DE3724444A1 - Wandaufbau fuer einen waermebehandlungsofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Wärmebe­ handlungsofen und im speziellen einen Wandaufbau für einen Wärmebehandlungsofen.

Gewöhnlich ist bei einem kontinuierlichen Wärmebehand­ lungsofen die innere Wandung einer Zone, in der die Ofentemperatur 850°C überschreitet, aus Schamottsteinen, Keramikfasern oder dgl. ausgebildet. Bei einem Schamott­ steinaufbau können jedoch, da aufgrund der Verwitterung des Gesteins, einer Vibration des Ofens oder dgl., Fragmente oder abgebrochene feine Stücke der Steine herunterfallen, gegebenenfalls Beschädigungen wie Kerben, Vertiefungen oder Sternmarken an dem Werkstück oder dem zu behandelnden Material auftreten. Bei der teilweisen Behandlung eines Stahlstrangs als Werkstück wird folg­ lich sein Oberflächenprofil verschlechtert, wodurch solche Probleme auftauchen, daß das Werkstück als kommer­ zieller Artikel minderwertig oder als Endprodukt schad­ haft ist, wodurch der Ertrag der Produkte unerwünscht gemindert wird.

Bei dem Keramikfaseraufbau können nichtfasrige feine Partikel, "Shots" genannt, die mit den Keramikfasern vermischt sind, herunterfallen und insbesondere wenn Shots mit einer Partikelgröße von mehr als 150 µm herunterfallen, treten ähnliche Probleme wie die obengenannten auf.

Zur Lösung derartiger Probleme gibt es Wärmebehandlungs­ öfen mit einem Aufbau, bei dem eine Anzahl von Stahl­ platten fest an der inneren Wandoberfläche des Ofens befestigt sind.

Bei Wärmebehandlungsöfen, deren Temperatur 850°C über­ schreitet, werden jedoch die Auskleidungs-Stahlplatten, da sie aufgrund des Einflusses der Wärmeausdehnung de­ formiert werden, in Berührung gebracht mit dem Stahlstrang, wodurch nicht nur der letztere beschädigt wird, sondern ebenso die Stahlplatten. Wenn die Auskleidungsstahlplatten beschädigt werden, werden Fragmente der zerbrochenen Ziegel verstreut, und zur Wiederherstellung der Aus­ kleidung ist ein großer Arbeitsaufwand erforderlich.

Des weiteren gibt es Wärmebehandlungsöfen mit einem Aufbau, bei dem die innere Wandoberfläche mit einer Drahtgaze oder einem Drahtnetz bedeckt ist, so daß das Werkstück weniger von der Verformung der Ausklei­ dungsstahlplatten beeinflußt wird. Selbst bei einem derartigen Aufbau treten Probleme ähnlich zu den vorge­ nannten auf, da feine Partikel wie Shots oder dgl. durch die im Drahtnetz gebildeten Maschen fallen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenge­ nannten Nachteile bei den bekannten Wandaufbauten für Wärmebehandlungsöfen zu vermeiden und einen verbesser­ ten Wandaufbau für Wärmebehandlungsöfen anzugeben, wo­ durch ein zu behandelndes Werkstück oder Material im wesentlichen freigehalten wird von möglichen Beschädi­ gungen wie Einkerbungen, Vertiefungen, Sternmarken oder dgl. und das Oberflächenprofil in einer hochwertigen Qualität hergestellt wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Wand­ struktur für Wärmebehandlungsöfen der obengenannten Art zu schaffen, die einfach und mit niedrigen Kosten in dem Ofen ausgebildet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Wandaufbau für einen Wärmebehandlungsofen vorgesehen, der aus einer äußeren Platte, einer Anzahl von innenseitig an der äußeren Platte befestigten feuerfesten Elementen und einem Ge­ webe aus wärmebeständigen Fasern, das an der inneren Oberfläche der feuerfesten Elemente befestigt ist, zu­ sammengesetzt ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der fol­ genden Zeichnung erläutert, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung eines kontinuier­ lichen Wärmebehandlungsofens, bei dem die Er­ findung angewendet ist;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Wandaufbaus gemäß Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform der Er­ findung;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 4 einen Graphen zur Erläuterung der Beziehungen zwischen der Größe der "Shots" genannten Par­ tikel und der Durchlässigkeit für sie.

