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Feuerfester Stein für Industrieöfen und Verfahren zur Herstellung
dieses Steines Zur Aufhängung und Unterstützung der Steine, beispielsweise bei Hängedecken,
wurden bislang verschiedene Mittel vorgeschlagen; insbesondere ist es üblich, metallene
Halte- oder Hängeeisen zum Verhängen der Steine mit Teilen der Ofentragkonstruktion
zu verwenden.
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Bei den bisher bekannten feuerfesten Steinen mit Aufhängemitteln bestehen
letztere meist aus im Steinmaterial ausgebildeten Vorsprüngen oder Ausnehmungen,
an denen die Halteeisen angreifen. Es ist auch bekannt, die Halteeisen in Ausnehmungen
des Steines einzukitten oder einzugießen. In allen diesen Fällen erstrecken sich
die Halteeisen vom feuerseitig abgekehrten Steinende aus verhältnismäßig weilt gegen,
das feuerseitige Steinende hin, um, eine ausreichende Tragfestigkeit zu erreichen;.
Dadurch wird aber die zwischen dem inneren Ende des Halteeisens und! dem äußexeni
Stein, ende liegende Steinmasse nicht ausgenutzt und das Halteeisen hohen Temperaturen
ausgesetzt, die bei der zunehmenden Verkürzung des Steines durch dessen Abnutzung
an der Feuerseite schließlich eine unzulässige Höhe erreichen. Es ist dann nötig,
den abgenutzten Stein auszutauschen, obwohl beträchtliche Teile desselben noch brauchbar
wären.
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Diese Nachteile weisen auch die bekannten Halterungen für feuerfeste
Steine auf, bei welchen das Halteeisen mit seinem Kopf im Stein eingegossen ist
oder bei welchen für das Einhängen des Halteeisens ein nach Art einer Augenschraube
ausgebildeter Metallkörper vorgesehen ist, der mit seinem
Gewindezapfen
in den Stein unter Verwendung von Mörtel eingeschraubt ist. Auch bei diesen bekannten
Aufhängungen der Steine greifen Metallteile der Halterung tief in das Steininnere
ein, so daß sich die bereits geschilderten Nachteile ergeben.
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Der feuerfeste Stein gemäß der Erfindung vermeidet diese Übelstände.
Der Stein ist in bekannter Weise auf Magnesia-, Chromit- bzw. Chromitmagnesiabasis
aufgebaut und an einem Stirnende mit einem in der Steinmasse verankerten Metalleinsatz
zum Verhängen mit einem außerhalb des Steines befindlichen Halteeisen ausgestattet.
Gemäß der Erfindung ist der Metalleinsatz mit mindestens zwei Flügeln ausgestattet,
mittels deren er von dem einen Stirnende des Steines aus in die Steinmasse eingreift.
Bei dem feuerfesten Stein gemäß der Erfindung wird durch Einbettung-eines Metalleinsatzes
die Verlegung der Angriffsstelle des Halteeisens möglichst weit von der Feuerseite
erreicht, so daß weitestgehende Ausnutzung des, Steinmaterials und größtmögliche
Schonung der metallenen Verhängemittel gegenüber schädlichen thermischen Einflüssen
gewährleistet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Steines besitzt der
Metalleinsatz U-Form und der Stein eine in die Höhlung der U-Form hineinreichende
Ausnehmung, die für den Eingriff des Halteeisens bestimmt ist; diese Ausnehmung
ist zweckmäßig oben von dem bündig mit der Stirnseite des Steines verlaufenden Bügelteil
und an beiden Seiten von den Schenkeln der U-Form begrenzt.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung
des feuerfesten Steines mit eingebettetem Metalleinsatz. Dieses Verfahren besteht
im Wesen darin, daß der für den Angriff des Halteeisens bestimmte Metalleinsatz
während der vorzugsweise unter einem Druck von mindestens ioo kg/cm2 erfolgenden
Formung des Steines von außen her in die Steinmasse .eingedrückt wird.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele. des Erfindungsgegenstandes
und einige Anwendungsbeispiele.
