DE3328870A1 - Ofenwagen fuer brennoefen - Google Patents
Ofenwagen fuer brennoefenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/12—Travelling or movable supports or containers for the charge
- F27D3/123—Furnace cars
Description
In der keramischen Industrie werden für das Brennen von
keramischen Produkten als Brennofen neben Kammer- und Herdwagenofen
vor allem Tunnelofen eingesetzt, wobei das Brenngut in der Regel auf Ofenwagen in die Brennofen eingebracht wird.
Derartige Ofenwagen bestehen im wesentlichen aus einem fahrbaren Stahlgestell sowie einem darauf angeordneten zweischichtigen
Wagenplateau, wobei die obere Schicht aus einem verschleißfesten und temperaturbeständigen Material gebildet ist und die
untere auf dem Stahlgestell aufliegende Schicht einen Wärmedämmkern enthält, der von einem Rand aus feuerfestem Material umgeben
ist. Im Betrieb eines derartigen Ofenwagens liegt das Brenngut auf dem Wagenplateau des Ofenwagen, das Wagenplateau schützt
gleichzeitig das Stahlgestell vor den hohen Temperaturen, die auf das Wagenplateau in der Feuerungszone des Brennofens einwirken.
In bekannten Ausführungsformen wird der Wärmedämmkern aus
Lagen von Isoliersteinen und Lagen von Feuer]eichtsteinen gebildet.
Die auf dem Stahlgestell aufliegenden Iioliersteine, z.B.
Diatomitsteine, besitzen ein sehr geringes Riumgewicht und eine
damit verbundene hohe Porosität. Durch diese hohe Porosität wird
zwar eine für gute Isolierungszwecke geforderte niedrige Wärmeleitfähigkeit erreicht, aber gleichzeitig jedoch eine geringe Festigkeit
des Isoliersteins hervorgerufen. Da die Isoliersteine zusätzlich auch nur eine niedrige Anwendungstemperatur , d. h.
eine niedrige obere Grenztemperatur für den Minsatz dieser Steine im Wärmedämmkern aufweisen, ist für eine ausreichende mechanisee
Belastbarkeit und Anwendungstemperatur des gesamten Wärmedämmkerns
die über den Isoliersteinen angeordnete Lage aus Feuer-
leichtsteinen, die eine höhere Festigkeit und Anwendungstemperatur
sowie ein etwas "höheres Raumgewicht besitzen, unerläßlich.
Die Feuerleichtsteinlage erfordert in der Regel einen weiteren Wärmeschutz, da in der Praxis die im Ofenraum vorherrschenden
Temperaturen meist höher sind als die Anwendungstemperatur der Feuerleichtsteine. Außerdem ist ein Schutz des gesamten
Wärmedämmkerns vor äußeren mechanischen Beanspruchungen, wie z.B. Abrieb- oder Stoßbelastungen, und im Hinblick auf die bei steigenden
Temperaturen abnehmende Festigkeit der Isolier- und Feuerleichtsteine notwendig, da der gesamte Wärmedämmkern infolge
seines porösen Gefüges eine relativ niedrige Festigkeit und Oberflächenhärte
besitzt.
Diese doppelte Schutzfunktion wird bei bekannten Ofenwagen durch den Rand in der unteren Schicht und durch die obere Schicht
des Wagenplateauf. erreicht. Dabei bestehen der Rand und die obere
Schicht normalerweise aus einem verschleißfesten temperaturbeständigen Material. Dieses Material muß gegenüber wechselnden
Temperaturbelastungen beständig sein, da ein ständiges Auf- und Abheizen des Wagenplateaus während des Ein- und Ausfahrens aus
dem Brennofen nicht zu vermeiden ist. Zugleich muß sich das Material auch durch eine gute Druckfeuerbeständigkext, d.h. ein
gutes Erweichung::verhalten bei konstanter Last und steigender Temperatur, auszeichnen, um den Wärmedämmkern ausreichend vor
äußeren mechanischen Beanspruchungen zu schützen. Diese beiden Anforderungen werden in der Regel am besten durch Schamottesteinoder
Schamottefeuerbetonqualitäten erfüllt, die in ihrer Qualität meist zusätzlich noch der maximalen Temperaturbelastung in der
Feuerungszone des Brennofens angepaßt sind. Damit die obere Schicht eine ausreichende Tragfähigkeit besitzt, beträgt die Dikke
der oberen Schicht normalerweise 100 - 150 mm. Der Wärmedämmkern ist infolge der mechanisch notwendigen Unterteilung in die
Isolierstein- unj Feuerleichtsteinlage meistens 200 - 250 mm
stark, so daß sich eine Gesamthöhe des Wagenp]ateaus von mindestens
300 - 400 mm ergibt.
