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Gewölbe für metallurgische Öfen Die Erfindung bezieht sich auf Gewölbe
für metallurgische Öfen (insbesondere Siemens-Martin-Öfen), die aus spezifisch schweren
Steinen aufgebaut sind, besonders solchen, die nicht fest miteinander verkitten,
etwa Chrommagnesitsteinen, die aber dank ihrer vorzüglichen Eigenschaften in bezug
auf Feuerfestigkeit und geringen Verschleiß zu einer wesentlich erhöhten Haltbarkeit
der Gewölbe führen. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Gewölbe, das
Steinrippen aufweist, die mit längs derselben verlaufenden Halteeisen versahen sind.
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Der Erfindung entsprechend wird das vorzugsweise aus spezifisch schweren
Steinen bestehende Gewölbe, dessen Tragrippen auch Zwischenfelder einschließen können,
so aufgebaut, daß das Halteeisen derart als Träger ausgebildet und so unmittelbar
mit der Steinrippe fest verbunden ist, daß dieser Träger eine feste Stütze für die
Rippensteine bildet.und die gesamte Rippe versteift, aber andererseits doch genügend
elastisch ist, um beim Steigen :des Gewölbebogens sich mit diesem verformen zu können.
Dadurch, daß durch die Träger jeder Gewölbestein mit den benachbarten Gewölbesteinen
in seiner richtigen Lage im Gewölbe festgehalten wird, wird eine Verfestigung des
Gewölbes erzielt unrd zufolge der Verformbarkeit der Träger die Verformung des Gewölbebogens
als Ganzes ermöglicht. Die gebogenen eisernen Träger stellen aber trotzdem für benachbarte
Steine oder Steingruppen eine praktisch starre Verbindung dar.
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Die Erfindung eignet sich auch mit besonderen Vorteilen zur Anwendung
auf Hängegewölbe, bei
welchen ein Teil des Gewölbedruckes durch
Aufhängen aufgefangen wird. Die Anwendung der Erfindung für Hängegewölbe zeichnet
sich einerseits, durch besondere Einfachheit und Billigkeit, andererseits .durch
eine weitgehende Möglichkeit der Beherrschung der Verformung des -Gewölbes beim
Steigen desselben aus.
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Es ist bekannt, auf die Steinrippen von Ofengewölben Halteeisen aufzulegen.
Bei reinen Hängedecken, die bekanntlich auch mit gewölbter Untersicht gebaut werden
können, dienen diese Halteeisen als Tragglieder. Die vorliegende Erfindung hat jedoch
mit reinen Hängedecken nichts zu tun, sondern bezieht sioli auf Gewölbe, bei denen
mindestens ein Teil des Gewölbegewichtes durch Gewölbewirkung aufgenommen, d. h.
auf seitliche Widerlager übertragen wird. In diesem Falle wird der -erfindungsgemäße,
entsprechend der Gewölbe-. form, gebogene Träger durch" seine feste Verbindung mit
den die Gewölberippe bildenden Steinen das Gewölbe verfestigen, aber trotzdem ein
Steigen .des Gewölbes bei Erwärmung desselben nicht ausschließen, da seine Deformierbarkeit
Kräfte .erfordert, die vom steigenden Gewölbe noch aufgebracht werden. Dabei wird
dieses Steigen des Gewölbes durch das Vorhandensein des Trägers über die ganze Gewölbebreite
vergleichmäßigt.
