DK201000081U3 - Anordning af ildfaste plader - Google Patents

Abstract

Anordning (1) af ildtaste plader, der er anvendelig i feks. ovne, anlæg til forbrænding at affald og andre varmevekslersystemer, omfatter et antal ildfaste plader (2), som kan bringes til anlæg mod en væg (3), hvor pla derne (2) indbetatter en eller flere åbninger, der muliggør tastgørelse til væggen (3), og et antal keramiske møtrikker (4) til indgreb med bolte, der strækker sig fra væggen. Abningerne er enkeltvis eller i kombination udfor met til at optage de keramiske møtrikker (4).

Description

DK 2010 00081 U3

Anordning af ildfaste plader Frembringelsens område

Den foreliggende frembringelse angår en anordning af ildfaste plader, der er anvendelig i ovne, anlæg til forbrænding af affald og andre varmevekslersystemer, til beskyttelse af væggene i de metalliske varmevekslerrør under driften af en ovn samtidig med, at der opretholdes en tilfredsstillende varmeudveksling.

Frembringelsens baggrund

Den indre væg i ovne og forbrændingsanlæg er almindeligvis afskærmet af plader af ildfaste materialer, såsom siliciumcarbid, som beskytter de under-liggende varmevekslerrør mod korroderende gasser og syrestoffer, der almindeligvis udvikles i ovnen underforbrænding ved høj temperatur.

Der kendes plader med forskellige konfigurationer, såsom boltede plader, hængende plader (hvor der anvendes et anker/en krog til at ophænge pladerne på rørvæggen i ovnen) og modificerede hængende plader (kendes også som T-opslidsede plader, der er hybrider af boltede plader og hængende plader, og som har en lukket pladeflade med et anker, som har en i det væsentlige T-formet profil, til effektiv fastholdelse af pladerne).

Boltede plader, der normalt har en kvadratisk eller rektangulær form, installeres almindeligvis på rørvæggen af ovnen ved indføring af en gevindbolt, der er svejst på rørvæggen, gennem et hul, der normalt er placeret i midten af pladens flade, og ved fastgørelse af bolten med en møtrik. Der kan også være udformet et forsænket område i hullet, der virker som sæde for møtrikken. De bolte og møtrikker, der almindeligvis anvendes på området, er dannet af stål; for at beskytte dem mod de yderst korroderende for- 2 DK 2010 00081 U3 brændingsgasser og for at minimere mængden af gas, der kan løbe fra pladernes bagside, er der typisk mørtiet en keramisk hætte eller indsats på møtrikkerne. Indsatsen strækker sig almindeligvis gennem pladehullet og er forankret til stålmøtrikken. Et sådant system kræver anvendelse af forholdsvis store huller, normalt med en rektangulær form, for at optage indsatsene; tilstedeværelse af skarpe hulhjørner kan føre til revnedannelse og pladesvigt.

På trods af anvendelsen af mørtiede hætter er der endvidere tendens til, at yderst korroderende gasser trænger gennem pladehullerne og angriber metalboltene; dette fører til svigt af boltene, hvilket har den konsekvens, at pladerne er tilbøjelige til at falde af ovnvæggene, hvorved varmevekslerrørene blotlægges over for atmosfæren i forbrændingsanlægget. På baggrund af boltenes svigt skal plader almindeligvis udskiftes hvert 2. til hvert 4. fjerde år. Reparationsarbejderne er desuden besværlige i tilfældet med mørtiede hætter.

Der er således behov for et forbedret system af ildfaste plader, der afhjælper ulemperne, som er forbundet med den kendte teknik, og medfører en længere levetid for plader og reducerer kravene til vedligeholdelse.

Sammenfatning af frembringelsen

Den foreliggende frembringelse angår en anordning af ildfaste plader, der omfatter: et antal ildfaste plader, der kan bringes i anlæg mod en væg, hvor pladerne indbefatter en eller flere åbninger, der muliggør fastgørelse til væggen; og et antal keramiske møtrikker til indgreb med bolte, der strækker sig fra væggen, 3 DK 2010 00081 U3 hvor åbningerne enten enkeltvis eller i kombination er udformet til at optage de keramiske møtrikker.

Ifølge en udførelsesform for frembringelsen er de keramiske møtrikker udformet til generelt at flugte med overfladen af den omgivende plade efter installering og indgreb med boltene.

Anvendelsen af keramiske bolte til at indgribe med og fastgøre pladerne til rørvæggen i stedet for kombinationen af stålmøtrikker og keramiske hætter ved den kendte teknik har den fordel, at der tilvejebringes en mere effektiv barriere, som fuldstændigt dækker og beskytter de underliggende stålbolte mod korroderende forbrændingsgasser, der afgives under ovnens drift. Desuden er monterings- og vedligeholdelsesoperationerne nemmere og hurtigere.