Von der Funktion ist der Ofenwagen als thermisch-periodisch arbeitendes Element anzusehen. Bei einer energetischen Betrachtung
des Brennprozeßes erweist sich deshalb d-:>s hohe Wagenplateai.
bekannter Ofenwagenkonstruktionen als nachteilig. Das große Feststoffvolumen des hohen Wagenplateaus kann nicht schnell aufgeheizt
werden, so daß eine lange Aufheizphase :■ m Brennofen erforderlich
ist, um das Wagenplateau der für das Brenngut erforderlichen Brenntemperatur anzugleichen. Praktisch wird dabei aber
nur die obere Schicht des Wagenplateaus der Brenntemperatur angeglichen, da nur bei einem Temperaturgefälle zwischen der oberen
und der unteren Schicht des Wagenplateaus ein bestmöglicher Schutz des Stahlgestells vor der Brenntemperatur erreicht wird.
Außerdem ist diese Temperaturanpassung der oberen Schicht auch für einen problemlosen Brand des direkt auf d'.-rn Wagenplateau
aufliegenden Brenngutes unbedingt erforderlich.
Infolge des großen Feststoffvolumens besitzt das Wagenplateau außerdem eine hohe Speicherwärme, die na-:h abgeschlossenem
Brennprozeß beim Abkühlen des Ofenwagens als .ilärmoverlust an die
Atmosphäre abgegeben wird.
Für eine energetisch günstige Betriebsweise des Ofenwagens
muß die Aufheizphase jedoch kurz und der Wärm 5verlust beim Abkühlen
des Ofenwagens gering sein.
Bei bekannten neueren Konstruktionen von Ofenwagen ist die obere Schicht des Wagenplateaus zum Teil mit einem Mineralfaser-Material
ausgefüllt und zusätzlich mit darüber angeordneten Platten aus einem verschleißfesten dichten Feuerfestrnaterial, z.B.
Schamotte, abgedeckt. In einer anderen Ausführungsform ist die obere Schicht des Wagenplateaus mit Mineralfaser-Material abgedeckt.
Bei beiden Wagenplateaus wird durch die Anordnung des Materials die Temperatur in einer oder in beiden Schichten des
Wagenplateaus abgesenkt und damit die Speicherwärme verringert, wodurch gleichzeitig die Wärmeverluste des Ofenwagens erniedrigt
werden. Die erreichten Werte sind aber nicht genügend gegenüber den altbekannten Werten abgesenkt und somit in der Praxis noch
nicht befriedigend. Außerdem werden durch diese neuere Konstruktion wesentliche Nachteile bekannter Ofenwagen nicht vermieden.
Infolge der bei den altbekannten wie auch bei den neueren Konstruktionen vorgesehenen Zustellung des Wagenplateaus aus verschiedenen
feuerfesten Steinqualitäten (Isolierstein, Feuerleichtstein, verschleißfester dichter Feuerfeststein) kommt es zu
unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen von Wärmedämmkern und Rand in der unteren Schicht des Wagenplateaus. Außerdem kann der
Fall eintreten, daß der Wärmedämmkern bei thermischer Belastung infolge seines porösen Gefüges stärker schwindet als der Rand des
Wagenplateaus. Während des Schwindungs- oder Ausdehnungsprozeßes des Wärmedämmkerns entstehen in der unteren Schicht Kräfte, die
durch den Rand des Wagenplateaus kompensiert werden müssen. Für eine ausreichende mechanische Festigkeit muß daher der Rand in
einer entsprechenden Breite ausgeführt werden, wodurch sich das Gewicht und die Speicherwärme des Wagenplateaus erhöhen. Darüber
hinaus entstehen bei den Schwindungs- und Ausdehnungsprozessen im Wagenplateau thermische Spannungen, die bei keramischen materialien
durch Rißbildung abgebaut werden und dadmit zu einem frühzeitigen Verschleiß des Wagenplateaus führen.
