DE2923540C3

DE2923540C3 - Rohrverkleidung für Rohre in Feuerungsräumen von Industrieöfen

Info

Publication number: DE2923540C3
Application number: DE2923540A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jörg 4000 Düsseldorf Wießner
Original assignee: Karrena GmbH
Current assignee: Karrena GmbH
Priority date: 1979-06-09
Filing date: 1979-06-09
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE2923540B2; FR2458775B1; FR2458775A1; IT1131293B; DE2923540A1; IT8022624A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverkleidung für Rohre in Feuerungsräumen von Industrieöfen, mit in Umfangsrichtung ringförmig angeordneten Steinen aus feuerfestem Material und mit jeweils an einem Rohr angeschweißten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stegen oder Bolzen, die beidseitig in an gegenüberliegenden Stirnseiten der Steine ausgebildete Vertiefungen eingreifen.

Es ist bekannt, gekühlte Rohrsysteme in Industrieöfen wie z. B. Hubbalken- oder Stoßöfen mit einer Verkleidung zu versehen, deren Halterungen jeweils in einer radialen Ebene zwischen den Stirnseiten aneinanderliegender Steine angeordnet sind. Die Halterungen sind ungefähr scheibenförmig und haben an ihrem Umfang einen in Richtung auf die Stirnfläche der zu haltenden Steine abgewinkelten Rand, der in die Vertiefungen an den Stirnseiten der Steine eingreift.

Diese Halterungen erfordern einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand. Wegen des in Umfangsrichtung durchgehenden Verlaufes des abgewinkelten Randes müssen die scheibenförmigen Halterungen im allgemeinen durch Tiefziehen hergestellt werden. Auch sind aufwendige Schweißarbeiten erforderlich. Aufgrund der Ausführung der Halterungen als geschlossene Scheibe können in radialen Ebenen zwischen den Steinen vorgesehene Trennschichten keinen durchgehenden Verlauf haben, was ebenfalls die Montage erschwert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Materialbedarf für die Halterungen relativ groß ist Die hierdurch bedingte Gewichtserhöhung der Rohrverkleidung ist ungünstig. Ferner bilden die Halterungen Wärmebrücken von verhältnismäßig großem Querschnitt

is Es ist aus der DE-OS 24 44 553 eine Rohrverkleidung bekannt, deren Steine sich in Umfangsrichtung jeweils über mehr als 180° erstrecken und in ihren Endbereichen in axialer Richtung eine Abmessung haben, die im Durchschnitt etwa der Hälfte der axialen Abmessung des mittleren Bereiches entspricht In den sich überlappenden Endbereichen greifen jeweils zwei Steine ineinander, wobei sie über den Umfang des Rohres hin einen geschlossenen Ring bilden. Im Überlappungsbereich sind radiale Stifte angeordnet, die die beiden jeweils an ihnen angreifenden Steine gegen ein Verdrehen in Umfangsrichtung sichern, während jeder Stein für sich durch die Stifte nur in der einen axialen Richtung gehalten wird. Derselbe Stein hat in der anderen axialen Richtung wiederum nur Halt mit Hilfe eines angrenzenden Steines, sobald letzterer zusammen mit einem in ihn eingreifenden weiteren Stein in Umfangsrichtung einen geschlossenen Steinverband bildet und dadurch an dem Rohr selbst gehalten ist Diese Ausführungsform hat zahlreiche Nachteile, von denen einer darin besteht, daß zwei unterschiedliche Steintypen erforderlich sind, was die Herstellung und die Lagerhaltung verteuert Ferner ist die Herstellung der einzelnen Steine aufgrund des unregelmäßigen Konturenverlaufes desselben sehr aufwendig und schwierig. Im Bereich der wesentlich geringeren Querschnitte an den Steinenden sind verhältnismäßig leicht Beschädigungen möglich.

Besonders schwierig sind aber die Erstmontage und die Reparatur der bekannten Rohrverkleidung. Zum Montieren der Steine und auch zum Auswechseln ist es erforderlich, daß in Richtung des Rohrverlaufs ein ausreichender Freiraum zur Verfügung steht Diese Voraussetzung ist aber nur erfüllt solange die radialen Stifte nicht stören. Die Stifte können also während der

% Erstmontage nur einzeln nacheinander im Zuge des Montagefortschritts angeschweißt werden. Im Reparaturfall ist das Abschneiden der Stifte und das Anschweißen derselben nach Auswechseln der beschädigten Steine erforderlich. Es ergibt sich also ein überaus großer Montageaufwand. Aufgrund dieser

Gegebenheiten ist insbesondere die Montage von

senkrecht verlaufenden Rohrleitungsteilen äußerst schwierig und aufwendig.