Kort beskrivelse af tegningen

Fig. 1 er en plan afbildning af en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger er beliggende i midterområdet af pladerne; fig. 2 er en plan afbildning af en plade, der har en åbning i sit midterområde; fig. 3 viser afbildninger fra siden, i plan, i tværsnit og i perspektiv af en keramisk bolt til anvendelse ved en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen; fig. 4 er en afbildning i tværsnit af en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger er beliggende i midterområdet af pladerne; fig. 5 er en perspektivisk afbildning delvis i snit af en anordning af ildfaste 4 DK 2010 00081 U3 plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger er beliggende i midterområdet af pladerne; fig. 6 er en plan afbildning af en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger er beliggende ved kantområdet af pladerne; fig. 7 er en plan afbildning af plader, der har delåbninger i deres kantområder; fig. 8 er en afbildning i tværsnit af en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger er beliggende i kantområdet af pladerne; og fig. 9 er en perspektivisk afbildning delvis i snit af en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger er beliggende i kantområdet af pladerne.

Detaljeret beskrivelse af frembringelsen

Antallet af ildfaste plader ved anordningen ifølge frembringelsen danner et varmebestandigt, slidbestandigt og korrosionsbestandigt pladelignende dække, som udgør et beskyttende dække for den indre væg i et kammer i en højtemperaturovn. Denne anordning kan f.eks. anvendes i forbrændingsanlæg eller metalbearbejdningsovne, hvor ovnvæggen og konstruktionselementerne, der strækker sig bag den, såsom rør i en varmeveksler, skal dækkes og beskyttes mod de kemisk aggressive og slibemiddelmedførende gasser og forbrændingsprodukter, der afgives under driften af en ovn.

Afhængigt af driftstemperaturen, forbrændingsbetingelserne og genstandene, der skal forbrændes, kan der anvendes forskellige typer materiale til fremstilling af pladerne. Passende materialer kan vælges blandt gruppen 5 DK 2010 00081 U3 bestående af: - Materialer på basis af siliciumcarbid (SiC): varmebestandigt lerbundet SiC; mullit/corumdum-bundet SiC, Si02/cristoballit-bundet SiC (OSiC), sili-ciumnitrid-bundet SiC (NSiC), rekrystalliseret SiC (RSiC), siliceret SiC (SiSiC), sintret SiC (SSiC) og sintret SiC i nærvær af flydende fase (LPSiC); - materialer på basis af alumina/silica; chamotte i høj kvalitet, naturlige mul-litter, syntetiske, sintrede og smeltede mullitter, syntetiske corundumpro-dukter, såsom alumina, smeltet og sintret corundum og enhver kombination heraf; - cordierit-holdige materialer: cordierit/mullitkompositter, materialer, der hovedsageligt indeholder cordierit; - materialer på basis af zircon-silicat og materialer på basis af zircon-dioxid; og - blandinger heraf.

Pladerne omfatter fortrinsvis et SiC-baseret materiale, og mere fortrinsvis SiSiC, som udviser fremragende termisk ledningsevne og temperaturvek-selbestandighed; på grund af sin store mekaniske styrke gør SiSiC det endvidere muligt at anvende tynde pladevægge.

De keramiske møtrikker kan omfatte et keramisk materiale valgt blandt gruppen bestående af materialer på basis af siliciumcarbid, materialer på basis af alumina-silica, cordierit-holdige materialer, materialer på basis af zircon-silicat, materialer på basis af zircon-dioxid, og blandinger heraf, De keramiske møtrikker kan fortrinsvis omfatte et materiale på basis af siliciumcarbid, mere fortrinsvis valgt blandt gruppen bestående af varmebe- 6 DK 2010 00081 U3 standigt lerbundet SiC, mullit/corundum-bundet SiC, Si02/cristoballit-bun-det Sic (OSiC), siliciumnitrid-bundet SiC (NSiC), rekrystalliseret SiC (RSiC), siliceret SiC (SiSiC), sintret SiC (SSiC), sintret SiC i nærvær af flydende fase (LPSiC) og blandinger heraf.

Ifølge en foretrukket udførelsesform omfatter de keramiske møtrikker SiSiC, som har den fordel, at det er yderst stabilt ved høje temperaturer, der opnås under driften af en ovn, op til 1380 °C, og udviser fremragende tempe-raturvekselbestandighed. På grund af sin meget lave porøsitet eller ingen porøsitet yder et sådant materiale endvidere fremragende kemisk bestandighed over for yderst korroderende atmosfærer. SiSiC udviser også stor mekanisk styrke, slidbestandighed, sejhed over for brud og bestandighed overfor oxidering og krybning.