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Es ist bekannt, daß sich ,die Decke metallurgischer Ofen, z. B. von
Siemens-Martin-'Öfen, über. .die gesamte Breite derselben betrachtet, ungleichmäßig
abnutzt, und zwar so, daß die Abnutzeng in der -Nähe der lotrechten Ofenwände größer
ist als im Mittelteil des Gewölbes. Diese ungleichmäßige Schwächung des Gewölbes
führt .dazu, @daß auch die Deformation desselben im Falle der Erwärmung ungleichmäßig
ist. Man hat schon vorgeschlagen, die Teile des Gewölbes, welche an die Widerlager
grenzen und stärker abgenutzt werden als der Gewölbemittelteil, durch Druckteile
von oben abzudecken, und zwar um ein Ausbauchen des Gewölbes bei Kippen des Ofens
aus- -zuschließen. Diese nur bereichsweise ausgeführte Gewöl#beabdeclcung ist selbst
starr, und eine nachgiebige Versteifung der ganzen Rippe wird durch sie nicht erreicht.
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Ferner ist schon vorgeschlagen worden, die Steine einer- Gewölberippe-
in ein eisernes, profiliertes, der Rippenform folgendes und diese zur Gänze überspannendes
Tragglied, einzuschieben und außerdem federnd gegen ihrWi@derlager zu pressen. Dieses
Tragglied ist ebenfalls starr, d. h. daß es, abgesehen von ;der jedem Körper innewohnenden
natürlichen Elastizität, nicht @bewußt auf die Ausbildung eines der Rippendeformation
folgenden, wenn auch diese abschwächende, nachgiebi.genBauteiles ausgestaltet ist.
Das Problem, die Wärmedehnung der Rippe in ihrer Längsrichtung zu ermöglichen, wird
gemäß diesem älteren Vorschlag so gelöst, daß die Steine jeder Bogenrippe in der
Bogenrichtung verschiebbar in dem Tragglied angeordnet sind, das auch zu diesem
Zweck eine Art K.a,stenprofil aufweist; die Steinverschreibung erfolgt entgegen
der Wirkung von Federn, welche auf die beweglich ausgeführten Gewölbewiderlager
wirken.
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Im Gegensatz zu all diesen älteren Vorschlägen zielt das erfindungsgemäße
Gewölbe darauf ab, das bei Erhitzung des Gewölbes auftretende Steigen desselben
über die ganze Gewölbebreite zu vergleichmäßi,gen und die Lebensdauer des Gewölbes
dadurch zu vergrößern, daß auch die schon stark abgenutzten Steine viel länger sicher
im Verband des Bogens bleiben als bisher. Die feste Verbindung der Steinrippe mit
dem über ihr liegenden und einen Träger bildenden Halteeisen ist dabei so vollzogen,
daß Rippe und Träger ein Ganzes bilden. Das erfindungsgemäße Gewölbe ist sowohl
für feste, als für federnde, @d. h. nachgiebige Widerlager ausführbar. -Die Erfindung
wird im folgenden noch an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert.
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Fig. i ün@ 2 zeigen. eine Ausführungsform in Ansicht und -im Schnitt;
die Fig.3 stellt eine Ausführungsform mit einem Träger in Form eines federgespannten
Druckbandes in Ansicht dar.
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In beiden Ausführungsbeispielen handelt es sich um Gewölbe, die aus
Tragrippen und Zwischenfeldern aufgebaut sind.
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i sind die Hängesteine einer Tragrippe, a sind die Steine der Zwischenfelder;
die Hängesteine sind, wie -an sich- bekannt, bespielsweise mit Nasen 8 ausgestattet,
die zur Verbindung mit den auf den Steinen aufliegenden gebogenen Trägern dienen.