Schließlich ist ein keramisches Material nicht in der Lage, sich elastisch zu verformen, so daß der Rand des Wagenplateaus
beispielsweise durch die beim Rangierbetrieb der Ofenwagen auftretenden Stoßbeanspruchungen in starkem Maße bruchgefährdet ist
und. einen verhältnismäßig hohen Reparaturaufwand erfordert.
Mit der.Erfindung soll nun ein Ofenwagen geschaffen werden,
dessen Wagenplateau eine energetisch günstige Betriebsweise gewährleistet, hohen mechanischen Beanspruchungen standhält und
schnell und kostensparend gegen vorhandene Wagenplateaus austauschbar
ist.
Dieses Ziel erreicht die Erfindung dadurch, daß der Wärmedämmkern einschließlich des Randes der unteren Schicht des Wagenplateaus
aus einem gleichen hochisolierenden, temperaturbeständigen Material besteht.
Durch den einheitlichen, homogenen Aufbau der unteren Schicht des'Wagenplateaus, die nachfolgend nur noch mit Dämmschicht
bezeichnet ist, im Wärmedämmkern und im Rand aus einem hochisolierenden Material beseitigt die Erfindung vollständig
alle Nachteile, die bei einem Aufbau der Dämmschicht aus unterschiedlichen
Materialien entstehen. Die mechanische und thermische Beanspruchung sowie der Wärmedurchgang werden gleichmäßig
über die gesamte Fläche des Wagenplateaus verteilt. Die niedrige Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäß vorgesehenen hochisolierenden
Materials ermöglicht darüber hinaus, oie Dämmschicht des Wagenplateaus in ihrer Höhe auf bis zu etwa SO % einer bekannten
Wärmedämmkernhöhe zu vermindern. Dadurch wird eine Gewichtsersparnis des Wagenplateaus bis zu etwa 50 % erreicht, die Speicherwärme
des Wagenplateaus entscheidend verringert, der Wärmeverlust erniedrigt und die Möglichkeit für kürzere Aufheiz- und
Abkühlphasen gegeben, so daß eine energetisch günstigere Betriebsweise des Brennofens erreicht wird. Außerdem werden durch
die Materialersparnis bei einer Reparatur der Wagenplateaus die Kosten gesenkt.
Darüber hinaus wird der Besatz des Ofenwagens, um das am
Wagenplateau eingesparte Volumen gesteigert, so daß eine höhere Produktivität des Brennofens bei gleicher Anzahl von Ofenwagen
erreicht wird. Der Brennstoffbedarf des Brennofens ändert sich
dabei meist nicht, weil das insgesamt aufzuheizende Volumen von Brenngut und Wagenplateau fast gleichbleibend ist.
Vorzugsweise ist als Material ein zellularer Werkstoff auf der Basis von Calciumaluminat-Hydrat vorgesehen.