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Fig. i zeigt eine Ausführungsform des Metalleinsatzes in raumbildlicher
Ansicht; Fig.2 ist eine raumbildliche Teilansicht des einen Steinendes mit der eingebetteten
Metalleinlage gemäß Fig: i ; die' ' ' Fig.3 und 4 sind Schnitte durch eine zum Pressen
-des erfindungsgemäßen -Steines geeignete Form; Fig. 4a-zeigt eine andere Ausführung
der Preßform im Schnitt; Fig. 5, stellt einen Querschnitt durch eine weitere Preßform
dar; diese Darstellung entspricht einem Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4; die Fig.
6 und 7 zeigen in Vorder- und Seitenansicht einen Teil einer Hängedecke unter Verwendung
von Steinen mit Metalleinsätzen gemäß den Fig. i und 2; iw Fig. 7 a ist die Aufhängung
von Steinen mittels versetzt in ihnen angeordneter - Metalleinsätze veranschaulicht;
die -Fig. 8 und 8 a zeigen in raumbildlicher Ansicht eine zweite Form des Metalleinsatzes;
Fig.9 zeigt die bisher bekannte Verhängung eines Halteeisens mit einem feuerfesten
Stein; dabei ist der Stein in Seitenansicht gezeigt, wie sie sich aus einem Schnitt
nach Linie IX-IX in Fig. 6 ergibt; die Fig. io und i i zeigen in einer Draufsicht
und einer Seitenansicht eine Ausführungsform des Steines mit seitlich versetzt angeordnetem
Metall-- einsatz; . Fig. i2 zeigt einen Teil einer Hängedecke im Querschnitt mit
Steinen gemäß der Erfindung; Fig. 13 zeigt an einem der Fig. 12 analogen Schnitt
einen durch die Erfindung behobenen Mangel der bisher bekannten Öfen; die Fig. 14
und 15 zeigen in Teilschnitten durch das Ofengewölbe zwei andere Aufhängearten für
die Gewölbesteine.
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Die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß beschaffenen
und angeordneten Steineinlage besteht aus einem U-förmigen metallischen Einsatzkörper
8 (Fig. i). Dieser Metalleinsatz kann aus Walzstahl, schmiedbarem Gußeisen, hitzebeständiger
Legierung oder anderem geeigneteni Matersaili beGtehen. Dar Metadleins:atz wixd
in dem feuerfesten Material 9' eingebettet, während dasselbe unter Druck zum Stein
verpreßt wird (Fig. 2). Durch diesen als »Mitverpressen« bezeichneten Vorgang ist
es möglich, zumindest einen Teil des Einsatzes im feuerfesten Material einzubetten
und so eine Aufhängung zu erhalten, die nahe dem kälteren Steinende oder sogar außerhalb
desselben angreift. Eine Ausführungsform eines Einsatzes 8', bei dem der mit dem
Halteeisen zusammenwirkende Teil außerhalb des Steines 9 liegt, zeigt Fig. 8; dieser
Einsatz 8' weist divergierende Schenkel io auf, mittels deren er in der feuerfesten
Mässe 9' verankert ist.
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An Stelle der U- oder Y-förmigen Ausbildung gemäß den Fig. i und 2
bzw. Fig. 8 kann der Metalleinsatz beispielsweise auch T-, V-, L- oder ,Form
aufweisen. Durch die Verwendung des Metalleinsatzes wird es möglich gemacht, sowohl
Form und Lage der mit einem äußeren Halteeisen (z. B. i i in den Fig. 6, 7 und 7
a) in Berührung stehenden Fläche als auch die Stelle innerhalb des Steines, an welcher
der Angriff der Aufhängung stattfinden soll, genau zu bestimmen.
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Die beiden Schenkel 12 des U-förmigen Einsatzes gemäß Fig. i können
mit Leisten oder Rippen 13 und/oder Vertiefungen oder-Ausnehmungen 14 versehen
sein, die sich beim Mitverpressen in der feuerfesten Masse zusätzlich verankern.
