DE3717497C2 - Kuppel für Gitterschacht und/oder Brennschacht eines Winderhitzers - Google Patents
Kuppel für Gitterschacht und/oder Brennschacht eines WinderhitzersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kuppel für Gitterschacht und/
oder Brennschacht eines Winderhitzers, insbesondere für Hochöfen, deren von einem
Stahlmantel umgebenes Mauerwerk aus einem oberen halb
kugelförmigen Teil und einem daran nach unten anschließenden
zylindrischen Teil besteht, der auf einem am
Stahlmantel des zugehörigen Schachtes angesetzten Kra
gen ruht, wobei bei der Erstellung des Mauerwerks zwi
schen äußerster Steinschicht und Stahlmantel eine sich
beim späteren Anheizen schließende Dehnfuge verbleibt.
Bei einer derartigen Kuppel dehnt sich das Mauerwerk
während des Anheizens sowohl in waagerechter als auch
in senkrechter Richtung aus und füllt hierbei die Dehn
fuge zwischen der äußersten Steinschicht und dem Stahl
mantel aus. Im Betrieb liegt das Mauerwerk also am Stahl
mantel an.
Bei der Außerbetriebnahme des Winderhitzers, d. h. beim
Erkalten des Mauerwerks, schrumpft dieses. Durch das
Eigengewicht bedingt, führt die Schrumpfung in senk
rechter Richtung zu einer Senkung der Kuppel, so daß
keine waagerechten Schrumpfrisse entstehen können.
Die waagerechte Schrumpfung führt jedoch nicht zu ei
nem Zurückgehen des Mauerwerks in die Ausgangslage vor
dem Anheizen. Infolge fehlender Rückstellkräfte in
waagerechter Richtung verbleibt das Mauerwerk viel
mehr in seiner Betriebslage, d. h. am Stahlmantel an
liegend. Dies aber hat senkrechte Schrumpfrisse zur
Folge. Diese Risse dürfen vor dem erneuten Anheizen
nicht geschlossen werden, da sie als Dehnfugen benö
tigt werden, als Ausgleich für die jetzt fehlende ur
sprüngliche Dehnfuge zwischen äußerster Steinschicht
und Stahlmantel. Infolge des naturgemäß nicht exakten
geradlinien Verlaufs der senkrechten Schrumpfrisse,
des Einschlusses von Abplatzungen im Rißbereich sowie
eventuell erforderlich werdendem Einbau neuer Steine
in Teilbereichen der Kuppel sind diese Risse in ihrer
Funktion als Dehnfugen jedoch nicht befriedigend. Ein
sicheres Schließen der Risse nach dem Wiederanheizen
ist hierbei nicht immer gewährleistet.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 36 09 893 A1 ist ein Wind
erhitzer für einen Hochofen mit einem Mantel, der einen senkrechten
Teil und eine Kuppel umgibt, und mit einer Auskleidung in dem Mantel
bekannt, bei dem die Auskleidung mehrere aufeinander angeordnete
Schichten feuerfester Steine aufweist und die Steine jeder Schicht in
Abständen in der Schicht mit Fugen verlegt sind, um beim Betrieb bis
zur maximalen Auslegungstemperatur die Ausdehnung der Steine zu er
möglichen. Dabei haben die Fugen in jeder Schicht eine solche Größe,
daß die Steine der Schicht bei der maximalen Auslegungstemperatur für
diese Schicht infolge der thermischen Ausdehnung gegeneinander unter
Druck gehalten sind.
In der deutschen Patentschrift DE 6 94 002 wird eine Ausmauerung
für Gaserhitzer- auch Cowper genannt - mit außerhalb des Gaserhitzers
angeordnetem Brennschacht und einem Verbindungskanal zwischen den
Kuppeln des Gaserhitzers und des Brennschachtes beschrieben. Die feuer
festen Ausmauerungen des Gaserhitzers im Bereich jeder Kuppel und des
Verbindungskanals sind selbsttragend ausgebildet, wobei zwischen den
Ausmauerungen des Verbindungskanals einerseits und derjenigen der
beiden Kuppeln andererseits im kalten Zustand je eine Fuge vorgesehen
ist, die sich erst bei Erwärmung der Auskleidung auf Betriebstemperatur
schließt.