Ein in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehener dünner Schutzmantel, der wenigstens die Dämmschicht seitlich vertikal
umschließt, bietet dem hochisolierenden Material Schutz vor äußeren mechanischen Beanspruchungen und verhindert außerdem in
seiner vorzugsweise beide Schichten des Wagenplateaus umschließenden Ausführungsform ein horizontales Verrutschen dieser
Schichten auf dem Stahlgestell. Schließlich ist beim Bau des erfindungsgemäßen Ofenwagens oftmals die Wiederverwendung des fahrbaren
Stahlgestells älterer Ofenwagen möglich und nur ein Ersatz des alten Wagenplateaus notwendig, so daß eine schneller und
kostengünstiger Ersatz von älteren Ofenwagen möglich ist.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ofenwagens sind in den Unteransprüchen definiert und in der
nachfolgenden Beschreibung einzelner Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Ausführungsform gemäß
Figur 1 in der Ebene II - II,
Fig. 3 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung, und
Fig. 4 eine Schnittansicht der Ausführungsform gemäß
Figur 3 in der Ebene IV - IV.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 setzt sich das
fahrbare Stahlge:;tell 1 aus zwei übereinander angeordneten Stahl-
— y _
trägerlagen 2 und 3 sowie zwei an der unteren Stahlträgerlage 2 befestigten Radsätzen 4 und 5 zusammen. Jede der beiden Stahlträgerlagen
2 und 3 wird dabei aus mehreren in einem Abstand zueinander parallel verlaufenden Stahlträgern gebildet, wobei die
Stahlträger der unteren Stahlträgerlage 2 in Fahrtrichtung des Ofenwagen und die Stahlträger der oberen Stahlträgerlage 3 im
rechten Winkel zur Fahrtrichtung parallel zu den beiden Radsätzen U und 5 verlaufen. Die beiden äußeren Stahlträger 6 bzw. 7 jeder
Stahlträgerlage sind U-förmig ausgebildet und derart angeordnet, daß ein Boden eines U-förrnigen Stahlträgers 6 oder 7 jeweils eine
Außenkante einer Stahlträgerlage 2 oder 3 bildet. Die weiteren Stahlträger jeder Stahlträgerlage sind Doppel-T-Träger 8 bzw. 9.
In den beiden Stahlträgerlagen 2, 3 ist die Anzahl und der Abstand der Doppel-T-Träger 8, 9 untereinander nicht festgelegt9
sondern ergibt sich aus der jeweiligen statischen Belastung, die
auf das fahrbare Stahlgestell"1 von oben einwirkt.
Auf der oberen Stahlträgerlage 3 liegt eine Dämmschicht 12
auf, die erfindungsgemäß aus einem hochisolierenden temperaturbeständigen Material besteht und im Betrieb eines Ofenwagens das
fahrbare Stahlgestell 1 vor den hohen Temperaturen, die in der Feuerungszone des Brennofens auf das Wagenplateau 11 einwirken,
schützt. Vorzugsweise wird als Material ein zellularer Werkstoff auf der Basis von Calciumaluminat-Hydrat eingesetzt. Bei der Herstellung
diese;s Werkstoffes werden die Ausgangsmaterialien in einer wässrigen Lösung aufgeschlämmt. Der Schlamm wird anschließend
aufgeschäumt und in entsprechende Formen eingegossen. Nach dem Abbinden wird der Werkstoff der Form entnommen und steht als
zellulares Fertigprodukt (z.B. Stein oder Platte) zur Weiterverwendung zur Verfügung.
In der einfachsten Ausführungsform kann die Dämmschicht 12 aus einzelnen nebeneinander liegenden Steinen oder Platten dieses
Materials gebildet sein, wobei die Abmessungen der einzelnen Steine oder Platten derart gewählt werden müssen, daß die Abstän-
de zwischen den einzelnen als Auflager dienenden Stahlträgern 7 bzw. 9 der Stahlträgerlage 3 überbrückt werden.
Die Dämmschicht 12 ist mit einer darüber angeordneten oberen
Schicht 13 abgedeckt, die nachfolgend mit Deckschicht bezeichnet wird. Diese Deckschicht 13 besteht vorzugsweise aus einem verschleißfesten
und temperaturbeständigen Material, z.B. einer Schamotte. Beide Schichten 12 und 13 bilden das Wagenplateau 11,
wobei wenigstens die Dämmschicht 12, vorzugsweise jedoch beide Schichten 12 und 13 von einem dünnen Schutzmantel 10 umschlossen
sind. Zweckmäßigerweise besteht der Schutzmantel 10 aus einem verschleißfesten temperaturbeständigen Stahl mit einer Wandstärke
von 8-10 mm, es ist aber auch möglich den Schutzmantel aus einem dichten temperaturbeständigen keramischen Material, z.B.
einem Zirkonoxidwerkstoff, herzustellen. Der Schutzmantel 10 ist
in geeigneter Weise mit den beiden U-förmigen Stahlträgern 7 der Stahlträgerlage 3 verbunden. Bei einem stählernen Schutzmantel
wird diese Verbindung vorzugsweise als Schweißnaht ausgeführt, sie kann aber auch als Schraub- oder Nietverbindung vorgesehen
sein.
