DE629481C

DE629481C - Ausmauerung fuer Gewoelbe von Hochtemperaturoefen, wie Elektrostahl- oder Siemens-Martin-OEfen

Info

Publication number: DE629481C
Application number: DEK129013D
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1933-02-12
Filing date: 1933-02-12
Publication date: 1936-05-02

Description

Ausmauerung für Gewölbe von Hochtemperaturöfen, 'wie Elektrostahl-oder Siemens-Martin-Öfen Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausmauerung für die Gewölbe von Hochtemperaturöfen, wie Elektrostahl- oder Siemens-Martin-Ofen, mit keilförmigen Steinen aus einem Baustoff hoher Wärmedehnung, beispielsweise Magnesitsteinen, bei der die Gewölbesteine nach dem Feuerraum zu zwecks Bildung von Dehnfugen stärker verjüngt sind, als dem Gewölbeschnitt entspricht.
Der feuerfeste Baustoff wird in Hochtemperaturöfen der erwähnten Art sowohl durch die hohe Erhitzung wie auch durch den Angriff basischer oder saurer Schlacken beansprucht. Es gibt nur wenig Stoffe, die diesem gleichzeitigen Angriff von Wärme und Schlacken standhalten, dazu gehören beispielsweise Magnesitsteine. Nun haben aber Magnesitsteine die sehr nachteilige Eigenschaft, sich bei Erwärmung stark auszudehnen. Die Ausdehnung beträgt bei 170o° etwa 2,q.0,'0. Die Folge dieser hohen Wärmedehnung ist, daß bei der zumeist angewandten Ausmauerungsart starke Spannungen im Mauerwerk auftreten, durch die ein Abplatzen der Gewölbesteine verursacht wird, die gegebenenfalls sogar aus dem Steinverband herausfallen.
Um ein derartiges, meist auf Kantenpressung zurückzuführendes Abplatzen der Gewölbesteine zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, die in üblichem Weise mit im wesentlichen viereckigem Querschnitt ausgeführten Gewölbesteine nach dem Feuerraum zu stärker zu verjüngen, als dem Gewölbeschnitt entspricht. Dadurch entstehen an der Unterseite des Gewölbes Dehnfugen, in denen sich die an der Feuerraumseite größere Wärmedehnung der Gewölbesteine auswirken kann, ohne daß die gefürchtete Kantenpressung entsteht.
Auf diese Weise ist es zwar gelungen, das durch Spannungen im Gewölbe verursachte Abplatzen der Gewölbesteine zu verhüten, indessen wiesen derartige Gewölbe bisher den erheblichen Mangel auf, daß in dem Ofengewölbe zwischen den einzelnen Steinen Lücken entstanden, in die Ofengase und -dämpfe eindringen können.
Die vorliegende Erfindung beruht- auf der Erkenntnis, daß die Entstehung der erwähnten schädlichen Lücken im Ofengewölbe darauf zurückzuführen ist, daß bei viereckigen Steinen die Eckteile bei Wärmedehnung eine stärkere Lageveränderung erfahren als die mittleren Teile des Steines. Man muß annehmen, daß in der Mitte jedes Steines eine neutrale Zone hinsichtlich der Wärmedehnung besteht und daß sich die Wärmedehnung um so stärker auswirkt, je weiter sich der Steinkörper oder einzelne Teile desselben von der neutralen Mittelzone entfernt.
Die Erfindung besteht nun darin, daß die einzelnen Gewölbesteine für die eingangs gekennzeichnete Gewölbeausmauerung von Hochtemperaturöfen sechseckig ausgebildet werden und durch an ihrem äußeren, auch in kaltem Zustand gegen die Nachbarsteine anliegenden Teil vorgesehene Nut und Feder gegeneinander unverschiebbar im Gewölbe angeordnet Sind- " Bei dieser neuartigen Ausbildung der Gewölbesteine ergibt sich eine praktisch gleichmäßige Dehnung jedes Steinkörpers in allen seinen Teilen, so daß die im Gewölbe an der Feuerraumseite zwischen den Steinen vorgesehenezi Dehnfugen beim Anheizen des Olens gleichmäßig verschlossen werden. Dabei wird durch die an sich bekannte gleichzeitige Anordnung von Nut und Feder an der kalten Seite des Gewölbes ein fester Zusammenhalt der Ausmauerung erreicht, wodurch bei dem aus sechseckigen Steinen bestehenden Gewölbe gemäß der Erfindung mindestens die gleiche Festigkeit erzielt wird wie bei den aus üblichen viereckigen Steinen ausgebauten Ofengewölben.