Es ist aus der DE-OS 21 38 774 eine weitere Rohrver-

kleidung bekannt, die aus in Längsrichtung des Rohres hintereinander angeordneten Steinen gebildet ist. Die einzelnen Steine haben die Form von Schalen, von denen jcweilszwci einen geschlossen umden Umfang verlaufenden Teil der Rohrverklcidiing bilden. Zur Befestigung

b5 dieser Schalen dienen Halterungen, die mit dem Rohr verschraubt werden müssen und die sich jeweils in einer Richtung erstrecken, die zu einer durch den jeweiligen Befestigungspunkt am Rohr geiegten Tangente parallel

verläuft. Hierbei greifen die Halterungen jeweils auf etwa halberaxialer Längeder Rohrschalen an diesem an.

Eine derartige Rohrverkleidung hat insbesondere auch den Nachteil,daß Herstellung und Montage sehr aufwendigsindDieserAufwandistbedingtdurchdieNotwendig- keit einer Schraubverbindung zwischen Rohr und Halterung. Auch müssen die Steine mit Montageöffnungen versehen sein, um die Verschraubung zugänglich zu machen.

Aus weiteren Vorveröffentlichungen wie der DE-PS 9 03 370, der DE-PS 9 08 594 und der DE-OS 20 11 506 sind Auskleidungen bekanntgeworden, die nicht das jeweils zu schützende metallische Teil von außen umgeben, wie es bei einer Rohrverkleidung der Fall ist, sondern die die innere Wandung eines Ofens bildende Auskleidungen sind. Aufgrund dieses Unterschiedes gilt für die letztgenannten Entgegenhaltungen gemeinsam, da^ die zum Befestigen einzelner Steine der Auskleidung dienenden Halterungen in entsprechend anderer Weise angeordnet und ausgebildet sein müssen, auch wenn die Halterungen hierbei in entsprechende Vertiefungen eines Steines eingreifen. Bei der Auskleidung nach der DE-PS 9 08 594 beispielsweise ist das Auswechseln einseiner Steine im Reparaturfall sehr umständlich, denn es wird jeweils eine größere Anzahl von Steinen mittels einer sich in axialer Richtung erstreckenden Halteschiene gehalten. Das Auswechseln ist nur möglich, wenn die jeweiligen Steine von dem einen oder dem anderen Ende einer solchen Halteschiene aus einzelne abgenommen werden. Dies geht nur, wenn die Halteschienen genau so lang sind wie die Auskleidung und die Schienenenden somit in gleicher radialer Höhe liegen wiedicEndscitender Auskleidung.

Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Montage und die Reparatur einer Rohrverkleidung der eingangs genannten ArI wesentlich zu vereinfachen, um den für die Montage und die Herstellung erforderlichen Aufwand bedeutend herabzusetzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden von der Erfindung die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen vorgeschlagen. Demnach erstreckt sich ein aus Steinen aufgebauter Teil der Rohrverkleidung nur über einen Teil des Rohrumfanges, während der übrige Teil aus einem anderen Isoliermaterial besteht. Die in den Stirnflächen der Steine ausgebildeten Vertiefungen haben jeweils die Form einer teil-kreisförrnig verlaufenden Nut. Ferner weisen die Stege oder Bolzen an ihren Enden einen in axialer Richtung vorspringenden Teil auf, wobei die Stege so an dem Rohr verteilt sind, daß jeweils zwei in axider Richtung hintereinanderliegende Stege oder Bolzen mit ihren in axialer Richtung vorspringenden Teilen in jeeineteil-kreisförmige Nut eingreifen.

Die Steine lassen sich also bei der Montage in Umfangsrichtung auf die zu beiden Seiten angreifenden Stege oder Bolzen aufschieben, leder Stein ist sofort nach dem Aufschieben sowohl inden beiden axialen Richtungenalsauch in radialer Richtung gehalten, und zwar auch dann, wenn das zu umkleidende Rohr einen senkrechten Verlauf hat. Der durch die Isolierschicht gebildete Bereich wird im allgemeinen den kleineren Teil des Umfangs einnehmen. Im Rcrparaturfa'l braucht er jeweils nur in einem solchen Ausniaßeiufern'/uwerden.wieeserforderlichist.umden oder die auszuwechselnden Steine in Umfangsrichtung von <Jen tiegel¹ oder Bolzen abziehen zu können. In axialer Ri^htunS; angrenzende Steine brauchen hierbei nichtentfCrntzM Werden.

