DE8328741U1

DE8328741U1 - Fireproof, prismatic hollow stone for the grating of the chambers of regeneratively heated ovens

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Publication number: DE8328741U1
Application number: DE8328741U
Authority: DE
Original assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Current assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Priority date: 1982-10-11
Publication date: 1984-01-12

Description

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Feuerfester, prismatischer Hohlstein für den Gitterbesatz der Kammern regenerativ beheizter öfenFireproof, prismatic hollow stone for the grating the chambers of regeneratively heated ovens

Die Neuerung bezieht sich auf einen feuerfesten, prismatischen Hohlstein für den Gitterbesatz der Kammern regenerativ beheizter öfen, insbesondere Glasschmelzofen, welcher eine vorzugsweise scharfkantige - achteckige und mit in Richtung der Hauptachsen dieser Fläche verlaufenden Erhebungen und dazu korrespondierenden Vertiefungen versehene Grund- und Deckfläche und koaxial zur Längsachse einen durchgehenden Kanal mit einem rechteckigen, gegebenenfalls abgerundete oder abgeschrägte Ecken aufweisenden Querschnitt besitzt.The innovation relates to a fireproof, prismatic Hollow stone for the lattice trimming of the chambers of regeneratively heated furnaces, in particular glass melting furnace, which is preferably a sharp-edged - octagonal and with elevations running in the direction of the main axes of this surface and to it Corresponding recesses provided base and top surface and coaxial to the longitudinal axis a continuous channel with a rectangular, possibly rounded or beveled corners having cross-section.

Derartige Hohlsteine sind z.B. durch DE-GM 79 24 Such hollow stones are, for example, by DE-GM 79 24

bekannt und haben sich bewährt, da es aufgrund ihrer Formgebung möglich ist, aus ihnen einen stabilen Gitterbesatz der Kammern von Glasofen aufzubauen und dabei die Wandstärke der Steine so weit zu verringern, daß praktisch das ganze Steinvolumen zur Wärmespeicherung dienen kann, Zu diesem Zweck wurde ein hydraulischer Durchmesser des Kanals von 120 bis 200 mm vorgesehen und die Wandstärke derart bemessen, daß die Beziehung: hydraulischer Durchmesser geteilt durch die in Richtung der parallel zur Grund- und/oder Deckfläche verlaufenden Hauptachsen gemessene Wandstärke des Steines einen zwischen 3 bis 5 liegenden Wert ergibt. Beispielsweise beträgt die Wandstärke 40 mm, wogegen die früher verwendeten Rechtecksteine zur Erzielung eines stabilen Gitteraufbaus eine Dicke von 60 mm und mehr aufweisen mußten, wobei das Steininnere durch die Abgase nicht erwärmt werden konnte und daher nichts zur Wärmespeicherung beitrug.known and have proven themselves, because their shape makes it possible to make a stable trellis from them to build the chambers of glass furnace and thereby reduce the wall thickness of the stones so much that practically that Whole stone volume can be used for heat storage, for this purpose a hydraulic diameter of the channel of 120 up to 200 mm and the wall thickness is dimensioned in such a way that the relationship: hydraulic diameter divided by the in The wall thickness of the stone measured in the direction of the main axes running parallel to the base and / or top surface is between 3 to 5 results. For example, the wall thickness is 40 mm, whereas the rectangular stones used earlier to achieve a stable grid structure had to have a thickness of 60 mm and more, with the stone interior through the exhaust gases could not be heated and therefore contributed nothing to the heat storage.

Durch entsprechende Formgebung der genannten Hohlsteine wurde versucht, eine gewisse Verwirbelung der.durchströmenden G? se und damit einen besseren Wärmeübergang zu erreichen. Beim Betrieb von Glasöfen, deren Kammern eine aus solchen Steinen aufgebaute Gitterung aufweisen, hat sich aber gezeigt, daß das Abgas bzw. die Frischluft im wesentlichen laminar durch die Kanäle der Gitterung strömt, wie dies auch bei aus Rechtecksteinen oder aus Kreuzsteinen aufgebauten Gitterungen der Fall ist.An attempt was made to create a certain turbulence in the G? se and thus to achieve a better heat transfer. When operating glass ovens, the chambers of which have a grid made up of such stones, it has been shown that the exhaust gas or fresh air flows through the channels of the grid essentially in a laminar manner, as is the case with grid made of rectangular stones or cross stones is.

