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Drehrohrofen Das Mauerwerk von Drehrohröfen fast aller Anwendungsgebiete
muß infolge von Beschädigungen, die nicht auf Abnutzung durch den bestimmungsgemäßen
Gebrauch zurückzuführen sind, meist vorzeitig erneuert werden. Nun stellt der Wert
des Mauerwerks einen sehr erheblichen Teil des Wertes des gesamten Drehrohrofens
dar. Durch die häufige Erneuerung des Mauerwerkes und den Produktionsverlust, der
hierdurch entsteht, werden demgemäß die Unkosten für die Produktion erheblich heraufgesetzt.
Die Ursachen, die eine vorzeitige Zerstörung der Ausmauerung von Drehrohröfen bedingen,
liegen darin, daß jeder einzelne Stein der Ausmauerung im Betriebe Beanspruchungen
ausgesetzt ist, deren Größe für die einzelnen Teile des Steines recht verschieden
ist.
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Die Innenfläche des Mauerwerks kommt mit den den Ofen durchstreichenden
Feuergasen und dem heißen Gut im Ofen in unmittelbare Berührung und ist demgemäß
am heißesten, während an der dem Metallmantel des Ofens zugekehrten Außenseite der
Ausmauerung und im Metallmantel selbst wegen der natürlichen Abkühlung erheblich
niedrigere Temperaturen herrschen. Die Wärmeausdehnung, die jeder Stein an der Innenseite
der Ausmauerung erfährt, ist demgemäß wesentlich größer als an der Außenseite des
Mauerwerks. Hierauf ist es zurückzuführen, daß infolge der großen Druckbeanspruchung
an der Innenseite des Mauerwerks der Stein von konzentrischen Sprüngen durchsetzt
wird, die schließlich dazu führen, daß sich schalenförmige Teile von der Ausmauerung
loslösen.
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Ferner ist der Drehrohrofen kein in sich durchaus starres Gebilde.
Das Gewicht des Mauerwerks und des Mantels hat vielmehr zur Folge, daß der Querschnitt
des Drehrohrofens nicht genau kreisförmig bleibt, sondern sich zur Form einer schwachen
Ellipse abflacht, deren größerer Durchmesser in einer waagerechten und deren kleinerer
Durchmesser in einer senkrechten Ebene liegen. In dem Teil des Mauerwerks, der jeweils
in dem kleinsten Krümmungskreis der Ellipse liegt, ist der Druck an der Innenfläche
des Steingewölbes wesentlich größer als in den anderen Teilen des Mauerwerks. Dieser
Umstand hat die gleichen Zerstörungserscheinungen zur Folge wie die Temperaturunterschiede,
die in den einzelnen Steinen des Mauerwerks bestehen. Ferner tritt, da der Drehrohrofen
kein absolut starrer Körper ist, zwischen zwei Auflagestellen und auch an den über
die Auflagestellen frei vorstehenden Enden eine gewisse Durchbiegung des Drehrohrs
ein. Das hat zur Folge, daß an der Auflagestelle die jeweils in höchster Stellung
befindlichen Steine und in der Mitte zwischen zwei Auflagestellen die jeweils in
tiefster Lage befindlichen am inneren Umfang der Ausmauerung mit erhöhtem Druck
aneinandergepreßt
werden. Es können also auch aus diesem Grunde
an diesen Stellen übermäßige Druckbeanspruchungen auftreten, die die erwähnten schädlichen
Folgen vermehren.
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Zwar hat man versucht, Drehrohröfen größere Starrheit zu geben, dadurch,
daß innen oder außen am Ofenmantel in zur Richtung der Achse senkrechten Ebenen
und in zweckmäßigen Abständen Ringe aus T-Eisen, U-Profilen u. dgl. angeordnet wurden.
Die Beanspruchungen des Ofens an den Auflagestellen hat man ferner dadurch zu vermindern
gesucht, daß man an dieser Stelle um den Ofenmantel einen Verstärkungszylinder z.
B. aus Stahlblech legte oder mehrere übereinanderliegende derartige Zylinder vorsah.
Mit diesen Mitteln gelang es zwar, die Durchbiegung des Drehrohrs und die schädlichen
Auswirkungen dieser Durchbiegung auf die Ausmauerung des Ofens zu verringern, eine
völlige Beseitigung war jedoch nicht möglich. -Durch die Erfindung gelingt es, die
Ausmauerung von Drehrohröfen so auszubilden, daß die erwähnten Überbeanspruchungen
der einzelnen Steine der Ausmauerung nicht mehr auftreten. Nach der Erfindung werden
für die Ausmauerung von Drehrohröfen Steine verwendet, deren Seitenflächen so verlaufen,
daß die Fugen zwischen den einzelnen Steinen an der Innenseite des Mauerwerks größer
sind als an seiner dem Metallmantel des Ofens zugekehrten Außenseite, an der die
Fuge so eng wie möglich gehalten wird. Die Steine stoßen- also an der Innenseite
der Ausmauerung nicht unmittelbar aneinander, sondern, es besteht hier zwischen
den einzelnen Steinen ein kleiner Abstand. Kommt der Ofen auf Betriebstemperatur,
so ist für die an der Innenseite des Mauerwerks größere Wärmeausdehnung der Steine
ausreichender Raum vorhanden. Durch die Wärmeausdehnung werden die Fugen geschlossen,
doch wird der hohe Druck vermieden, mit dem die Steine bei den bekannten Ausmauerungen
auf der Innenseite der Ausmauerung aneinandergepreßt werden. In gleicher Weise können
die Steine den Druckbeanspruchungen ausweichen, die infolge der nicht absoluten
Starrheit des Drehrohrs auftreten. Da durch die Erfindung Überbeanspruchungen in
der Ausmauerung des Ofens vermieden werden, können natürlich auch nicht mehr Zerstörungserscheinungen,
an den Steinen auftreten, die nach den vorstehenden Erläuterungen auf diese Überbeanspruchungen
zurückzuführen sind.
