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-Gewölbe für metallurgische Öfen, insbesondere Siemens-Martin-Ofen
Bei metallurgischen Öfen, insbesondere bei Siemens-Martin-Öfen, herrschen im Verbrennungsraum
die . höchsten. Temperaturen. Das Gewölbe dieser Öfen ist daher einem besonders
starken Verschleiß unterworfen,. und -zwar vornehmlich an denjenigen Stellen, die
der Hitze ständig ausgesetzt sind. Bei Siemens-Martfin-Öfen beispielsweise ist das
der über dem Abstich gelegene Gewölbeteil. Ihm gegenüber werden die von äler Frischluft
bestrichenen Gewölbeteile an der Einsatzseite weniger abgenutzt. _ Das hat nun aber
zur Folge, daß der weniger verschleißende und. damit stärker bleibende Gewölbeteil
bestrebt.. ist, abzusinken und dabei den geschwächten -dünneren Teil über die Abstichseilte
hochzudrücken.
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Damit derartige Gewölbe nicht während des Betriebes einstürzen, muß
man die Öfen vorzeitig abschalten . und .in längeren Stillständen die schadhaften
Stellen erneuern. Wird aber ein Ofen aus diesem Grunde abgestellt, dann platzen
mit den schadhaften auch andere benachbarte Steine ab, so daß die Reparatur stets
einen weit größeren Umfang annimmt, _ als zunächst vorauszusehen war, Wegen des
erneuten Anheizens ist ein Ofenstill stand an sich_unerwünscht, abgesehen von dem
damit verbundenen Erzeugungsausfall.
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Um die Gewölbehaltbarkeit metallurgischer Öfen zu erhöhen, hat man
schon vorgeschlagen, an den gefährdeten Stellen .des , Gewölbes längere Steine einzusetzen.
Das hat nun aber zur Folge, daß sich wegen der schlechteren Wärmeableitung. diese
längeren.: Steine _ -noch .schneller .abnutzen,. sö daß durch eine solche 1Vlaßnahme
im thdergebnis keine größeze Gewölbehaltbarkeit erzielt wird. Um
das
Einstürzen der Gewölbe zu verhindern, sind sie auch schon mit Rippen versehen: worden.
Dabei handelte es sich bisher um sog. Querrippengewölbe, bei denen'zwischen den
glatt durchlaufenden, nach oben hin überstehenden Rippen wiederum glatt durchlaufende
Furchen verbleiben, deren Steine schneller verschleißen als die Querrippensteine.
Um letztere vor dem Einstürzen zu schützen, hat man sie auch schon aufgehängt. Schließlich
ist durch Einhängen, Aufbrennen und Aufmauern von Nachsetzsteinen in die Furchen
versucht worden, die Lebensdauer der Gewölbe zu erhöhen. Auch diese Maßnahme führt
aber bei den bekannten Querrippengewölben deswegen nicht zum Ziel, weil wegen der
verminderten Kühlung auf den ausgedehnten Furchenflächen wiederum ein so starker
Gewölbeverschleiß stattfindet, daß die dadurch freigelegten langen Querrippen allein
nicht mehr in der Lage sind, das Gewölbe zu halten.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß nur ein sog. Rippennetz
in der Lage ist, den Gewölben hochbeanspruchter metallurgischer Öfen den erforderlichen
Halt und damit die notwendige Lebensdauer zu verschaffen: Stattet man dann die Zwischenräume
zwischen; den Netzsteinen wiederum mit Furchensteinen aus, dann verschafft man diesen
Steinen indem Rippennetz des Gewölbes auch dann noch einen sicheren Halt, wenn sie
zu verschleißen beginnen. Das ist deshalb besonders wichtig, weil von einem bestimmten
Verschleiß der Furchensteine ab eine Kühlwirkung auf das Gesamtgewölbe einsetzt,
die dessen Haltbarkeit ganz beträchtlich vergrößert. Gegenstand der Erfindung ist
deshalb ein Gewölbe für metallurgische Öfen das mit kästenbildenden Längs- und Querrippen
ausgestattet ist und das man deshalb auch als Netzgewölbe oder Kastengewölbe bezeichnen
kann. Dabei kann eine Häufung der Rippen an Stellen besonderen Verschleißes vorgenommen
werden.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele für das Kastengewölbe
nach dieser Erfindung veranschaulicht und in perspektivischer Ansicht dem bekannten
Querrippengewölbe gegenübergestellt. Es zeigt Fig. i das bekannte Querrippengewölbe
und Fig. 2 das Kastengewölbe nach der Erfindung; in Fig.3 ist der Verschleiß bei
dem bekannten Querrippengewölbe und in Fig. q. der Verschleiß bei dem Kastengewölbe
nach der Erfindung veranschaulicht. In Fig.5 wird die Möglichkeit der Ausbesserung
des Kastengewölbes nach der Erfindung gezeigt. Bei dem in Fig. i veranschaulichten
bekannten Querrippengewölbe i liegen zwischen den längs durchlaufenden Querrippen
:2 vertieft längs durchlaufende Furchen 3. Aus Fig. 3 ersieht man, wie sich. solche
Querrippengewölbe nach dem Verschleiß verhalten: Die in den Furchen 3 liegenden
Steine nehmen den längs durchlaufenden Querrippensteinen .2 ihren Halt, so daß das
Gewölbe an den noch stärkeren Teilen absinkt und dabei den schwächeren Teil ausknickt.