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Aufgabe der Neuerung ist es, einen Hohlstein der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der einen verbesserten Wärmeübergang von den Abgasen auf den Stein bzw. von diesem auf die Frischluft gewährleistet.The object of the innovation is to create a hollow stone of the type mentioned, which is an improved one Heat transfer from the exhaust gases to the stone or from this to the fresh air is guaranteed.

Neuerungsgemäß wird dies dadurch erreicht/ daß der Hohlstein im Bereich seiner Grund" und seiner Deckfläche unterschiedliche Wandstärken besitzt und der Kanal im Bereich der Grund- und der Deckfläche unterschiedliche Querschnitte aufweist. Auf diese Weise entstehen beim Aufbau des Gitterbesatzes bei jeder Lage dieser Hohlsteine den Querschnitt der Kanäle sprunghaft ändernde Vor- bzw. Rücksprünge, durch die es zu einer Störung der durch diese strömenden Gase und somit zu Verwirbelungen kommt, die den Wärmeaustausch zwischen Gas und Stein bzw. umgekehrt verbessern.According to the innovation, this is achieved / that the hollow stone in the area of its base and its top surface Has different wall thicknesses and the channel has different cross-sections in the area of the base and top surface having. In this way, the cross-section of the are created for each position of these hollow stones during the construction of the trellis Channels suddenly changing projections or recesses, through which there is a disruption of the gases flowing through them and thus turbulence occurs, which improves the heat exchange between gas and stone and vice versa.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist vorgesehen, daß sich der Kanal erweitert, vorzugsweise in Richtung von der Grund- zur Deckfläche hin. Durch diese Maßnahmen lassen sich auf sehr einfache Weise die erforderlichen unterschiedlichen Wandstärken im Bereich der Grund- bzw. der DeCkfläche erzielen. So können diese Steine mit relativ einfach geformten Werkzeugen hergestellt werden.Another feature of the innovation is provided that the channel widens, preferably in the direction from the base to the top surface. Through these measures the required different wall thicknesses in the area of the base or the cover surface can be determined in a very simple manner achieve. So these stones can be made with relatively simply shaped tools.

Um eine kräftige Verwirbelung der durch die Kanäle strömenden Gase zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn sämtliche Wände des Kanals mit der Grundfläche gleich große Winkel einschließen. Dadurch werden über den ganzen Umfang eines jeden Kanals Verwirbelungen induziert.In order to ensure a strong swirling of the gases flowing through the channels, it is advantageous if all walls of the channel enclose angles of the same size with the base area. This will be all over the perimeter of each channel induces turbulence.

Im Hinblick auf eine für die Lebensdauer der Steine günstige, möglichst gleiche Wandstärke und damit auch einfache Verhältnisse beim Pressen der Steine einerseits und eine kräftige Verwirbelung der durchströmenden Gase anderseits, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Unterschied in der Wanddicke des Steines im Bereich seiner Deck- und seiner Grundfläche 5 bis 15 mm beträgt, bei einer Steinhöhe von rund 150 mm. Die Neuerung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Gitterbesatz mit neuerungsgemäßen Steinen, Fig. 2 einen Schnitt durch den Gitterbesatz nach der Linie II-II in Fig. und Fig. 3 ein Schema eines Glasschmelzofens.With regard to a wall thickness that is as uniform as possible and therefore also simple, which is favorable for the life of the stones Conditions when pressing the stones on the one hand and a strong turbulence of the gases flowing through on the other hand, it is Proven to be advantageous if the difference in the wall thickness of the stone in the area of its top and its base area 5 to 15 mm, with a stone height of around 150 mm. The innovation is now closer to the drawing explained. 1 shows a plan view of a lattice trimming with stones according to the innovation, and FIG. 2 shows a Section through the grating along the line II-II in Fig. and FIG. 3 is a diagram of a glass melting furnace.