Auf der Zeichnung ist die Ausbildung von Formsteinen für die erfindungsgemäße Bauweise der Ausmauerung beispielsweise dargestellt.
Abb. i zeigt einen teilweisen Querschnitt durch ein gemäß der . Erfindung ausgebildetes Ofengewölbe.
Abb. 2 gibt eine Oberansicht des Gewölbes nach Abb. i wieder.
Abb. 3 ist eine Seitenansicht eines einzelnen Formsteines derjenigen Art, die zum Aufbau des Gewölbes nach Abb. i verwendet wird.
Abb.4 schließlich stellt :eine Unteransicht des Steines nach Abb. 3 dar.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, verlaufen die Seitenflächen der Formsteine i, aus denen sich das Ofengewölbe zusammensetzt, :an ihrer Außenseite auf der mit 3 be- zeichneten Strecke radial. Infolgedessen liegen die Formsteine beim Aufbau des Gewölbes in kaltem Zustande an ihrer Außenseite dicht gegeneinander ari. Nach der mit 4 bezeichneten Innenseite des Gewölbes verjüngen sich die Formsteine,. so daß zwischen den einzelnen Gewölbesteinen Fugen 5 entstehen, in denen sich die erhöhte Wärmedehnung an der Innenseite des Gewölbes auswirken kann.
Wenn beispielsweise die Außenseite 2 des Gewölbes auf eine Temperatur von 6oo° C erhitzt wird, so beträgt bei einem Magnesitstein die Wärmedehnung o,65%. In der mittleren Zone der Steine, etwa dort, wo sich die strichpunktierte Linie 6 auf Abb. i befindet, sei die Steintemperatur 12e00° C, was beim Magnesitstein einer Wärmedehnung von i,.6o/o entspricht, während an der Innenseite 4 des Gewölbes die Wärmedehnung entsprechend der dort herrschenden Temperatur von 16oo° etwa 2, i % ist. Wenn man dem Stein einen Durchmesser von 12o mm an der Außenseite und von io6mm an der Innenseite gibt, so ist die tatsächliche Wärmedehnung an der Außenseite 0,78 mm und an der Innenseite 2,3 mm unter Zugrundelegung der oben angegebenen Temperaturen und Wärmedehnungen.
Entsprechend dieser erhöhten Wärmedehnung an der Innenseite des Gewölbes ist nun der Cewölbestein nach der Feuerseite zu verjüngt, und diese Verjüngung wird so bemessen, daß sich in den Fugen die erhöhte Wärmedehnung auswirken kann, ohne daß eine schädliche ,gegenseitige Beanspruchung der Steine auftritt.
Die zum Aufbau des Gewölbes benutzten Steine erhalten eine sechseckige Form, wie aus Abb.2 hervorgeht.
In ihrem äußeren Teile werden die Steine ferner in an sich bekannter Weise vorteilhaft mit Nut und- Feder versehen, damit sie beim Aufbau des Gewölbes ohne Mörtel fest aneinander haften und auch bei Betriebsunterbrechungen ein Herausfallen einzelner Steine aus dem, Gewölbeverband verhindert «wird.
In gewissen Fällen kann es ferner vorteilhaft sein, die Verjüngung der Mauersteine nach dem Feuerraum zu stärker zu machen, als - der Wärmedehnung bei der Betriebstemperatur entspricht. Dieser zusätzliche Spielraum ist besonders dann vorteilhaft, wenn die theoretischen Abmessungen der Gewölbesteine bei der Herstellung nicht oder nur mit unzureichender Genauigkeit eingehalten werden, oder wenn Fehler beim Zusammenbau des Gewölbes zu befürchten sind. Derartige zuweilen. unvermeidbare Ungleichmäßigkeiten werden dann - innerhalb des zusätzlichen Fugenraumes unschädlich gemacht.

Claims

PATENTANSPRUCH Ausmauerung für. Gewölbe von Hochtemperaturöfen, wie Elektrostahl- oder Siemens-Martin-Öfen, mit keilförmigen Steinen aus einem Baustoff hoher Wärmedehnung, beispielsweise Magnesitsteinen, wobei die Gewölbesteine nachdem Feuerraum zu zwecks Bildung von Dehnfugen stärker verjüngt .sind, als dem Gewölbeschnitt entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen 'Gewölbesteine sechseckig ausgebildet sind'und durch an ihrem äußeren, auch in kaltem Zustand gegen die Nachbarsteine anliegenden Teil vorgesehene Nut und Feder gegeneinander unverschiebbar im Gewölbe angeordnet sind.