Das Gewölbewiderlager 12 ist auf irgendeine Weise mittelbar oder unmittelbar gefedert;
die Zeichnung zeigt schematisch an einem Tragrippenende eine Federeinrichtung 14
für das Widerlager 12. Über der aus den Steinen i bestehen--den Tragrippe liegt
.ein als gebogener Träger io (beispielsweise einfaches T-Profil) ausgeführtes Halteeisen,
welches ,demnach längs der Steinrippe verläuft. Die den einzelnen Rippen zugeordneten
Träger io sind an starren Querträgern 3 der eisernen Ofenkonstruktion zweckmäßig
einstellbar aufgehängt. Die Fig. 2 zeigt -zwei Ausführungsformen dieser Aufhängung;
eine (links) mit Schraubengewinde tragenden Träger 7, die andere mit einem Hängeeisen
7 in Form einer Drahtschlinge. Es genügen verhältnismäßig sehr wenige Hängeeisen
7. Die Hängesteine werden mit dem zugehörigen gebogenen Träger 1o vorteilhaft mittels
Drahtsch'lingeng fest und unmittelbar verbunden. Besonders- einfach ist es, für
alle Hängesteine einer Tragrippe oder für eine größere Zahl von Hängesteinen nur
eine einzige, durchlaufende, aus einem einzigen Drahtstück - gebildete Dra'htschlingenfolge
zu verwenden. Natürlich können die Hängesteine einer Tragrippe, aber auch in kleinen
Gruppen oder paarweise (s. Eig. i, links) mittels je einer Drahtschlinge zusammengefaßt
werden. Wie -die Zeichnung zeigt, erfolgt die Verbindung der Hängesteine i mit dem
Träger io derart, d,aß die Steine am- zugehörigen gebogenen Träger unmittelbar anliegen.
Dies führt imVerein mit der entsprechenden Dimensionierung des
Trägers
io dazu, daß die Hängesteine mit dem zugehörigen gebogenen Träger bei Durchführung
von Gewölbeverformungen eine innerhalb mäßiger Grenzen elastischeEinheit bilden.
Dabei stellt insbesondere die Anwendung einer zumindest gruppenweise durchlaufenden
Drahtschlinge mit am gebogenen Träger io anliegenden Hängesteinen eine besonders
einfache und billige Verwirklichung des Erfindungsgedankens dar.
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Der Aufbau des Gewölbes geht zweckmäßig so vor sich, daß nach Fertigstellung
des Gewölbes die gebogenen eisernen Träger io auf die Rippen aufgelegt und mit ihren
Hängesteinen mittels der Drahtschlingen unter Anspannen derselben verbunden «-erden.
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An Stelle der Träger io können auch Druckbänder 4 (Fig. 3) verwendet
werden, die in an sich bekannter Weise federnd am Ofengerüst 6 verankert sind. Durch
die Feder 5 wird das Druckband gespannt und dadurch von oben an das Gewölbe an.gepreßt.
Dadurch wird zufolge der festen Verbindung der Gewölbesteine mit dem zugehörigen
Druckband erzielt, daß die Gewölbesteine einer Rippe in richtiger Lage im Gewölbe
festgehalten werden, wobei aber die Druckbänder infolge der Federspannung die Verformung
des Gewölbes als Ganzes nicht ausschließen.
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Da die Drahtschlingen auf der glatten Oberseite der gebogenenTrägerio
bzw. Druckbänder4 aufruhen, können sich bei derVerformung des Gewölbes die Steine
derTragrippen auch relativ zum Träger bzw. demDruckband in .derLängsrichtung der
Rippe in einem den verschiedenen Wärmedehnungen entsprechenden Ausmaße verschieben.
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Bei Gewölben, die nicht als Hängegewölbe ausgebildet sind, können
an Stelle der Hängeeisen 7 druckfeste Stützen verwendet werden, die das Gewölbe
nach bekannter Art niederspannen, oder es entfallen die starren Träger 3 als Bauelement
der Decke sowie auch die Hängeeisen 7. Bei dieser Gewölbekonstruktion sind die gebogenen
Träger io allein mit den Tragrippen und nicht auch mit dem Traggerippe des Ofens
verbunden. Die eingangs angeführteVerfestigung des Gewölbes wird in diesem Fall
allein dadurch erzielt, daß die Hängesteine mit den benachbarten Hängesteinen durch
die feste Verbindung mit dem eisernen Trägerio in ihrer richtigenLage imGewölbe
festgehalten werden, wobei Träger und Tragrippe eine verfestigte, aber doch noch
als Ganzes deformierbare Einheit bilden.