Das in Fig. 2 dargestellte Kastengewölbe q. beseitigt diesen Nachteil dadurch, da.ß
es außer mit Querrippen :2 auch noch mit Längsrippen 5 ausgestattet ist. Querrippen
;2 und Längsrippen 5 ergeben ein Gewölbenetz mit Kästen 6 zwischen den Quer- und
Längsrippen. Diese Kästen sind wiederum mit den dünneren Furchensteinen 7 ausgestattet.
Letztere behalten auch dann noch in den Kästen einen sicheren Halt, wenn sie zum
Teil verschlissen sind. Das ist deswegen wichtig, weil nach einem bestimmten Verschleiß
die Kühlwirkung auf das Gewölbe stärker wird und sich dann die Haltbarkeit des Gewölbes
sprunghaft erhöht. Das wird in Fig. q. der Zeichnung veranschraulicht. Hier hält
das Gewölbe auch noch einem Verschleiß sowohl der Furchen- als auch dier Rippensteine
stand. Durch die kastenförmige Ausbildung des Gewölbes erhält das Ganze einen so
kräftigen Halt, daß ein Absinken oder Ausknicken einzelner Gewölbeteile praktisch
ausgeschlossen ist.
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Das Gewölbe nach der Erfindung kann nun auch viel einfacher und mit
viel besserem Erfolg ausgebessert werden als die bekannten Querrippengewölbe. Das
zeigt Fig.5. Hier sind nämlich einige der Kästen 6 mit Steinen 8 aufgemauert worden.
Durch die Kasteneinteilung kann dieses Aufmauern an beliebigen Stellen erfolgen,
und zwar unabhängig von der Beschaffenheit der Nachbarkästen.. Man: kann die Reparatur
beim Kastengewölbe nach der Erfindung auch anders als durch Aufmauern ausführen,
beispielsweise durch Aufstampfen öd. dgl. Auch kann man die Gewölbe in den: einzelnen
Kästen in an sich bekannter Weise künstlich kühlen, was hier aber wiederum mit besserem
Erfolg geschieht als bei Gewölben mit glatt durchlaufenden. Rippen, die es nicht
ermöglichen, die Kühlung räumlich scharf zu begrenzen.
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Bei dem Gewölbe nach der Erfindung wird die Haltbarkeit dadurch außerordentlich
erhöht, daß man die Furchensteine weit mehr ausnutzen kann als bisher. Die Lebensdauer
wächst um 2o bis 5o%. Durch die erfindungsgemäß durchgeführten Maßnahmen. erhält
das Gewölbe eine Stabilität, die es ohne weiteres zuläßt, den Ofen zur Zwischenreparatur
abzustellen und wieder anzuheizen, ohne daß die Gefahr des Einstürzens des Gewölbes
besteht., Ein weiterer erheblicher Vorteil liegt darin, daß, wenn ein Teil des Gewölbes
nach den bekannten Verfahren nachgelegt werden muß, nur je-
weils der dringendst
notwendige Teil nachgelegt zu werden braucht, während die benachbarten Felder bis
zum völligen Verschleiß benutzt werden können.