In Fig. 2 füllt die Masse 9' den Raum zwischen den Schenkeln des U-förmigen Einsatzes
nicht völlig aus; es ist vielmehr ein freier Raum 15 vorgesehen, in den das Halteeisen
i i (Fig. 6) derart einpassen kann, daß es die untere Seite 16 und die inneren Seitenflächen
17, r8 des U-Einsatzes berührt.
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Sowohl die seitlich nach außen in den Steinkörper eingreifenden Lappen
13 als auch die in die
Ausnehmungen 14 eingreifenden Steinmassen
dienen dazu, den Metalleinsatz im Stein festzuhalten. Ein Lappenpaar und ein Paar
Ausnehmungen liegen zwischen dem Raum 15 und den relativ »freien« Enden i9, 2o der
Schenkel, während das andere Ende der Schenkel durch das sie verbindende Ouerstück
21 überbrückt wird, das den äußeren Teil des Einsatzes bildet und bei der Ausführung
gemäß Fig. 2 bündig mit der äußeren Stirnfläche des Steines verläuft.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen die gruppenweise Aufhängung von Steinen auf
Halteeisen. Auf der üblichen Tragstange 22 sind Halteeisen i i aus hitzebeständigem
Baustoff mittels Halten 23 aufgehängt. Diese Haken sind seitlich versetzt angeordnet,
so daß die Halteeisen von entgegengesetzten Seiten her aufgehängt werden können.
Die Halteeisen, beisitzen, -einen: T-förm@igen Verhängieleopf; derselbe wird von
entgegengesetzt gerichteten Vorsprüngen 24, 25 gebildet, die so geformt sind, daß
sie in die von den Metalleinsätzen umgrenzten Hohlräume 15 passen und in diese eingeführt
werden können. Um dieses Einführen zu erleichtern, sind die Teile 24, 25 etwas verjüngt
ausgebildet.
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An jedem Halteeisen können zwei Steine aufgehängt sein; dabei können
die Halteeisen, wie gezeigt, paarweise angeordnet sein, indem die Halten 25 die
Stangen 22 von entgegengesetzten. Seiten umgreifen. Auf diese Weise wird eine einfache
Deckenkonstruktion erhalten, für deren Aufführung nur eine geringe Anzahl von Trägern
22 und Halteeisen i i erforderlich ist.
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Es können nicht nur andere Formen von mit dem Stein »mitverpreßten«
Einsätzen, sondern auch andere Tragteile und Halteeisen Verwendung finden; auch
können die Halteeisen in verschiedener Weise mit den Tragteilen verbunden sein.
Die Einsätze können auch, ähnlich wie in Fig. 8 dargestellt, über das äußere Stirnende
der Steine vorragen. Der Einsatz 8' kann in diesem Falle an der Öffnung 26 vom Halteeisen
erfaßt werden, genauso wie die Einlage 8 in: den Fig. i und, 2 durch eine Öffnung
26' mit einem Halteeisen kuppelbar ist.
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Die Steine können einzeln, paarweise oder in Gruppen aufgehängt sein;
ferner können die Halteeisen in verschiedener Weise mit den Einsätzen und den Tragteilen
verbunden sein. Bei allen Ausführungsformen ist der Metalleinsatz mit dem Stein
mitverpreßt und vorzugsweise mit Verankerungsm.itteln, wie Lappen 13 und/oder Ausnehmungen
14, versehen (Fig. i).
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Ein Verfahren zum Verpressen des Metalleinsatzes und der feuerfesten
Masse zwecks Herstellung des in Fig.2 dargestellten Steines ist unter Bezugnahme
auf die Fig. 3 und 4 beispielsweise folgendes: Die in Fig. 3 dargestellte Preßform
27 ist unten durch einen Stempel 28 und oben durch einen Stempel 29 verschließbar.