Gemäß Fig. 3 beinhaltet die mit feuerfestem Material ausgekleidete Wanne 1 das Schmelzbad 2. Zu beiden Seiten der Wanne 1 führen Kanäle 3, 3', in denen nicht dargestellte Brenner angeordnet sind, zu den Kammern 4, 4', in denen jeweils ein Gitterbesatz 5, 5* angeordnet ist. Abgesehen von seinen Randzonen besteht jeder Gitterbesatz 5, 5' aus Steinen mit gleichen Abmessungen.According to FIG. 3, the tank 1 lined with refractory material contains the molten bath 2. On both sides of the Tub 1 lead channels 3, 3 ', in which burners, not shown are arranged, to the chambers 4, 4 ', in each of which a grating 5, 5 * is arranged. Except for its fringes each lattice trimming 5, 5 'consists of stones with the same dimensions.

Im Betrieb wird nun zunächst die Wanne 1 bzw. das Schmelzbad 2 von dem in Kanal 3' angeordneten Brenner beheizt, wobei die Abgase über den Kanal 3 und durch den Gitterbesatz 5 geführt werden und dabei dessen Besatzsteine erwärmen. Sind diese genügend aufgeheizt, wird umgeschaltet und die Beheizung des Schmelzbades 2 erfolgt mittels des im Kanal 3 angeordneten Brenners, wobei die Verbrennungsluft über die Öffnung 6 in 5 die Kammer 4 eintritt und durch den Gitterbesatz 5 unter Wärmeaufnahme streicht und die Abgase über den Kanal 3¹ in die Kammer 4¹ eintreten und diese nach dem Durchströmen des Gitterbesatzes 5¹, wobei sie Wärme an dessen Besatzsteine abgeben, über die Öffnung 6' verlassen. Nach dem Aufheizen des Gitterbesatzes 5' wird wieder umgeschaltet, wobei nun die Frischluft durch die Öffnung 6¹ in den Gitterbesatz 5¹ eintritt und die Abgase des im Kanal 3' nun im Betrieb befindlichen Brenners nach Durchströmen und Erwärmen des Gitterbesatzes 5 durch die Öffnung 6 austreten.During operation, the trough 1 or the molten bath 2 is first heated by the burner arranged in channel 3 ', the exhaust gases being guided via channel 3 and through the grille facing 5 and thereby heating its facing stones. If these are sufficiently heated, a switch is made and the melting bath 2 is heated by means of the burner located in duct 3, with the combustion air entering chamber 4 through opening 6 in 5 and passing through grille 5, absorbing heat, and the exhaust gases through duct 3 ¹ enter the chamber 4 ¹ and leave this via the opening 6 'after flowing through the lattice ^{trimming 5 1} , giving off heat to its trimming stones. After the grilles 5 'have been heated up, a switch is made again, with the fresh air now entering the grilles 5 ¹ ^{through the opening 6 1} and the exhaust gases from the burner now in operation in the duct 3' after flowing through and heating the grilles 5 through the opening 6 step out.

wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weisen die neuerungsgemäßen Steine 7 eine achteckige äußere Umrißlinie und einen im Querschnitt viereckigen, zentralen, durchgehenden Kanal 8 auf. Werden nun die Steine 7 lagenweise versetzt aufeinander geschichtet, so entstehen vertikale Kanäle, die in einer Lage durch die Innenflächen der Kanäle 8 der Steine 7 und in der jeweils nächsten Lage durch die Außenflächen von vier aneinander angrenzenden Steinen 7 gebildet sind. Da die Außenflächen der Steine 7 lotrecht verlaufen, die Innenflächen der Kanäle 8 der Steine 7 aber gegen die Lotrechte geneigt sind, weil die Wandstärke eines jeden Steines 7 im Bereich seiner Grundfläche 10 und seiner Deckfläche 11 unterschiedlich ist und die Steine 7 somit unterschiedlich große Einlaß- und AuslaßöffnungenAs can be seen from FIGS. 1 and 2, the stones 7 according to the invention have an octagonal outer contour and one in cross-section square, central, continuous channel 8. If the stones 7 are now shifted to one another in layers layered, so create vertical channels, which in a position through the inner surfaces of the channels 8 of the stones 7 and in each case next layer are formed by the outer surfaces of four adjoining stones 7. Since the outer surfaces of the Stones 7 run vertically, but the inner surfaces of the channels 8 of the stones 7 are inclined to the perpendicular because the Wall thickness of each stone 7 in the area of its base 10 and its top surface 11 is different and the Stones 7 thus differently sized inlet and outlet openings

besitzen, ergeben sich im vertikalen Verlauf der so gebildeten Kanälo des Gitterbesatzes Vor- und Rücksprünge 12, die eine Verwirbelung der Gasströmung erzwingen und damit die Wärmeübertragung verbessern.have, result in the vertical course of the thus formed Kanälo of the lattice trimmings projections and recesses 12, the one Force turbulence in the gas flow and thus improve the heat transfer.

