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Aus einzelnen Steinen bestehender Elektroofendeckel Die Erfindung
betrifft eine aus einzelnen feuerfesten Steinen bestehende Ausmauerung eines eine
Kugelkappe bildenden Elektroofendeckels. Sie besteht .dahin, daß ein im Querschnitt
regelmäßig sechseckiger, von außen mach innen gleichmäßig entsprechend den Kappenradien
sich verjüngendk-x Gewölbestein als Zentralstein in den Mittelpunkt der Kappe gesetzt
wird und um diesen, bis zum Dockelrand, dem Zentralstein in Gestalt und Größe gleiche
Steine angeordnet werden, wobei adle Steine seitenflächig lückenlos aneinanderliegen.
Die ganze Deckelausmanerung besteht daher aus Steinen. eines. einzigen Steinformates,
welche je sechs gleich große und an sich kleine diruckaufnehmende Seitenflächen
besitzen und daher einseitig nicht drucküberbelastet sind, trotzdem aber starke
Drücke abfangen und weitergeben können. Die gleiche Entfernung der druckbelasteten
Seitenflächen vom Steinmittelpunkt läßt die Drücke auch gleichmäßig von der Masse
des Steines aufnehmen, so daß unterschiedliche Druckspannungen im Stein nicht entstehen,
was z. B. bei im Querschnitt rechteckigen Steinen der Fall ist.
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Die Sechseck-Forrm bewirkt eine gleichmäßige Verteilung des in Richtung
vom Deckelmittelpunkt nach dem Deckelrand und in konzentrisch zum Deckelmittelpunkt
liegeirden. Linsen verlaufenden Gewölbedruckes. Damit sind die bei Deckelausmanerungen
mit Steinen anderen, Formates auftretenden ungleichen Druckspannungen sowohl im
ganzen Gewölbe als auch. in dlen. einzelnen Steinen, völlig beseitigt, und die Deckelausmauerungen
nach der Erfindung zeigen eine bedeutend längere Haltbarkeit, weil auch alle durch,den
schroffen Temperaturwechsel
auftretenden, zusätzlichen Wärmespannungen
ebenso ausgeglichen werden wie die Gewölbedruckspann.ungen. Dabei ist der im Gewölbe
erfolgende Druckausgleich bereits so groß, daß auf den Haltering ein bedeutend geringerer
Druck zu lasten kommt als bei den bisher bekannten Ausmauerungen; daher kann der
Haltering sowie dessen Verspannung schwächer ausgeführt werden..
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Man hat bereits Gewölbe für Sieme`rns-Martinöfen aus wabenförmigen,
sechseckigen. Steinen ausgeführt. Der Zweck war, durchgehende Steinfugen zu vermeiden.
Bei solchen Gewölben, die nur Krümmungen in einer Richtung besitzen., treten die
Druckspannungen: welche bei Kugelkappen vorhanden sind, nicht auf, vor allem aber
fehlen, die durch schroffen Te@rnperaturwechsel hervorgerufenen Spannungen im Gewölbe
und im Sterin, denn die bekannten: Gewölbe stehen unter ständiger gleichmäßiger
Erhitzung, anders als. bei Elektraofendeckeln, die nachHöchs.terhitzung während
der Abdeckung des Ofens beim und nach dem Abheben in schroffster Weise durch die
Luft abgekühlt werden.
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Die Elektrodenöffnungen werden in die Ausmauerungen: des Deckels nach.
der Erfindung so eingesetzt, daß sie den vorhandenen Spannungs: ausgleich. im Deckel
nicht behindern. Dies geschient dadurch, daß jede Elektrodenöffnung vorn Paßsteünen
umschlossen wird., die mit einer Seitenfläche die Elektrodenöffnung umgrenzen, und
das dieses Seite gegenüberliegende Steinende legt sich mit den Seritenfiächen lückenlos
an die Deckelsteine. Die an. die, Deckelsteine anliegenden. Enden der PaßSteine
greifen somit in die durch die Deckelsteine gebildeten Zacken, ein. Sie bekommen.
da: durch nicht nur einen Halt gegen Verschiebung, sondern fügen sich, in das gesamte
Druckausgleichssystem des Deckels ein. Damit liegen die Elektrodenumrandungen in
gleichen. Spannungen wie die Deckelsteine und erleiden keine Verschiebung oder einseitige
Druckbelastung-, die sich sonst bei den: üblichen Deckelausmauerungen und Elektrodenumrandungen
bis zu einer wesentlichen und dann sehr nachteiligen: Verschiebung der Elektroden
auswirkt.
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Die Elektrodenöffnungen werden. ferner, erfindungsgemäß so in die
Ausmauerung des Deckels gelegt, daß zwischen den die Elektrodenöffnung bildenden
Paßs.teinen mindestens eine vom Zentralstein bis, zum Deckelrand reichende Steinseihe
liegt, die aus in dieser Richtung immer seitenflächig aneinanderliegenden Deckelsteinen
gebildet wird. Diese Steinreihen bilden. vom Zentralstein bis zum Deckelrand reichende
Druckglieder. Die Steine liegen mit zur radialen Richtung senkrecht stehenden Seitenflächen
aneinander und haben demnach eine große Druckfläche.
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Diese Steinreihen können aus Steinen gebildet sein, die höher sind
als die Deckelsteine. Es entstehen dann übern der Deckelfläche liegende Rippen,
die sowohl eine bessere Kühlung (durch vermehrte Abstrahlung) herbeiführen als auch
insbesondere Gurte ergeben, welche die Druckkräfte .ordnen, indem sich, seitliche
Drücke an dem aus. mehreren solcher.- Rippen, gebildeten Druckgerüst (Traggerüst)
des. Deckels anfegen. Die Rippen sind besonders vorteilhaft bei großen Deckeln und
großen Eleküradenöffnungen anzuwenden.