Einer dieser Stempel oder beide werden durch eine hydraulische oder mechanische
Presse betätigt. Diese soll auf den Stein einen Preßdruck von mindestens ioo kg/cm2
ausüben können. Erwünscht ist ein Preßdruck von 35o kg/cm2; vorzugsweise werden
aber Drücke von 7oo kg/cm2 oder mehr angewendet.
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Die zum Formen vorbereitete, feuerfeste Mischung wird in die geöffnete
Preßform eingefüllt. Der obere Stempel ist mit einem Formkern 3o ausgestattet, der
die durch die Seiten- und Stirnfläche des Steines gehende Öffnung 31 herstellt und
zugleich in den Metalleinsatz 8 reicht, um diesen zu halsten, und die Ausnehmung
32 von. der Steinmasse freizuhalten (Fig. 2). Durch die Öffnung 31 kann der Kern
3o nach dem Preßvorgang aus dem Stein gezogen werden. Außerdem wird durch diese
Öffnung ein seitlicher Zugang zur Verhängestelle geschaffen.
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Der Metalleinsatz 8 wird vom Kern 30 gehalten und kann, auf
diesem in, bieliehigem Abstand vom der Unterseite des oberen Stempels 29 fixiert
werden. Es ist besonders vorteilhaft, daß die Unterstützungsstelle hoch oben am
Stein oder selbst oberhalb der oberen Steinfläche sich befindet, da auf diese Weise
das Metall in größtmöglichem Abstand von der Ofenhitze zu liegen kommt.
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Da der Stein gemäß den Fig. 3 und 4 von der Seite her gepreßt wird,
entspricht in diesen Figuren der Abstand des Metalleinsatzes vom oberen Stempel
29 dem gewählten Abstand des Einsatzes von der entsprechenden Seite des fertigen
Steines. Dieser Abstand ist in den Fig. 3 und 4 ein solcher, daß der Einsatz in
der größeren Achse a-b (Fig. 7 und 7 a) des Steines liegt und, wie z. B. aus den
Fig. 6, 7 und 8 ersichtlich, die Unterstützungslinie durch den Schwerpunkt 33 des
Steines (Fig.7) verläuft und mit der größeren Steinachse zusammenfällt.
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Sind andererseits die Einsätze in verschiedenen Abständen von den
Steinseiten angeordnet, so daß die Mitte der Aufhängung an den Teilen 24 oder 25
der Halteeisen außerhalb der größeren Steinachse liegt, d. h., ist der Einsatz mit
Bezug auf die Lage, die er bei zentraler Anordnung im Steinoberteil einnehmen würde,
versetzt (Fig. 7a, 8a, io und ii), so nimmt der Stein, falls er einzeln aufgehängt
wird, eine Neigung unter einem Winkel i9 elin, der durch dien. Abstand bestimmt
wird., um den der Aufhängemittelpunkt versetzt zur Steinachse liegt (Fig. i i).
Der Winkel 0 ist der von der größeren Steinachse a-b und der Aufhängelinie c-d zwischen
Aufhängepunkt und Schwerpunkt eingeschlossene Winkel. Werden aber die Steine, wie
in Fig. 7 gezeigt, paarweise aufgehängt, so stützen sie einander ab und nehmen eine
vertikale Lage ein, wobei dann die Aufhängelinie in einem Abstand von der größeren
Steinachse und parallel mit dieser verläuft.
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Die in Fig.5 gezeigte Preßform, bei der die gleichen Bezugszeichen
wie bei der zum Pressen rechtwinkeliger Steine bestimmten Preßform gemäß den Fig.
3 und 4 verwendet sind, dient zum Pressen von Steinen mit versetzt angeordnetem
Einsatz gemäß den Fig. io und i i. Es sei bemerkt, daß Fig. 5 einen Schnitt nach
Linie V-V in Fig. 4
zeigt, obwohl letztere das Formen rechtwinkeliger
Steine zeigt.