In der Praxis ist es zweckmäßig, wie in der Fig. 2 dargestellt, zusätzlich einen Stahlboden 20 zwischen dem Wagenplateau
11 und dem fahrbaren Stahlgestell 1 anzuordnen, der mit dem Schutzmantel 10 zu einer Wanne 21 verbunden ist, die zumindest
die Dämmschicht des Wagenplateaus 11 aufnimmt. Durch diese Wanne 21 ergibt sich der Vorteil, daß die Abmessungen der Platten oder
Steine in der Dämmschicht 12 nicht mehr von den Abständen der Stahlträger in der Stahlträgerlage 3 abhängig sind, da diese
Abstände von dem Boden 20 überbrückt werden. Dadurch ist es möglich, Platten und Steine jeder beliebigen Abmessung in der
Dämmschicht 12 des Wagenplateaus 11 anzuordnen.
Bei einem Einsatz des Ofenwagens in Brennöfen, die mit einem
Feststoffbrennraaterial, (z. B. Kohlenstaub oder Holzmehl) betrieben
werden, ist es nicht vermeidbar, daß Asche oder unvollständig
verbrannte Brennmaterialreste auf das Wagenpüateau des Ofenwagens
fallen. Diese nachfolgend als Fremdstoffe bezeichneten Materialreste können mengenmäßig zusätzlich durch Abplatzungen an der
Deckschicht 13 des Wagenplateaus oder am Brenngut sowie am Ausmauerungsmaterial
des Ofenraumes vergrößert v/erden. Weil durch das Eindringen dieser Fremdstoffe in die Fugen zwischen den Platten
oder Steinen der Dämmschicht 12 beim Erwärmen dieser Schicht ein ungehindertes Ausdehnen der Platten oder Steine in die Fugenräume
verhindert wird, und sich dadurch in der Dämmschicht 12
Wärmespannungen ausbilden, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der Platten oder Steine führen, muß in diesen Fällen eine möglichst
fugenfreie Dämmschicht 12 angestrebt werden. Auch in dieser Hinsicht erweist sich die Wanne 21 in Verbindung mit dem
zellularen Werkstoff auf der Basis von Calciumaluminat-Hydrat als
sehr vorteilhaft. Die Ausgangsmaterialien dieses VJerkstoffes können jetzt nämlich nach dem Aufschlämmen und Aufschäumen statt
in eine Form direkt in die Wanne 21 eingegossen werden. Nach dein
Abbinden wird dann in situ eine fugenfreie monolithische Dämmschicht 12 aus dem zellularen Werkstoff gebiLdet. Eine derartige
homogene und in sich geschlossene Schicht zeichnet sich durch eine gleichmäßige Wärme- und Wärmespannungsverteilung sowie ein jn
einheitlichen Wärmedurchgang über die gesamte Wagenplateauflächι
aus. Zugleich wird durch die fugenfreie Ausbildung der Schicht ein Eindringen von Fremdstoffen vermieden.
Schließlich hat eine Wanne den Vorteil, daß ein abgenutztes
altes Wagenplateau eines vorhandenen älteren Ofenwagens in vielen Fällen mit einer kurzen Montagezeit gegen das erfindungsgemäße
Wagenplateau ausgetauscht werden kann, da das Viagenplateau 11 in der Wanne 21 komplett vorgefertigt und auf dem schon vorhandenen
fahrbaren Stahlgestell schnell mit wenigen Schweißnähten oder Schraub- bzw. Nietverbindungen befestigt werden kann. Durch die
Möglichkeit einer Wiederverwendung des vorhandenen fahrbaren Stahlgestells ist der Ersatz eines alten Wa^enplateaus durch die
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- 12 -
Wanne 21 mit dem erfindungsgemäßen Wagenplateau 11 darüber hinaus sehr kostengünstig.