Mit den dargelegten Maßnahmen lassen sich die eingangs aufgezeichneten
Mängel nicht beseitigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maß
nahmen vorzusehen, mit deren Hilfe das Auftreten der
willkürlichen senkrechten Schrumpfrisse mit ihren ge
schilderten Nachteilen vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß im Mau
erwerk senkrechte mörtelfreie Fugen ohne Zwischenraum
angeordnet sind. Diese Fugen, bei denen also benach
barte Steine ohne verbindenden Mörtel direkt an einan
der liegen, werden bevorzugt in regelmäßigen Abstän
den, je nach Kuppelgröße etwa in Abständen zwischen 1 m
und 4 m, beim ersten Aufmauern vorgesehen. Die Ausdeh
nung des Mauerwerks beim Anheizen wird hierbei wie bis
her von der Dehnfuge zwischen äußerster Steinschicht
und Stahlmantel aufgenommen. Bei einer späteren Außer
betriebnahme, beim Erkalten des Mauerwerks also, führt
die auftretende Schrumpfung zu einem Auseinanderklaffen
der exakt angeordneten senkrechten mörtelfreien Fugen,
d. h. es bilden sich hier an vorbestimmten Stellen Dehn
fugen, ohne daß es zu Schäden am Mauerwerk kommen kann.
Diese Dehnfugen schließen sich beim späteren Anheizen
wieder völlig, so daß eine dichte Mauerwerksschicht
wieder hergestellt ist.
Die Erfindung schlägt ferner vor, daß die senkrechten
mörtelfreien Fugen bis zu einer Höhe vorgesehen sind,
bei der der Innendurchmesser der Mauerwerkskalotte zwi
schen etwa 3 m und 5 m liegt. Es hat sich nämlich ge
zeigt, daß die unerwünschten senkrechten Schrumpfrisse
bei bestehenden Anlagen nur bis zu dieser Höhe auftre
ten, die darüber befindliche Mauerwerkskalotte dagegen
unbeschädigt bleibt.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin,
daß eine waagerechte mörtelfreie Fuge ohne Zwischen
raum vorgesehen ist, in die die senkrechten mörtelfrei
en Fugen mit ihren oberen Enden münden und die das Mau
erwerk radial oder horizontal durchsetzt. Hiermit wird
unterer und oberer Teil des Kuppelmauerwerks vonein
ander getrennt, so daß während des Abkühlens bzw. des
Wiederanheizens Relativbewegungen gegeneinander mög
lich sind.
Die Erfindung sieht weiter vor, daß die senkrechten
mörtelfreien Fugen und/oder die waagerechte mörtelfreie
Fuge mit die Reibung der aneinander angrenzenden Mauer
werksteile vermindernden Einlagen (metallische oder
Kunststoffeinlagen, keramische Fasern oder dergl.)
versehen sind.
Es ist ferner eine Ausführungsform der Erfindung vorge
sehen, bei der im Bereich der senkrechten mörtelfreien
Fugen einander angrenzende Steine mit Nuten versehen
sind, in die übergreifende metallische oder keramische
Einlagen einschiebbar sind. Mit dieser Maßnahme wird
ermöglicht, die Steine nebeneinander liegender Mauer
werksteile gegeneinander zu stabilisieren.
Die erfindungsgemäßen senkrechten mörtelfreien Fugen
können geradlinig verlaufend ausgebildet sein. Sie
können jedoch auch ungeradlinig sein. So ist es ein
mal möglich, die aneinander angrenzenden Steine mit
Nut und Feder zu versehen. Es ist weiterhin eine Aus
führung möglich, bei der die senkrechten mörtelfreien
Fugen dem Steinverband mit in aufeinander folgenden
Lagen versetzten Steinen folgen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise
veranschaulicht. Es zeigen
Fig. 1 die grundsätzliche Anordnung der senkrechten
mörtelfreien Fugen in einem senkrechten
Schnitt durch eine Kuppel und in
Fig. 2 in einem waagerechten Schnitt nach der Li
nie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 die Anordnung einer zusätzlichen waagerech
ten mörtelfreien Fuge in einem senkrechten
Schnitt durch eine Kuppel,
Fig. 4 eine Steinlage mit die Reibung in der senk
rechten mörtelfreien Fuge vermindernder Ein
lage,
Fig. 5 eine Steinlage mit stabilisierender Einlage
in der senkrechten mörtelfreien Fuge anein
ander angrenzender Steine,
Fig. 6 eine Steinlage mit Nut- und Feder-Anordnung
in der senkrechten mörtelfreien Fuge und
Fig. 7 ein dem Steinverband folgender versetzter
Verlauf der senkrechten mörtelfreien Fuge.
In Fig. 1 ist mit 1 die Kuppel eines Gitterschachtes
oder Brennschachtes eines Winderhitzers als Ganzes be
zeichnet. Die Kuppel setzt sich zusammen aus einem o
beren halbkugelförmigen Teil 2 und einem daran nach un
ten anschließenden zylindrischen Teil 3. Letzterer ruht
auf einem Kragen 4, der am Stahlmantel 5 des zugehöri
gen Schachtes 6 angesetzt ist.