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In den Fig. 3 und 4 passen der Einsatz 8 und der Tragkern
30 zügig ineinander, so daß zwischen diesen Teilen eine die Halterung sichernde
Reibung vorhanden ist. Der Einsatz kann aber auch durch Magnete in Lage gehalten
werden, die im Stempel 29 angeordnet sind.
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Um den Metalleinsatz und das feuerfeste Material miteinander zu verpressen,
wird der obere Stempel unter Druck nach unten in die in Fig. 4 gezeigte Lage bewegt.
Der untere Stempel kann gleichfalls bewegt werden. Auf diese Weise wird der Metalleinsatz
in die feuerfeste Masse hineingedrückt, in dieser eingebettet und am Orte festgehalten,
wobei die feuerfeste Masse und der Metalleinsatz, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
beim Pressen allseitig von der Form eingeschlossen sind. Der obere Stempel und der
Tragkern werden sodann zurückgezogen und lassen den gepreßten Stein samt dem Metalleinsatz
und der Ausnehmung 32 (Fig. 2) in der Form zurück. Hierauf kann der untere Stempel
nach oben bewegt werden, um den Stein aus der Form auszuheben. Es ist wichtig, daß
der zur Bildung der Ausnehmung verwendete Tragkern verjüngt oder derart geformt
ist, daß .er ohne Beschädigung des Materials aus dem Stein gezogen werden kann.
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Der Stein kann vorteilhafterweise aus einem feuerfesten Material hergestellt
werden, das nach Trocknung bei mäßiger Hitze in ungebranntem Zustand verwendbar
ist. Dies soll aber nicht heißen, daß ein gebrannter Stein unzweckmäßig wäre, doch
erzielt man bei Verwendung ungebrannter Steine den Vorteil, daß der Stein durch
die Ofenhitze fortschreitend gebrannt wird, wobei der Vorteil des ungebrannten Steines
in jedem Teil erhalten bleibt, der noch nicht gebrannt wurde.
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Die Zusammensetzung des feuerfesten Materials zur Herstellung ohne
Brand verwendbarer Steine kann in weiten Grenzen variieren. Eine gut brauchbare-Miischung
für einen Chrommagnesi,tstin ist folgende: Chromerz von 3,3 bis o,59 mm lichte Maischenweiie
6o %, gesintert-, Magnesia von 0,21 mm lichte MasChenweiite 400/0.
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Dieser Mischung werden 2% windgesichtetes Kaolin und eine genügende
Menge einer Schwefelsäurelösung zugesetzt, um in die bereitete Mischung etwa 4%
Feuchtigkeit und 1% Schwefelsäure einzubringen.
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Eine andere empfehlenswerte Mischung ist folgende: Chromerz, grobkörnig,
von 3,3 bis o,59 mm lichte Maschenweite 6o0/@, Magnesia (Perikles), feinkörnig,
von o,21 mm lichte Maschenweite 400/0, gleichfalls mit einem Zusatz von 2 Gewichtsprozent
windgesichteten Kaolins und einer genügenden Menge Schwefelsäurelösung, um etwa
1% Schwefelsäure und 4% Feuchtigkeit in die bereitete Mischung einzubringen.
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Nach dem Pressen werden die feuerfesten Steine bei ungefähr 15o° getrocknet,
vorzugsweise unter Verhältnissen, die eine Kontrolle des Feuchtigkeitsgrades gestatten.-
Nach dem Trocknen sind die Steine, ohne daB sie vorher gebrannt wurden, verwendbar.
Es ist notwendig, jede Behandlung der Steine im Brennofen bei hohen Temperaturen
zu vermeiden, die ein Schmelzen der eingebetteten Metalleinsätze oder eine die Festigkeit
und Brauchbarkeit derselben herabmindernde Oxydation des Metalls herbeiführen können..