Ved anvendelse af keramiske møtrikker tilvejebringer den opnåede anordning af ildfaste plader en barriere mod større modstand over for passage af syrer og andre korroderende materialer derigennem, hvorved man undgår korrosion af den underliggende ovnvæg. De keramiske møtrikker dækker endvidere den øvre del af stålboltene, hvorved de beskyttes mod kemisk aggressive forbrændingsgasser, der afgives under driften af ovnen, og der opnås en længere levetid af forankringssystemet. Der kan endvidere anvendes runde keramiske møtrikker og runde åbninger med en mindre dimension, hvorved man undgår tendensen til revnedannelse ved skarpe hjørner, som de rektangulære huller ved den kendte teknik medfører. En anden fordel er, at installerings-, udskiftnings- og vedligeholdelsesoperationerne er hurtigere og nemmere i forhold til pladeforankringssystemerne ifølge den kendte teknik; især kan enkelte plader udskiftes uafhængigt uden behov for fjernelse af hele rækker af plader, blot ved afskruning af møtrikken og fjernelse af pladen ved en bevægelse vinkelret på væggen. Endelig er anordningen ifølge frembringelsen egnet til installering på principielt en hvilken som helst ovnflade.

7 DK 2010 00081 U3

Pladen og de keramiske møtrikker kan omfatte de samme eller forskellige keramiske materialer. Ifølge en udførelsesform er de keramiske møtrikker udformet til at flugte med overfladen af den omgivende plade efter installering og indgreb med boltene.

Ifølge en anden udførelsesform for frembringelsen er pladeåbningerne runde. Fig. 1 viser en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger (ikke vist i figuren) er beliggende i midterområdet af pladerne 2, og møtrikker 4 anvendes til indgreb med bolte (ikke vist i figuren), der strækker sig fra rørvæggen 3, hvorved pladerne fikseres til den underliggende rørvæg.

Fig. 2 viser en udførelsesform for en ildfast plade 2, der skal anvendes ved anordningen ifølge frembringelsen, hvor en åbning 5 er beliggende i midten af pladen.

Som vist i fig. 3a til 3d kan de keramiske møtrikker 4 endvidere indbefatte et indgrebsorgan 7 til at lette drejningen af møtrikken til indgreb med bolten 6.

Fig. 4 og 5 viser installerede anordninger af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger 5 er beliggende i midterområdet af pladerne 2, og møtrikker 4, der er placeret i åbningerne, indgriber med bolten 6, der strækker sig fra rørvæggen 3. Møtrikker 4 indbefatter indgrebsorganer 7 til at lette drejningen af møtrikken til indgreb med bolten 6.

Ifølge en anden udførelsesform for anordningen af ildfaste plader ifølge frembringelsen er i det mindste partier af åbningerne beliggende ved kanterne af respektive plader, så at delåbninger fra naboplader tilsammen danner åbninger, der er komplementære med de keramiske møtrikker. Åbningerne er fortrinsvis runde. Dette sidefikseringssystem muliggør fiksering 8 DK 2010 00081 U3 af plader i forskellige størrelser, som kan dække både et lige og et ulige antal varmeveksferrør.

Fig. 6 viser en anordning af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor partier af åbningerne er beliggende ved kanterne af respektive plader 2, og delåbninger fra naboplader tilsammen danner åbninger (ikke vist i figuren); keramiske møtrikker 4 indgriber med bolte (ikke vist i figuren), der strækker sig fra rørvæggen 3.

Fig. 7 viser en udførelsesform for en ildfast plade 2, der skal anvendes ved anordningen ifølge frembringelsen, hvor delåbninger 8 er beliggende ved kanten af pladerne 2.

Fig. 8 og 9 viser anordninger af ildfaste plader ifølge frembringelsen, hvor åbninger 5 er dannet af delåbninger, som er beliggende ved kanterne af respektive plader 2, og keramiske møtrikker 4, der er placeret i åbningerne, indgriber med boltene 6, der strækker sig fra rørvæggen 3. Keramiske møtrikker 4 indbefatter indgrebsorganer 7 til at lette drejningen af møtrikken til indgreb med bolten 6.

Endelig kan der være tilvejebragt et lag mørtel mellem pladerne og ovnens rørvæg samt mellem naboplader. Mørtlen bidrager til at fastgøre pladerne ved tilvejebringelse af en stiv fastgørelse og tilvejebringer en barriere mod indtrængning af aske og korroderende gasser mellem og bag pladerne; mørtlen sikrer samtidig varmeledning mellem varmerørene og pladerne.