Als hochisolierendes temperaturbeständiges Material für die
Dämmschicht 12 sind alle Werkstoffe geeignet, die die Forderungen an eine niedrige Wärmeleitfähigkeit erfüllen und zudem auch noch
temperaturbeständig sind, d.h. eine hohe Anwendungsgrenztemperatur aufweisen. Der vorzugsweise eingesetzte Werkstoff auf der
Basis von zellularem Calciumaluminat-Hydrat besitzt eine Anwendungsgrenztemperatur
von etwa 1200 0C. Dabei ist gegenüber bekannten Materialien mit etwa gleicher Anwendungstemperatur die
Wärmeleitfähigkeit dieses Werkstoffes ungewöhnlich niedrig und
zugleich die Druckfestigkeit gegenüber bekannten Materialien mit
niedrigen Wärmeleitfähigkeiten relativ hoch. In der Tabelle 1 "sind für einige .isolierende Feuerfestmaterialien mit Anwendungsgrenztemperatur
oberhalb 1000 0C diese Werte gegenübergestellt. Durch die niedrige Wärmeleitfähigkeit kann ein hoher Temperaturab
bau auf einer kurzen Strecke vorgenommen werden, so daß die für einen ausreichenden Temperaturschutz des Stahlgestells 1 erforderliche
Schichtdicke der Dämmschicht 12 sehr klein gewählt werden kann.
Die sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit des vorgesehenen Werkstoffes
ergibt sich durch einen hoch porösen Gefügeaufbau, wobei
gleichzeitig die Oberflächenhärte dieses Werkstoffes gering ist,
so daß ein Schut:; der Werkstoffoberfläche vor äußeren mechanischen
Belastungen (z. B. Abrieb,■Beanspruchung durch Stoß sowie
durch Schaben od-^r Kratzen eines Werkzeuges) unerläßlich ist.
Diese Schutzfunktion wird an der Oberfläche der Dämmschicht 12 durch die Deckschicht 13 und im Kantenbereich der Dämmschicht'12
durch den wenigstens diese Schicht umschließenden Schutzmantel 10 erreicht. Wenn dieser Schutzmantel 10 in der bevorzugten Ausführungsform
aus einem verschleißfesten temperaturbeständigen Stahl besteht, wird gegenüber herkömmlichen Ofenwagenplateaus eine
Bruchgefahr der Randsteine zumindest in der Dämmschicht 12 des
ΛΑ κ. 4
Wagenplateaus vermieden und zugleich mit wenigen Millimetern Stahlmaterial unter Gewichtsersparnis ein bestmöglicher Schutz
vor äußeren mechanischen Beanspruchungen erreicht. Da Stahl die Fähigkeit besitzt, Spannungen durch elastische oder plastische
Verformungen ohne Rißbildungen abzubauen, ist ein vorzeitiger Verschleiß der Ränder des Wagenplateaus ausgeschlossen.
Außerdem kann durch die relativ hohe Anwendungstemperatur des in der Dämmschicht 12 vorgesehenen Werkstoffs von ca. 1200 0C
in den meisten Fällen, d. h. bei Temperaturen im Ofenraum bis zu 1200 0C, die Dämmschicht direkt mit dieser Temperatur beaufschlagt
werden„ Somit ist eine zusätzliche Wärmedämmung zwischen Dämmschicht 12 und Ofenraum in vielen Fällen nicht erforderlich,
und die Deckschicht 13 hat damit meistens - im Gegensatz zu bekannten
Wagenplateaus - nur eine rein mechanische Schutzfunktion. Daher kann dann auch diese Deckschicht 13 wesentlich dünner ausgebildet
werden., so daß das zweischichtige Wr-genplateau 11 in
derartigen Fällen gegenüber bekannten Ofenwa^enplateaus in seiner Gesamthöhe um bis zu etwa 70 % reduzierbar ist.