Fig. 1 zeigt eine in einem kontinuierlichen Wärmebe­ handlungsofen ausgebildete Heizzone 1, in der die Temperatur 850°C überschreitet. Wie in Fig. 1 darge­ stellt ist, ist in der Heizzone 1 eine Anzahl von Walzen 3, die einen Stahlstrang- oder streifen 4 fördern, an­ geordnet, wobei die Zone 1 durch eine Wandung 2 festgelegt ist.

Fig. 2 zeigt einen Wandaufbau gemäß einer ersten Aus­ führungsform der Erfindung, bei dem die Wand 2 zusammen­ gesetzt ist aus einer äußeren Platte 5, einer Anzahl von an der Innenseite der äußeren Platte 5 aufgeschich­ teten Isolierplatten 6, einer Anzahl von innenseitig der Isolierplatten 6 befestigten Isolier-Schamottstei­ nen 7, ein die Schamottsteine 7 bedeckender Keramikfaser­ filz 8 und einem Atlasgewebe 10 aus hochhitzebeständigen Fasern zum Befestigen des Keramikfaserfilzes 8 auf den Schamottsteinen 7 mittels einer Anzahl von Befestigungs­ stiften 9.

Fig. 3 zeigt den Wandaufbau gemäß einer zweiten Ausführungs­ form der Erfindung, bei dem keine Schamottsteine verwen­ det werden. Der Keramikfaserfilz 8 a ist zwischen der äußeren Platte 5 und dem aus hochhitzebeständigem Materi­ al bestehenden Atlasgewebe 10 angeordnet, und an ihm mittels einer Anzahl von Bolzen 11, Muttern und Unterlegscheiben 12 befestigt, wobei die Bolzen 11 feststehend an der äuße­ ren Platte 5 befestigt sind.

Das vorgenannte Gewebe 10 aus hochhitzebeständigen Fasern ist ein Atlasgewebe, das unter Verwendung von Aluminium­ oxid-Boroxid-Siliziumoxidfasern (Al₂O₃: 62%, SiO₂: 24%, B₂O₃: 14%), genannt Kaowool (Handelsname; hergestellt durch die Babcock & Wilcox Insulating Products Division, einer McDermott Unternehmung), hergestellt wird.

Das Kaowool wird zu dem Atlasgewebe mit fünf Schichten ausgebildet, wobei jede Kette und jeder Schuß in ähnlicher Weise gezwirnt sind, wie es durch 1/2 - 1,5S gegeben ist und die Dichten der Kette und des Schusses jeweils 32 Fäden pro Inch (ca. 12,6 Fäden pro cm) betragen. Dabei sind die Kette und der Schuß Fäden, die in Längsrichtung bzw. Querrichtung des Gewebes verlaufen, und 1/2 - 1,5S bedeutet, daß zwei Fäden dreimal pro Inch (pro 2,54 cm) in einer S-Krümmung verzwirnt sind, wobei jeder Faden einem Bündel aus 390 Filamenten entspricht.

Es sollte hier festgestellt werden, daß das Gewebe 560 g/m² wiegt und eine Festigkeit von 29 kg/2,5 cm (114 N/cm) bzw. 43 kg/2,5 cm (169 N/cm) in Längs- bzw. Querrichtung auf­ weist.

Nach dem Anbringen des Atlasgewebes 10 an der Wandung 2 des Ofens, so wie es oben beschrieben wurde, und durch Betreiben des Ofens zu Versuchszwecken wurde bestätigt, daß ein Herunterfallen von Shots mit einem Durchmesser von mehr als 100 µm, wie durch die gestrichelte Kurve A in Fig. 4 dargestellt ist, im wesentlichen verhindert wird, d. h., daß die Durchlässigkeit für Partikel wie Shots geringer als 20% ist und dementsprechend das Pro­ dukt nur gering beschädigt wird. Bei entsprechenden Experimenten mit Atlasgeweben, die eine andere Faden­ zwirnung oder Fadendichte aufwiesen, ergaben sich Durch­ lässigkeiten für Partikel wie sie durch die gestrichelte Kurve B und die durchgezogenen Kurven C und D in Fig. 4 dargestellt sind.