Die Kuppel 1 weist einen Stahlmantel 7 auf, der das Mau
erwerk 8, bestehend aus einer Innenschicht 8a und der
Hintermauerung 8b, 8c, umgibt. Zwischen der äußersten
Steinschicht 8c und dem Stahlmantel 7 wird, wie vor
stehend beschrieben, bei der Erstellung des Mauerwerks
eine Dehnfuge 9 belassen, die sich beim späteren Anhei
zen schließt.
Erfindungsgemäß sind im Mauerwerk 8 mehrere senkrechte
mörtelfreie Fugen 10 ohne Zwischenraum vorgesehen. Die
se Fugen erstrecken sich durch den ganzen zylindrischen
Teil 3 der Kuppel 1 und reichen auch noch in den halb
kugelförmigen Teil 2 hinein. Sie enden, wie ebenfalls
bereits dargelegt, in einer Höhe, bei der der Innen
durchmesser der Mauerwerkskalotte zwischen etwa 3 m
und 5 m beträgt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die senkrechten mörtel
freien Fugen 10 der Innenschicht 8a des Mauerwerks 8
und der Hintermauerung 8b, 8c gegeneinander versetzt an
geordnet. Hierdurch wird eine sichere Abdichtung gegen
über einem Gasdurchtritt zum Stahlmantel 7 erreicht.
Fig. 3 zeigt die Anordnung einer waagerechten mörtel
freien Fuge 11 ohne Zwischenraum im halbkugelförmi
gen Teil 2 der Kuppel 1. In diese waagerechte Fuge
münden die senkrechten mörtelfreien Fugen 10 mit ih
ren oberen Enden. Die waagerechte Fuge kann, wie bei A
angedeutet, das Mauerwerk 8 horizontal oder, wie bei B
gezeigt, radial durchsetzen.
Fig. 4 veranschaulicht die Anordnung von einer die Rei
bung vermindernden Einlage 12 in der senkrechten mör
telfreien Fuge 10. 13 sind die normalen Mörtelfugen.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß im Bereich der senk
rechten mörtelfreien Fuge 10 die aneinander angrenzen
den Steine 14, 15 mit Nuten 16 bzw. 17 versehen sind,
in die übergreifende Einlagen 18 einschiebbar sind.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind die anein
ander angrenzenden Steine 19, 20 im Bereich der senk
rechten mörtelfreien Fuge 10 mit Nut 21 bzw. Feder 22
versehen.
Fig. 7 schließlich zeigt, wie die senkrechte mörtel
freie Fuge dem versetzten Steinverband folgt.
Claims (7)
1. Kuppel für Gitterschacht und/oder Brennkammer
schacht eines Winderhitzers, insbesondere für Hochöfen, deren von einem
Stahlmantel umgebenes Mauerwerk aus einem oberen
halbkugelförmigen Teil und einem daran nach un
ten anschließenden zylindrischen Teil besteht,
der auf einem am Stahlmantel des zugehörigen
Schachtes angesetzten Kragen ruht, wobei bei
der Erstellung des Mauerwerks zwischen äußerster
Steinschicht und Stahlmantel eine sich beim spä
teren Anheizen schließende Dehnfuge verbleibt,
dadurch gekennzeichnet, daß im Mauerwerk (8)
senkrechte mörtelfreie Fugen (10) ohne Zwischen
raum angeordnet sind.
2. Kuppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die senkrechten mörtelfreien Fugen (10) bis
zu einer Höhe vorgesehen sind, bei der der Innen
durchmesser der Mauerwerkskalotte zwischen etwa
3 m und 5 m beträgt.
3. Kuppel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine waagerechte mörtelfreie Fu
ge (11) ohne Zwischenraum vorgesehen ist, in
die die senkrechten mörtelfreien Fugen (10) mit
ihren oberen Enden münden und die das Mauerwerk
(8) radial oder horizontal durchsetzt.
4. Kuppel nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeich
net, daß die senkrechten mörtelfreien Fugen (10)
und /oder die waagerechte mörtelfreie (11) mit
die Reibung der aneinander angrenzenden Mauer
werksteile vermindernden Einlagen (12)
versehen sind.
5. Kuppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der senkrechten mörtelfreien Fuge
(10) aneinander angrenzende Steine (14, 15) mit
Nuten (16, 17) versehen sind, in die übergrei
fende metallische oder keramische Einlagen (18)
einschiebbar sind.
6. Kuppel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der senkrechten mörtelfreien
Fugen (10) aneinander angrenzende Steine (19, 20)
mit Nut (21) und Feder (22) versehen sind.
7. Kuppel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die senkrechten mörtelfreien Fugen (10)
dem Steinverband mit in aufeinander folgenden Lagen
versetzten Steinen folgen.
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1988
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CN107574277A (zh) * | 2017-08-14 | 2018-01-12 | 上海二十冶建设有限公司 | 热风炉大墙砖与管道组合砖结合部整砖砌筑施工方法 |
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