (52) der Gleitschiene a.nschweißbare Ösen oder Zapfen, mit denen die Haken in Eingriff bringbar sind,

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