Vorteilhaft ist es ferner.daß die für die erfindungsgemäße Rohrkleidung zu verwendenden Steine eine sehr geschlossene und komDakie Bauform haben können und deshalb einfach und billigherz us teilen sind.

Aufgrund der geschlossenen Bauform gibt es auch weniger Querschnittsbereiche, in denen Kerbbeanspruchungcn auftreten und zu Beschädigungen führen können. Es läßt sich ferner ohne Schwierigkeiten zwischen benachbarten Steinen ein ausreichend großes Spiel vorgeben, um Wärmedehnungen ausgleichen zu können, wobei sich in einfacher Weise Zwischenlagen einsetzen lassen, die in axialer Richtung durchgehend verlaufen können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man mit nur einem einzigen Steintyp auskommt Auch ergibt sich aufgrund der von der Erfindung vorgeschlagenen Ausbildung der Halterungen ein sehr geringes Konstruktionsgewicht, wobei die Halterungen aufgrund ihres kleinen Querschnitts nur eine verhältnismäßig geringe Wärmeableitung verursachen.

Erfindungsgemäß können die Stege durch flache, an ihren Enden in die axiale Richtung abgewinkelte Laschen gebildet sein.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jeweils 2 Laschen so zusammengesetzt sind, daß sich ihre abgewinkelten Teile in entgegengesetzter Richtung erstrecken. Eine solche Halterung kann somit jeweils 2 in axialer Richtung aneinandergrenzende Steine jeweils an einer Seite halten.

Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, daß jeweils eine Lasche an ihrem freien Ende aufgetrennt ist und daß die Enden in entgegengesetzter Richtung abgewinkelt sind.

Als Halterung kann erfindungsgernäß aber auch jeweils ein mit einem Kopf versehener Bolzen dienen, wobei dann der Bolzenkopf an 2 gegenüberliegenden Stellen in die Vertiefung eines angrenzenden Steines eingreift.

Ferner sollte der abgewinkelte Teil einer Lasche oder der Bolzenkopf jeweils Auflageflächen für die Steine bilden, die in einem Winkel von etwa 30°—45^C zur axialen Richtung liegen.

Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 die Teilansicht eines Rohres als Bestandteil des Feuerungsrostes in einem Industrieofen;

Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Rohres;

Fi g. 3 einen Querschnitt hierzu;

Fig.4 eine abgewandelte Ausführungsform der Halterung.

Eine einen Teil des Feuerungsrostes bildende Schiene II) ist an ihrer Unterseite mit einem Rohr 11 verschweißt. Letzteres wird von einem Kühlmittel — im allgemeinen Wasser — durchströmt. Da in dem hier nicht im einzelnen dargestellten Feuerungsraum sehr hohe Temperaturen herrschen, muß das aus metallischem Material bestehende Rohr 11 ausreichend gegen zu große Temperaturbeanspruchungen geschützt werden.

Der obere Bereich des Rohres 11 und der untere Bereich der Schiene 10 sind zu diesem Zweck mit einer Isolierschichi 12 aus feuerfestem Material umgeben. An diesen Bereich anschließend ist die übrige Verkleidung des kohres 11 durch Steine 13 aus keramischem Material gebildet.

Jeder Stein 13 ist an seiner dem Rohr 11 zugewandten Seite konkav und an der gegenüberliegenden Außenseite konvex abgerundet, und in Umfangsrichtung sind jeweils mehrere Steine 13 ringförmig angeordnet. Zwischen den einzelnen Steinen 13 sind im Bereich

dieser ringförmigen Anordnung Zwischenlagen 14 aus einem temperaturbeständigen Filz vorgesehen.

Die zwischen in axialer Richtung benachbarten ringförmigen Steingruppen gebildeten Fugen haben ebenfalls Zwischenlagen 15 aus gleichem oder ähnli 5 chem Material. Die diesen Bereich begrenzenden Stirnseiten der Steine 13 haben über die Stirnseite jeweils teil-kreisförmig verlaufende und nutförmig ausgebildete Vertiefungen 16.

In Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind auf dem Rohr Il Bolzen 17 angeschweißt, deren Kopf 18 in bezug auf Form und Durchmesser so ausgelegt ist, daß gegenüber der axialen Richtung in einem Winkel zwischen 30° bis 45° geneigte Auflägeflächen entstehen, auf denen zu beiden Seiten des Bolzens 17 jeweils ein Stein 13 aufliegen kann. Wie F i g. 3 erkennen läßt, ist die Befestigungsstelle der Bolzen 17 so gewählt, daß jeweils ein Bolzen 17 im mittleren Bereich einer Stirnseite an 2 benachbarten Steinen 13 angreifen kann. Dies ist im allgemeinen ausreichend, obwohf gegebenenfalls auch mehrere Bolzen 17 je Steinseite vorgesehen werden können.

Fig.3 läßt ferner erkennen, daß die im unteren Bereich des Rohres U angeordneten Steine 13 in Umfangsrichtung etwas schmaler sind als die zu den Seiten hin anschließenden Steine 13. Entsprechend unterschiedlich ist auch der Winkelabstand der Bolzen 17. Zwischen dem Rohr Il und den Steinen 13 ist eine Isolierschicht 19 aus keramischem Fasermaterial vorgesehen.

Nach dem Anschweißen der Bolzen 17 an das Rohr 11 wird also zunächst die Isolierschicht 19 aufgebracht. Anschließend werden die Steine 13 von der Seite her in Umfangsrichtung auf die Köpfe 18 der jeweils zugeordneten Bolzen 17 aufgeschoben, wobei gleichzeitig die Zwischenlagen 14 und 15 hergestellt werden. Hierbei kann dann auch der zwischen den Bolzen 17 bzw. den Bolzenkörpern 18 und den Steinen 13 verbleibende Raum mit Isoliermaterial ausgefüllt werden.

F i g. 4 zeigt eine durch 2 flache Laschen 20 gebildete Halterung. Die freien Enden der Laschen 20 sind in axialer Richtung abgebogen und bilden zu dieser Richtung einen Winkel von etwa 30°. Die Laschen 20 sind so aneinandergesetzt, daß die abgebogenen Teile in entgegengesetzte axiale Richtungen weisen. Die durch die Laschen 20 gebildete Halterung kann anstelle der Bolzen 17 verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrverkleidung für Rohre in Feuerungsräumen von Industrieöfen, mit in Umfangsrichtung ringförmig angeordneten Steinen aus feuerfestem Material und mit jeweils an einem Rohr angeschweißten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stegen oder Bolzen, die beidseitig in an gegenüberliegenden Stirnseiten der Steine ausgebildete Vertiefungen eingreifen, d adurchgekennzeichnet, daß sich ein aus Steinen (13) aufgebauter Teil der Rohrverkleidung nur über einen Teil des Rohrumfanges erstreckt, während der übrige Teil aus einem anderen Isoliermaterial (12) besteht, daß die in den Stirnflächen der Steine (13) ausgebildeten Vertiefungen jeweils die Form einer teü-kreisföi-mig verlaufenden Nut(16) haben und daß die Stege (20) oder Bolzen (17) an ihren Enden einen in axialer Richtung vorspringenden Teil aufweisen und an dem Rohr (11) so verteilt sind, daß jeweils zwei in axialer Richtung hintereinanderliegende Stege (20) oder Bolzen (17) mit ihren in axialer Richtung vorspringendenTeileninjeeineteil-kreisförmigeNut(16) eingreifen.

2. Rohrverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege durch flache, an ihren Enden in die axiale Richtung abgewinkelte Laschen (20) gebildet sind.

3. Rohrverkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Laschen (20) so aneinandergesetzt sind, daß sich ihre abgewinkelten Teile jeweils in entgegengesetzter Richtung erstrekken.

4. Rohrverkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils 1 Lasche (20) an ihrem freien Ende aufgetrennt ist und die Enden in entgegengesetzter Richtung abgewinkelt sind.

5. Rohrverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halterung jeweils ein mit einem Kopf (18) versehener Bolzen (17) dient

6. Rohrverkleidung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den abgewinkelten Teil einer Lasche (20) oder den Bolzenkopf (18) gebildeten Auflageflächen für den Stein (13) in einem Winkel von etwa 30° -45° zur axialen Richtung liegen.