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Fig.4a zeigt eine Preßform zur Herstellung von Steinen, wie sie aus
den Fig. 8 und 8 a ersichtlich sind. Diese Form ist der in Fig. 3 und 4 dargestellten
ähnlich, hat aber keinen Tragkern 30. Der Formkasten 27 besitzt eine Ausnehmung
27a, die den oberen Teil des Einsatzes 8' (Fig. 8, 8 a) aufnimmt. Der Einsatz kann
während des Pressens durch Reibung oder auf andere Weise in der Ausne@hmung 27a
festgehalten werden. Soll der Metalleinsatz in der aus Fig. 8 a ersichtlichen Weise
versetzt zur Steinmitte angeordnet sein, so ist auch die Ausnehmung 27a versetzt
anzuordnen.
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Es ist sehr erwünscht, daß bei der Pressung des Steines, welche Form
derselbe immer auch aufweisen mag, der Einsatz und das feuerfeste Material von der
Form völlig umschlossen sind, so daß die Steinmasse dicht gegen und um den Einsatz
gepreßt werden kann und die mit diesem in Berührung stehenden Flächen sich der Foirm
des Einsatzes anzupassen vermag.
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Durch die Anwendung der angegebenen hohen Drücke werden gegebenenfalls
zwischen den Steinpartikelchen auftretende Zwischenräume zum größten Teil beseitigt,
indem diese mit anderen Materialteilchen ausgefüllt werden. Hierdurch wird nicht
nur eine dichtere Steinstruktur erhalten, sondern auch der Metalleinsatz im feuerfesten
Material besonders fest verankert. Es hat also nicht nur der Stein an sich größere
Dichte, sondern es, ist a;uich der Zusammenhalt zwIschen Einsatz und; feuerfester
Maissei besser.
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Die fertigen Steine lassen sich vorteilhaft in Hängedecken metallurgischer
oder anderer Öfen, beispielsweise von Kupferschmelz- und Raffinationsöfen, Siemens-Martin-Öfen,
Glühöfen u. dgl., verwenden, wobei die Möglichkeit, die Steine zufolge der Lage
ihrer Metalleinsätze mit Bezug zu den Steinachsen kanten zu können, von besonderem
Wert ist.
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Fig.9 zeigt die bisher bekannte Aufhängung eines feuerfesten Steines
durch ein Halteeisen. Der im vorhergehenden mit 24 oder 25, in Fig. 9 mit 24 bezeichnete
Teil des Halteeisens greift bisher in eine seitlich im Steinmaterial ausgesparte
Ausnehmung ein, wobei die Beanspruchung in Richtung der Pfeile erfolgt; dies erfordert
eine beträchtliche Materialmenge oberhalb des Teiles 24, um den Stein gegen sein
Gewicht (Pfeil 33) tragen zu können. Dieser Materialteil kann in manchen Fällen
bis 15 % des gesamten Steines betragen und stellt im Vergleich zum erfindungsgemäßen
Stein, dessen Metalleinsatz 8, 8' praktisch an der oberen Steinfläche oder sogar
oberhalb derselben angeordnet ist, einen Verlust dar, der die Ausnutzung des Steines
vermindert.
Den Fig. io und ii sind auch noch weitere Merkmale der
aus Fig. 5 ersichtlichen Steinform mit seitlich versetztem Metalleinsatz zu entnehmen.
Wie ersichtlich, weicht bei noch neuen Steinen die durch die Mitte der Abstützung
gelegte Linie c-d von der Steinmittellinie a-b um den Winkel 0 ab. Für die Konstruktion
eines gegebenen Abschnittes einer Hängedecke, wie z. B. des Abschnittes in Fig.
12, dessen untere Fläche mit 34 bezeichnet ist, entspricht der Winkel 0 gleich dem
Winkel 0', den die Fläche 34 mit den Horizontalen einschließt (Winkel 0' in Fig.
i i).