Die Kurve B zeigt das Ergebnis für den Fall, daß die Dichten der Kette und des Schusses 29 bzw. 32 Fäden/Inch (11,4 bzw. 12,6 Fäden/cm) betragen, wobei die Zwirnung die gleiche ist, wie im Fall der Kurve A.

Die Kurve C zeigt das Ergebnis für den Fall, daß die Dichten von Kette und Schuß 29 bzw. 26 Fäden/Inch (11,4 bzw. 10,2 Fäden/cm) betragen, wobei die anderen Bedin­ gungen die gleichen sind wie im Fall der Kurve A.

Die Kurve C zeigt das Ergebnis für den Fall, daß die Dich­ ten von Kette und Schuß die gleichen wie im Fall der Kurve C sind und die Zwirnung auf 2,7 S (2,7 Drehungen /Inch 1,1 Drehungen/cm) sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Gewebes erhöht ist.

Bei Durchführung des Experiments mit einem Gewebe, bei dem die Dichten von Kette und Schuß jeweils 18 Fäden/Inch (7,1 Fäden/cm) betrugen und die Zwirnung die gleiche war wie im Fall der Kurve A, wurde das gleiche Resultat, das durch die Kurve D gezeigt ist, erhalten.

Es ist bekannt, daß die Eigenschaften zur Verhinderung des Durchtretens von Shots durch das Gewebe verbessert werden, wenn das Garn dünn und seine Dichte erhöht ist. Wenn jedoch die Dichte übermäßig über 60 Fäden/Inch (23,6 Fäden/cm) erhöht wird, nimmt die Festigkeit des Garns in unerwünschter Weise ab. Die Dichte sollte vor­ zugsweise zwischen 20 und 60 Fäden/Inch (7,9-23,6 Fäden/cm) liegen.

Es soll festgestellt werden, daß die hochhitzebeständigen Fasern nicht auf die der vorstehenden Ausführungsform beschränkt sind und daß Siliziumoxidfasern oder dgl. als hochhitzebeständige Faser verwendet werden kann. Es soll ferner festgestellt werden, daß die Webart nicht auf ein Atlas- oder Kettatlasweben beschränkt ist, und daß Glatt­ weben, Diagonalweben, Doppelweben oder dgl. durchgeführt werden kann und zusätzlich können natürlich mehrere Gewebe überlappend angeordnet sein.

Erfindungsgemäß können, da das Gewebe aus hitzebeständi­ gen Fasern an der inneren Fläche der feuerfesten Elemente befestigt ist, die kaum durch Hitze beschädigt werden. Des weiteren kann ein Durchtreten von Shots mit einem Durchmesser von mehr als 150 µm, die einen schlechten Einfluß auf das Produkt ausüben, verhindert werden, so daß der Nutzen der Produkte verbessert werden kann.

Des weiteren kann, wenn das Gewebe beschädigt ist, es einfach repariert werden, da es unterschiedlich zu dem gewöhnlichen Drahtnetz ist.

Claims (4)

1. Wandaufbau für einen Wärmebehandlungsofen mit einem äußeren Plattenelement (5), zumindest einer Art von feuerfesten Elementen (6, 7, 8; 8 a), die innenseitig der äußeren Platte (5) befestigt sind, und einem Gewebe (10) aus hitzebeständigen Fasern, das an der inneren Oberfläche der feuerfesten Elemente (6, 7, 8; 8 a) angebracht ist.

2. Wandaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hitzebeständige Faser eine Aluminiumoxid-Boroxid-Siliziumoxidfaser ist.

3. Wandaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hitzebeständige Faser eine Siliziumoxidfaser ist.

4. Wandstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewebe (10) eine Garndichte zwischen 20 und 60 Fäden/Inch (7,9 und 23,6 Fäden/cm) in Längs- bzw. Querrichtung aufweist.