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Die seitlichen Druckkräfte im Deckel können ebenfalls in Rippen aufgefangen
werden, die konzentrisch um den Zentralstein liegen. Solche Rippen zeigen die Form
regelmäßiger Sechsecke. Sie bringen einen Ausgleich dies, Druckes, verbunden mit
einer erhöhten Wärmeabstrahlung. Dabei können zwecks besserer Verteilung der Druckkräfte
noch Rippen zwischen, den sechseckigen konzentrischen Lagern. gesetzt werden, die
dann eine besonders vorteilhafte Abstützung ergeben, wenn die Eckpunkte der Sechsecke
mit solchen Rippenreihen verbunden werden.
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Für den Anschluß der sechseckigen: Deckelsteine an den Haltering werden,
Paßsteine verwendet, die mit einer Seite dicht an dem Ring bzw. an den Widerlagersteinen
anliegen und mixt dem dieser Seite gegenüberliegenden Ende seitenflächig an den
Deckelsteinen lückenlos anliegen. Dadurch nehmen diese Paßs.teine vorn. allen Flächen
der Randdeckelsteine den Gewölbedruck auf, und dieser wird gleichmäßig auf den Haltering
übertragen;.
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Der Ausdruck lückenlos, der wiederholt gebraucht wird, sagt, d:aß
die Steine immer mit Flächen aneinanderliegen und niemals eine Ecke eines Steines
an einer Fläche eines benachbartem. Steines anliegt. Im letzteren Falle würden sich
Lücken. zwischen. einzelnen Steinen ergeben:. Solche sollen aber in der ganzen Deckelausmauerung,
sowohl in der Decke an sich als. auch beim Anschluß der Elektrodenumfassungen an.
die Deckelsteine und beim Anschluß der Deckelsteine an, den Haltering bzw. an das
Widerlager nicht vorhanden sein. Der durch die Sechseckfonn bewirkte, nach. sechs
Richtungen geleitete Druckausgleich ergibt eine für die Praxis besonders vorteilhafte
Ausmauerung. Eine Deckelausmauerung, welche alle oder einen großen Teil der hier
gebrachten Maßnahmen enthält, weist vor allem Stabilität in sich auf. Es treten
Verwerfungen, insbesondere ein Emporheben der Ausmauerung oder Teile dieser über
die obere Oberfläche der frisch eingemauerten Kugelkappe nicht ein. Die Zeichnung
stellt eine Ausmauerung nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dar (Fig.
I und II).
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An dem Deckelhaltering >: liegen die Widerlagersteine a. An diese
schließt sich. in Form einer Kugelkappe die eigentliche Ausmauerung 3 an. Diese
besteht aus dem Zentralstein 4 und, den übrigen Deckelsteinen 5. Zentralstein 4
und Deckelstein. 5 sind im Querschnitt regelmäßig sechseckig, und sie verjüngen
sich in der Höhe von außen nach innen gleichmäßig entsprechend den Kugelkappenradien.
Außerdem sind Zentralstein .4 und. Deckelsteine 5 in Gestalt und Größe gleich. An
den im Mittelpunkt der Kugelkappe liegenden Zentralstein 4 legen sich die gleich
großen Deckelsteine 5 seitenflächig an, Der Zentralstein 4 ist von einer
ersten
Lage Deckelsteine 5 (5a, 5b, 50, 5a, 5e, 5f) unnrundat. Weitere Deckelsteine
5 (5g, 5h, 5f, 5k, 51,
5m usw.) schließen sich an die erste Umrundung des
Zentralsteines 4 bis zum Deckelrand an.
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Vom Zentralstein 4, der als überhöhter Stein ausgebildet ist, gehen
aus überhöhten Deckelsteinern. gebildete Rippen 6, 7, 8" bis zum Deckelrand. An
diesen schließen die Rippen 9, 10, 11, 12, 13, 14 an, die ein Sechseck bilden. Ein
solches aus Rippen gebildetes. Sechseck 15, 16, 17, 18, 19, 20 liegt zwischen dem
Sechseck g, 10, 11, 12, 13, 14 und dem Zentralstein 4. Die Ecken; des äußeren Sechseckes,
9, to, 1'1, 12, 13, 14 sind mit den Ecken des inneren Sechseckes, 15, 16y 17, 18,
i9, 2o durch die Rippen 6, 7, 8 und 21, 22, 23 verbunden..
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Die Elektrodenöffnungen werden von den Pa,ßsteinen 32 und 33 umrandet.
Diese Stein: schließen sich mit den Seitenflächen 24, 25, 26 bzw. 27, 28 an, die
umliegendem. Deckelseine 5 an. 29 sind die Paßsteine für den Anschluß des Deckels
3 an das Widerlager 2. Mit den Seitenflächen 30, 31 liegen sie in dem Verband der
Deckelsteine 5. Die Länge der Paßsteine 29 wird auf der Baustelle durch Behauen
angepaßt, wenn man nicht vorgeformte Steine verwenden will. Die Mittelpunkte der
Elektrodenöffn.ungen liegen jeweü:ls. in den durch. den Zentralstein 4 und die Rippen
6, 7, 15, 16 bzw. 6, 8; 17, 18 b.zw. 7, 8, i9, 2o gebildetem: Feldern.
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Die Ausmauerung kann aus beliebigen Arten feuerfester Steine bestehen,
wenn sie nur insbesondere den Anforderungen auf Druckfeuerbeständigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit
entsprechen. So können Silika-, Magnesit-, Magnesit-Chromerz-Steine usw. verwendet
werden.