In einer Abwandlung dieser Ausführungsform des Wagenplateavs
11, die nicht weiter dargestellt ist, kann der Schutz der Dämmschicht
12 vor äußeren mechanischen Beanspruchungen auch durch einen Deckel erfolgen, der aus einem verschleißfesten temperaturbeständigen
Stahl besteht und mit dem Schutzmantel 10 in geeigneter
Weise verbunden ist. Dabei ist es zweckmäßig, als Verbindung-Schrauben,
Nieten oder dergl. vorzusehen, um einen bequemen und
schnellen Austausch des Wärmedämmkerns zu err-iöglä chen.
Die vertikale Höhe des Schutzmantels 10 ist in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungbeispiel derart gewählt, daß das Wagenplateau
11 in seiner vollen Höhe von dem Schutzmantel 10 umschlossen wird. Dadurch wird auch ein horizontales Verrutschen
der Deckschicht 13 des Wagenplr-teaus 11, wie es beispielsweise jm
Rangierbetrieb beim Zusammenstoß zweier Ofenwagen auftreten kanr, verhindert.
Da das verschleißfeste, temperaturbeständige Material der Deckschicht 13 keinen Schutz vor äußeren mechanischen Beanspruchungen
erfordert, kann in einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Abwandlung die vertikale Höhe des Schutzmantels 10 derart
gewählt sein, daß vom Schutzmantel 10 nur die Dämmschicht seitlich vertikal umgeben ist.
Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform
des Wagenplateaus, bei welcher der Schutzmantel 10 aus einzelnen keramischen Platten 14 eines verschleißfesten Feuerfestmaterials
besteht. Zweckmäßig sind als Plattenmaterial dichte keramische Werkstoffe z. B. auf der Basis von Zirkonoxid
vorgesehen. Die einzelnen keramischen Platten 14 können in ein nicht dargestelltes U-förmiges Profil aus einem temperaturbeständigen
Stahl eingesteckt sein, das mit den Stahlträgern der oberen Stahlträgerlage 3 verschweißt oder verschraubt ist.
Dabei müssen jedoch alle keramischen Platten 14 in ihrer
Dicke die gleichen Abmessungen haben, um einen paßgenauen Sitz zwischen den beiden Schenkeln des U-förmigen Profils zu gewährleisten.
In der Praxis ist es deshalb zweckmäßiger, die Platten 14 gemäß Fig. 4 zwischen zwei Stahlplatten 15 und 18 anzuordnen.
Die innere Stahlplatte 18 ist mit den Stahlträgern der oberen Stahlträgerlage 3 verschweißt oder verschraubt. Dabei sind bei
einer Verschraubung z. B. Gewindebohrungen in die Stahlträger eingebracht oder Gewindehülsen an den Stahlträgern angeschweißt.
Vorzugsweise ist auch bei dieser Ausführungsform die Höhe der den Schutzmantel 10 bildenden Platten 14 derart gewählt, daß das·
Wagenplateau 11 in seiner vollen Höhe von dem Schutzmantel 10 umschlossen wird. Da die innere Stahlplatte 18 nicht" so hohen
Temperaturen ausgesetzt ist, besteht sie aus einem einfachen Stahl, während die äußere Stahlplatte 15 aus einem verschleißfesten
und temperaturbeständigen Stahl gearbeitet ist. Die äußere Stahlplatte 15 ist an der Stahlplatte 18 mit Schrauben 16 befestigt,
und die Platten 14 sind im Bereich der sie umgebenden
Stahlplatten mit Bohrungen versehen, wobei die Schrauben 16 von der äußeren zur inneren Stahlplatte durch diese Bohrung gesteckt
sind.
Die Verschraubung der Stahlplatten an dem Stahlgestell hat gegenüber der Verschweißung den Vorteil, daß sine schnelle Demontage
möglich ist, wenn ein Austausch z. B. na oh Beschädigung
erforderlich ist. Durch die festangezogenen Schrauben 16 wird di-?