Den ovenstående beskrivelse er rettet mod særlige udførelsesformer for den foreliggende frembringelse med henblik på illustration af den. Det vil imidlertid være klart for en fagmand på området, at mange modifikationer og variationer af de heri beskrevne udførelsesformer er mulige. Det er tilsigtet, at alle sådanne modifikationer og variationer ligger inden for omfan- DK 2010 00081 U3 9 get af den foreliggende frembringelse som angivet i de efterfølgende krav.

Claims (6)

10 DK 2010 00081 U3

1. Anordning (1) af ildfaste plader, omfattende: et antal ildfaste plader (2), der kan bringes i anlæg mod en væg (3), hvor pladerne indbefatter en eller flere åbninger (5) for at muliggøre fastgørelse til væggen; og et antal keramiske møtrikker (4) til indgreb med bolte (6), der strækker sig fra væggen; hvor åbningerne enten enkeltvis eller i kombination er udformet til at optage de keramiske møtrikker.

2 DK 2010 00081 U3 7/9

Figur 7 8/9 DK 2010 00081 U3 l

2. Anordning af ildfaste plader ifølge krav 1, hvor pladerne (2) omfatter et materiale valgt blandt grupperne bestående af materialer på basis af sili-ciumcarbid, materialer på basis på alumina-silica, cordierit-holdige materialer, materialer på basis af zircon-silicat, materialer på basis af zircon-dio-xid og blandinger heraf.

3. Anordning af ildfaste plader ifølge krav 2, hvor pladerne (2) omfatter et materiale på basis af siliciumcarbid valgt blandt gruppen bestående af var-mebestandigt lerbundet SiC, mullit/cordundum-bundet SiC, Si02/cristoballit-bundet SiC (OSiC), siliciumnitrid-bundet SiC (NSiC), re-krystalliseret SiC (RSiC), siliceret SiC (SiSiC), sintret SiC (SSiC), sintret SiC i nærvær af flydende fase (LPSiC) og blandinger heraf.

4. Anordning af ildfaste plader ifølge krav 3, hvor pladerne (2) omfatter siliceret siliciumcarbid (SiSiC).

5. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående 11 DK 2010 00081 U3 krav, hvor de keramiske møtrikker (4) omfatter et materiale valgt blandt grupperne bestående af materialer på basis af siliciumcarbid, materialer på basis af alumina-silica, cordierit-holdige materialer, materialer på basis af zircon-silicat, materialer på basis af zircon-dioxid og blandinger heraf.

6. Anordning af ildfaste plader ifølge krav 5, hvor de keramiske møtrikker (4) omfatter et siliciumcarbid-baseret materiale valgt blandt gruppen bestående af varmebestandigt lerbundet SiC, mullit/corundum-bundet SiC, Si02/cristobal!it-bundet SiC (OSiC), siliciumnitrid-bundet SiC (NSiC), re-krystalliseret SiC (RSiC), siliceret SiC (SiSiC), sintret SiC (SSiC), sintret SiC i nærvær af flydende fase (LPSiC) og blandinger heraf.

7. Anordning af ildfaste plader ifølge krav 6, hvor de keramiske møtrikker (4) omfatter siliceret siliciumcarbid (SiSiC).

8. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor pladerne (2) og de keramiske møtrikker (4) omfatter det samme materiale.

9. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor de keramiske møtrikker (4) er udformet til at flugte med overfladen af den omgivende plade (2) efter indgreb med boltene (6).

10. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor de keramiske møtrikker (4) indbefatter et indgrebsorgan (7) til at lette drejningen af møtrikkerne til indgreb med boltene.

11. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor i det mindste et parti af åbningerne (5) er beliggende i midterområdet af deres respektive plader (2) og er individuelt komplementære med de keramiske møtrikker (4). DK 2010 00081 U3 12

12. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor i det mindste partier af åbningerne (5) er beliggende ved kanterne af respektive plader (2), så at delåbninger (8) fra naboplader tilsammen danner åbninger (5), der er komplementære med de keramiske mø- 5 trikker (4).

13. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, der omfatter et lag mørtel mellem pladerne (2) og væggen (3).

14. Anordning af ildfaste plader ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, der omfatter et lag mørtel mellem naboplader (2). 3 DK 2010 00081 1/9

Figur 1 2/9 DK 2010 00081 U3

Figur 2 DK 2010 00081 U3 3/9

Figur 3 b Figur 3d DK 2010 00081 U3 4/9 t 2 4 7 2

Figur 4 5/9 OK 2010 00081 U3 1

figur DK 2010 00081 6/9

Figur 6

6 3 5 Figur 8 9/9 DK 2010 00081 U3

Pigur 9