DE3717497C2

DE3717497C2 - Kuppel für Gitterschacht und/oder Brennschacht eines Winderhitzers

Info

Publication number: DE3717497C2
Application number: DE19873717497
Authority: DE
Inventors: Bernd Voges
Original assignee: Krupp Koppers GmbH
Current assignee: Kvaerner Engineering and Construction UK Ltd
Priority date: 1987-05-23
Filing date: 1987-05-23
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2007-05-24
Also published as: JPS63306391A; DE3717497A1; JP2609285B2

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

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.