äußere Stahlplatte 15 unabhängig von herstellungsbedingt verschiedenen Dicken der Platten 14 mit der inneren Stahlplatte 18
verbunden und ein formschlüssiger Sitz der Platten zwischen den beiden Stahlplatten erreicht. Zugleich ist ein paßgenauer Sitz
der Platten 14 auch noch nach längerem Einsatz gewährleistet, da der Abstand der beiden Stahlplatten der verschleißgerninderten
Plattendicke durch ein Nachziehen der Schrauben 16 wieder angepaßt
werden kann.
Die Isolierschicht 17, die auch in das Wagenplateau der Figur 1 und 2 eingebracht werden kann, verhindert weitgehend'ein
Temperaturerhöhung in der Dämmschicht 12, wodurch die Speicherwärme im Wagenplateau 11 zusätzlich herabgesetzt wird, so daß al 3
Vorteil eine energetisch noch günstigere Betriebsweise des Brennofens erreicht wird. Außerdem verhindert die Isolierschicht das
Eindringen von Fremdstoffen in die Dämmschicht des Wagenplateaus, so daß eine fugenfreie monolithische Ausbildung der Dämmschicht
nicht unbedingt erforderlich ist.
Materialart
Wärmeleitfähigkeit in W/mk bei
40O0C 5000C 8000C 10000C
Kaltdruckfestigkeit in N/mm
Zellularer Werkstoff auf der Basis von οüχ c χ um — fix utuinä u — fiy or s.
0,145 0,18
3,6
Feuerleichtbeton
0,40 0,45
5,0
Feuerieichtstein
Fl 23/06*
0,13/0,15 0, 16/0-, 19 0,18/0,21
1,0
Feuerleichtstein Alporit - 75*
0,26/0,30 0,34/0,40 0,39/0,45
3,0
Feuerleichtstein
Alporit FLK*
0,39/0,45 0,48/0,56 0,52/0,60 8,0
*) Hierbei handelt es sich um Handelsnamen OI
CO
ro
CD
- Leerseite
Claims (8)
- Karl Walter & Co. 600/2Patentansprüche1«. . Ofenwagen für Brennofen, mit einem fahrbarem Stahlgestell, auf dem ein zweischichtiges Wagenplatoau angeordnet ist, wobei die obere Schicht aus einem verschleißfesten und temperaturbeständigen Material besteht, und die untere auf dem Stahlgestell aufliegende Schicht einen Wärmedämmkern enthält, der von einem Rand aus feuerfestem Material umgeben Lst, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmedämmkern einschließlich des Randes der unteren Schicht (12) des Wagenplateaus (11) aus einem gleichen hochisolierenden temperaturbeständigen Material besteht.
- 2. Ofenwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochisolierende temperaturbeständige Material ein zellularer Werkstoff auf der Basis von Calciumaluminat-Hydrat ist.
- 3· Ofenwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein wenigstens die untere Schicht des Wagenplateaus (11) seitlich vertikal umschließender dünner Schutzmantel (10) aus einem verschleißfesten Material angeordnet ist.
- M. Ofenwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (10.) aus einem temperaturbeständigen Stahl besteht.
- 5. Ofenwagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (10) aus einer dichten feuerfesten Keramik besteht.
- 6. Ofenwagen nach Anspruch 3. und 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Stahlgestell (1) und dem Wagenplateau (11) ein Boden (20) aus Stahl angeordnet und mit dem Schutzmantel (10) zu einer Wanne (21) verbunden ist, die zumindest die untere Schicht des Wagenplateaus (11) aufnimmt.
- 7. Ofenwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der unteren Schicht (12) und der oberen Schicht (13) des Wagenplateaus (11) eine Isolierschicht (17) angeordnet ist.
- 8. Ofenwagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der unteren Schicht (12) ein Deckel aus einem verschleißfesten temperaturbeständigen Stahl angeordnet und mit der Wanne (21) derart verbunden ist, daß die untere Schicht (12) vollständig umschlossen ist.
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