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Mit fortschreitender Abnutzung des Steines an der Feuerseite wandert
der Schwerpunkt entlang der Steinlängsachse ä-b nach oben. So kommt der Schwerpunkt
bei 36 (Fig. i i) zu liegen. Eine lotrechte Linie durch diesen Punkt ist durch die
Linie e-f dargestellt. Es ist wünschenswert, daß die Linien c-d und e-f die Haltevorrichtung
innerhalb deren äußerer Stützpunkte 37 und 38 schneiden. Trifft dies zu, so bleibt
der Winkel 0 während der ganzen Lebensdauer des Steines konstant. Demgemäß soll
der Metalleinsatz breit genug und derart im Stein angeordnet sein, daß die eben
angegebenen Bedingungen erfüllt werden.
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Der in den Fig. io und i i dargestellte Stein hat eine winkelige Oberfläche.
Die gleichen Überlegungen -haben aber ebenso für einen Stein Geltung, dessen obere
Fläche, wie z. B. in Fig. 7 a dargestellt, eben verläuft.
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Die Konstruktion von Ofendecken-in der üblichen Form eines Kämpfergewölbes
macht es notwendig, in der Mittelachse des Gewölbes eine größere Deckenhöhe vorzusehen
als an der Seite. Dieser Höhenunterschied stellt bekanntlich die Pfeilhöhe des Gewölbes
dar. Wird bei einem gegebenen Ofen an Stelle eines Kämpfergewölbes eine Hängedecke
verwendet, so ist es aus rein konstruktiven Gründen nicht erforderlich, der Decke
eine Pfeilhöhe zu geben. Hängedecken können daher ohne Pfeilhöhe gebaut werden.
Bei metallurgischen Schmelzöfen, wie Siemens-Martin-Ofen und Kupferflammöfen, ist
es jedoch erwünscht, die Hängedecken mit Pfeilhöhe auszuführen. Solche Decken ergeben
eine bessere Arbeitsweise des Ofens und vereinfachen die Konstruktion und Reparatur
der Ofenwände.
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Fig.i3 zeigt den üblichen Ofen aus feuerfesten Steinen mit einer Decke
4o, die in der Mittelachse des Gewölbes am höchsten ist. Die Steine sind zwecks
Schaffung eines aufgehängten Gewölbes frei aufgehängt. Diese Konstruktion ergibt
eine abgestufte Innenfläche der Gewölbedecke.
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Wenn das Gewölbe in Übereinstimung mit einem Kämpfergewölbe als Kreisbogen
gebaut ist, so weisen die Steine an den Seiten des Gewölbes eine große, frei liegende
vertikale Fläche 41 auf. Während des Ofenbetriebes haben die Steine die Neigung,
entlang senkrecht zu diesen freiliegenden vertikalen Flächen stehenden Ebenen abzusplittern.
Da diese frei liegenden Flächen bei den Steinen an den Seiten der Decke größer sind
als bei jenen in der Deckenmitte, so neigen die Seiten der Decke zur rascheren Ab
,nu,tzung als der Mittelteil, und die Decke wird vorzeitig unbrauchbar, da ihre
Seiten durch Abnutzung dünn werden.
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Der Ofen gemäß Fig. 12 besteht, ähnlich dem bekannten Ofen; nach Fig.
13, im aillgemcinen aus dem Herd 42, den Seitenwänden 43 und einer Decke 40; diese
Teile schließen einen Innenraum 45 ein. Gemäß der Erfindung ist die Decke 4o aus
den verbesserten feuerfesten Steinen aufgebaut, die für dieselbe Neigung der inneren
Deckenfläche gleich sein können, mit Ausnahme von Spezialsteinen, wie z. B. den
Schlußsteinen, die an den Gewölbeenden erforderlich sind.
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Bei den bestehenden Öfen nach Fig. 13 mit lotrechten Steinen sind
die größeren Achsen a-b der Steine (Fig. 9) lotrecht, da der Schwerpunkt 33 der
Steine und die Unterstützungsstelle in einer geraden Linie liegen, die der größeren
Steinachse entspricht.