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Die Ausmauerung eines jeden Drehrohrofens wird von vornherein so hergestellt,
daß sie dicht auf dem: Eisenmantel des Ofens anliegt. Bei der Erwärmung des Ofens
treten jedoch Änderungen infolge der verschiedenen Wärmeausdehnung von Metallmantel
und feuerfester Ausmauerung auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Metallen ist
viel größer als der von feuerfesten Steinen. Demgemäß nimmt auch, insbesondere in
den kälteren Teilen des Ofens, mit zunehmender Temperatur der Durchmesser des Eisenmantels
schneller zu als der Außendurchmesser der ringförmigen Ausmauerung. Es entsteht
auf diese Weise ein Spiel zwischen Ofenausmauerung und Ofenmantel, das da±u führen
kann, daß die Steine der Ausmauerung ihre Lage zueinander verändern. Das kann schließlich
zur Folge haben, daß einzelne Steine aus der Ausmauerung herausfallen. Diese Zerstörungsmöglichkeit
der Ofenausmauerung ist insbesondere dann gegeben, wenn erfindungsgemäß an der Innenseite
der Ausmauerung ein größeres Spiel zwischen den einzelnen Steinen vorgesehen ist
als an der Außenseite der Ausmauerung. Hier besteht auch die Möglichkeit, daß die
einzelnen Steine kippen können, wenn sie nicht mehr durch dichte Anlage am Ofenmantel
genau in ihrer vorgeschriebenen Stellung gehalten werden. Um diesem Übelstand vorzubeugen,
werden erfindungsgemäß an einer oder mehreren Stellen eines jeden Steinringes verstellbare
Keile vorgesehen. Diese Keile haben Zapfen, die durch den Mantel des Ofens hindurchragen,
so daß die Keile mittels von außen auf die Zapfenenden aufgeschraubter Muttern o.
dgl. angezogen werden können. Ergibt sich im Betrieb, daß die Ausmauerung nicht
mehr dicht am Eisenmantel des Drehrohrofens anliegt, so werden die Keile fester
angezogen, was eine Vergrößerung des Durchmessers der Ausmauerung zur Folge hat.
Durch sinngemäße Benutzung der Keile hat man es also in der Hand, den Zusammenhalt
zwischen Ausmauerung und Ofenmantel in jedem Betriebszustand des Ofens zu sichern
und Verschiebungen der Steine im Mauerwerk oder gar das Herausfallen einzelner Steine
aus dem Mauerwerk zu verhindern.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung.
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Fig. i zeigt die Ausbildung der Steine und der Fugen zwischen den
Steinen gemäß der Erfindung, Fig. a die erfindungsgemäß zur Sicherung des Mauerwerks
vorgesehenen Keile.
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Fig. i zeigt einen Ausschnitt aus einem Ofenmantel. Die Steine sind
gemäß der Erfindung auf einem größeren Zentriwinkel (in der Zeichnung übertrieben
dargestellt) geschliffen, so daß zwischen ihnen ein winkelförmiger Freiraum = bleibt,
dessen Grundfläche nach der Ofenmitte und dessen Spitze nach dem Ofenmantel zu liegt.
Dehnt sich infolge der im Betrieb einzuhaltenden erhöhten Temperatur das Mauerwerk
aus, so füllt sich, da die Temperatur der Steine an der Innenfläche der Ausmauerung
am stärksten und die Ausdehnung der Steine am größten ist, zunächst der winkelförmige
Zwischenraum i aus, ehe die Steine mit ihren Innenkanten sich gegeneinanderpressen.
Das
bekannte schalenförmige Ablösen des Mauerwerks nach innen tritt bei der Ausmauerung
des Drehrohrofens gemäß der Erfindung demgemäß nicht mehr in Erscheinung.
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Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch ein ausgemauertes Drehrohr dar.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der einzelnen Steine des Mauerwerks ist in der Fig.
2 nicht mehr angegeben. Man kann die Fig. 2 also als einen Schnitt durch einen im
Betrieb befindlichen Ofen auffassen, in dem die Wärmeausdehnung den freien Raum
z zwischen den einzelnen Steinen geschlossen hat. Zwischen den Steinen ist nach
dieser Ausführungsform der Erfindung an einer Stelle des Mauerwerks ein Keil 2-
eingezogen. Der Keil ragt mit einem Zapfen 3 durch den Ofenmantel hindurch und ist
außen durch eine an diesem Zapfen angreifende Mutter q. befestigt. Durch Anziehen
und Lockern der Mutter q. ist man in der Lage, die Ausdehnungsverhältnisse weiterhin
zu beeinflussen. Die Keile 2 werden zweckmäßig gegenüber einem zwischen dem Mauerwerk
liegenden Steg angeordnet, der mit dem Mantel des Ofens fest verbunden ist und aus
Flacheisen oder Winkeleisen bestehen kann und der in bekannter Weise dazu dient,
Verschiebungen zwischen dem Ofenmantel einerseits und der zylindrischen Ausmauerung
als ganze andererseits zu verhindern. Ist ein derartiger Steg vorgesehen, so kommt
man gewöhnlich mit einem einzigen Keil in jedem Steinring des Mauerwerks aus, da
der Druck des Keiles sich gleichmäßiger auf die beiden Hälften eines jeden Steinringes
verteilt.