Zur Verwirbelung der Gasströme trägt weiters auch der Umstand bei, daß die Kanten des äußeren Umrisses der Steine 7 scharf, die des Kanals 8 eines jeden Steines der nächsten Lage dagegen abgeschrägt sind, wobei auch Abrundungen durchaus zweckmäßig sind. Dadurch entstehen in den Eckzonen 0 der durchgehenden Kanäle des Gitterbesatzes zusätzliche vor- und zurückspringende Abschnitte, welche die Verwirbelung und den Wärmeübergang begünstigen.The fact that the edges of the outer contour of the Stone 7 sharp, the channel 8 of each stone of the next layer, however, are beveled, with rounding off are quite functional. This creates additional front in the corner zones 0 of the continuous channels of the grille. and recessed sections that promote turbulence and heat transfer.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erweitert sich der Kanal 8 eines jeden Hohlsteines 7 von seiner Grundfläche zu seiner Deckfläche zu, wobei, wie aus Fig. 1 und 2 ableitbar 1st, jede der Wände 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 des Kanals 8 mit der Grundfläche den gleichen Winkel einschließt,In the illustrated embodiment, the channel 8 of each hollow stone 7 expands from its base towards its top surface, wherein, as can be derived from FIGS. 1 and 2, each of the walls 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 of the channel 8 forms the same angle with the base area,

Die neuerungsgemäße Bauform der Hohlsteine kann bei allen für Gittersteine in Betracht kommenden feuerfesten Materialien angewendet werden. Als feuerfeste Materialien eignen sich besonders Magnesia, Chromerz, Magnesiumaluminiumspinell, Tonerde und Mischungen dieser Stoffe sowie Forsterit oder Chamotte. Auch Sinter- oder Schmelzkornmaterialien aus den genannten Mischungen, z.B. aus Magnesiachromerz, können gewünschtenfalls verwendet werden.The shape of the hollow bricks according to the innovation can be used with all refractory materials that are suitable for lattice bricks be applied. Particularly suitable refractory materials are magnesia, chrome ore, magnesium aluminum spinel, Clay and mixtures of these substances as well as forsterite or chamotte. Also sintered or melted grain materials from the Mixtures mentioned, e.g. from magnesia chromium ore, can if desired be used.

Zur weiteren Verstärkung der Verwirbelung der Gasströme können die neuerungsgemäßen Hohlsteine auch mit Öffnungen oder Durchbrüchen in den Seitenwänden versehen sein, wie dies in DE-GM 83 12 897 beschrieben ist.To further increase the turbulence in the gas flows, the hollow stones according to the invention can also be used with Openings or breakthroughs may be provided in the side walls, as described in DE-GM 83 12 897.

Claims

DH. E. τ. PECHM ANN ·. .... ',' .. '*. * '* 22568 Dg4DiG. D. BEHBENS * '* DXPX- DfQ. H. GOETZ 9O _ 1 _ Veitscher Magnesitwerke — Actien-Gesellschaft, Vienna, Austria PROTECTIVE CLAIMS:

1. Fireproof, prismatic hollow stone for the grating the chambers of regeneratively heated furnaces, in particular glass melting furnace, which has a - preferably sharp-edged octagonal and with elevations and corresponding depressions running in the direction of the main axes of this surface provided base and top surface and coaxially to the longitudinal axis a continuous channel with a rectangular, if necessary Has rounded or beveled corners having cross-section, characterized in that the Hollow stone (7) has different wall thicknesses in the area of its base and top surface (10, 11) and the channel (8)

Liehe has cross-sections - \ in the field of fundamental (10) and the top surface (11) of different ^l.

2. Hollow stone according to claim 1, characterized in that the channel (8) widens, preferably

f in the direction from the base (10) to the top surface (11).

3. Hollow stone according to claim 2, characterized in that that. all walls (13 to 20) of the channel (8) with the base area (10) include angles of the same size.

4. Hollow stone according to one of claims 1 to 3, d adurch characterized that the difference in the wall thickness of the stone in the area of its cover and its Base area is 5 to 15 mm, with a stone height of around 150 mm.