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In Fig. 12 werden hingegen statt der eine gezahnte Untersicht gemäß
Fig. 13 bedingenden Steine solche mit versetzten Metalleinsätzen 8 verwendet,
so daß eine lotrecht durch den Schwerpunkt 33 des Steines gehende Gerade c-d nach
Fig. i i weder der größeren Steinachse a-b entspricht noch zu ihr parallel liegt.
Als Ergebnis hiervon verläuft die innere Deckenfläche in einer Ebene 34, die einen
Winkel 0' mit der Waagerechten einschließt. Es ist klar, daß dieser Winkel je nach
den Verhältnissen der zu bauenden Decke verschieden ist. Durch Änderung dieses Winkels
kann jede gewünschte Pfeilhöhe erhalten werden.
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Die Anordnung der Steine derart, daß die unteren Stirnflächen der
benachbarten Steine in einer gemeinsamen Innenfläche liegen und an der Innenfläche
des, GGewölbe is eine Ebene 34 gebildet wird, vermeidet die gezackte Ausbildung
der bekannten Decke nach Fig. 13, so daß die unteren Enden der aufgehängten Deckensteine
seitlich nicht frei liegen. Es kann ferner eine Hängedecke derart geformt werden,
daß in der Mittelachse der Decke eine größere Höhe als an den Deckenrändern erhalten
wird und die einzelnen Steine derart frei aufgehängt werden, daß ihre größeren Achsen
senkrecht zur inneren Deckenfläche liegen.
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Bei der Deckenkonstruktion nach Fig. 14 werden die Steine paarweise
von Halteeisen 46 getragen, die .etwas anders ausgebildet sind als jene gemäß den
Fig. 6 und 7. Die Halteeisen 46 besitzen entgegengesetzt gerichtete Vorsprünge 47,
die in die Metalleinsätze 8 eingreifen und eine flache Unterfläche aufweiisen, mit
der siel mit dem Boden der Ausnehmungen 32 des Steines in Anlage stehen. Die Hängeeisen
hängen von Schienen 48 herab, die mittels Haken 50 auf der oberen Tragkonstruktion
aufgehängt sind. Die Hailteeisen sind an jeder Aufhängestelle in Paaren (rechts
und links) mit den Schienen 48 verhängt, ähnlich wie nach den Fig. 6 und 7.
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Fig. 15 zeigt Halteeisen 5 i mit entgegengesetzten Vorsprüngen
47, ähnlich jenen gemäß Fig. 14; jedoch sind hier diese Halteeisen einzeln verwendet
und nicht, wie in Fig. 14, in Paaren angeordnet.
Die Fig.6 und 7
zeigen bloß ein Paar von Halteeisen; diese werden jedoch für benachbarte Steine
in der Art nach den Fig. 14 und 15 wiederholt angeordnet.
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Außer bei Hängedecken, könnten die erfindungsgemäßen Steine auch bei
der Konstruktion von anderen, mechanisch unterstützten Ofenwänden, z. B. den Stirn-,
Vorder- und Hinterwänden von Siemens-Martin-Öfen, Verwendung finden. Solche muhaniseh
unterstütztem Wände sind, dien bisher bekannten, mechanisch nicht unterstützten-Wänden
bei weitem überlegen, " da bei den ersteren die Steine durch auf sie ausgeübte Zugkräfte
am Verlegungsplatz sicher gehalten werden, während die nicht unterstützten Wände
gewöhiflich durch Druckkräfte zusammengehalten werden, welche sich aus dem Gewicht
oder der Wirkung von Traggestellen, Ankerstangen u. dgl. ergeben. Mechanisch unterstützte
Wände haben auch größere Lebensdauer; ihre Steine' splittern wenig ab, die Abmessungen
des Ofens bleiben 'während seiner gesamten -Lebensdauer mit großer Genauigkeit aufrecht,
und die Zerstörung der Ofenwände durch Chargiermaschinen wird wesentlich herabgesetzt.
Die Verwendung von Steinen mit- mitgeformten Metalleinsätzen als Tragmittel bei
solchen Wänden ist -einfach und billig, und das feuerfeste Material wird wirksamst
ausgenutzt.