EP1329681B1 - Vorrichtung zur Schleusung eines heissen mehlförmigen Gutes - Google Patents

Vorrichtung zur Schleusung eines heissen mehlförmigen Gutes Download PDF

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EP1329681B1
EP1329681B1 EP03000162A EP03000162A EP1329681B1 EP 1329681 B1 EP1329681 B1 EP 1329681B1 EP 03000162 A EP03000162 A EP 03000162A EP 03000162 A EP03000162 A EP 03000162A EP 1329681 B1 EP1329681 B1 EP 1329681B1
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pendulum
pendulum flap
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wear
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Horst Schilling
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KHD Humboldt Wedag AG
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    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/54Gates or closures
    • B65D90/62Gates or closures having closure members movable out of the plane of the opening
    • B65D90/623Gates or closures having closure members movable out of the plane of the opening having a rotational motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016Arrangements of preheating devices for the charge
    • F27B7/2025Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
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    • F27D7/02Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • F27D2007/026Dampers
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    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/007Partitions
    • F27D2099/0071Partitions used as registers

Definitions

  • the invention relates to a device for smelting a hot flour-shaped material, in particular a hot Zementrohmehlstromes in Zyklonschwebegas heat exchanger system of a plant for the production of cement clinker from raw meal, with a lock housing with upper Guteintrittsö Maschinen, lower Gutaustrittsö réelle and at least one arranged between the two openings pendulum flap.
  • Dry mortar cement clinker production plants have a raw meal preheater, typically consisting of a cyclone-fumed gas heat exchanger system, where the raw meal is fed at the top, where it successively passes through the cyclone stages in combined direct / countercurrent flow to the hot exhaust gas of a precalcination stage to be separated from the hot exhaust gas stream in the lowermost cyclone and introduced into the inlet chamber of the rotary kiln as a highly preheated cement raw meal, in the sintering zone of which it is burned to cement clinker.
  • a raw meal preheater typically consisting of a cyclone-fumed gas heat exchanger system, where the raw meal is fed at the top, where it successively passes through the cyclone stages in combined direct / countercurrent flow to the hot exhaust gas of a precalcination stage to be separated from the hot exhaust gas stream in the lowermost cyclone and introduced into the inlet chamber of the rotary kiln as a highly preheated cement raw meal, in the
  • the heated raw meal separated from the exhaust gas stream in the individual cyclone stages of the cyclone steam gas preheater train separated from one another is thereby introduced into the rotary kiln inlet chamber via vertical or inclined powder drop lines or raw meal chutes under the action of gravity in the respective exhaust gas line section or the precalcined raw meal from the lowest cyclone stage.
  • pendulum sluices or flap boxes also double-swing locks are installed in which one or two weight-loaded pendulum valves are integrated, which have the task of retaining the hot gas flow and on the other hand after a certain solids loading by pivoting the flaps the hot raw meal pass through the downfall line ( US 4494564A Publication "Rotary kiln plants" No. 8-100d of KHD Humboldt Wedag AG, 5-84, pages 8/9).
  • These pendulum flaps are exposed to a high mechanical, chemical and thermal stress and thus a high thermochemical and abrasive wear.
  • the pendulum flaps were previously formed in one piece, ie in the event of wear the entire pendulum flap had to be removed and repaired accordingly or replaced with a new pendulum flap.
  • the invention has for its object to provide for smuggling or distribution or allocation or allocation of a hot flour-shaped crop flow, in particular for cement plants, a device such as shuttle lock whose pendulum flap or its pendulum flaps in case of wear easy and inexpensive to repair or renew is or are.
  • Characteristic of the shuttle lock according to the invention is that arranged in the lock housing at least one pendulum flap is not formed in one piece, but at least two parts and is composed in two-part design of an upper suspension part and a lower wear part in particular other material.
  • the upper suspension part which may consist of a tough heat-resistant material
  • the lower wear part the pendulum flap, which preferably consists of a wear-resistant heat-resistant material, rigid, ie non-hinged but releasably connected to each other.
  • the size of the wearing part corresponds to that lower swing flap area, which comes into contact with the hot abrasive flow of flour during damming and releasing the periodically accumulated hot flour stream.
  • the upper suspension part and the lower wear part of other material can expand differently and there are no thermal stresses. In case of wear, only the connection between the upper suspension part and the lower wear part is released and the wearing part is repaired or replaced with a new part. In some cases, the materials of the two flap parts can also be made the same or identical.
  • the releasable connection between the upper suspension part and the lower wear part may be formed as a stiff or stiffened joint.
  • the upper suspension part and the lower wearing part of the pendulum flap on the adjacent sides in the manner of a tongue and groove connection engage each other, wherein in the toothed region of the interlocking flap parts by corresponding aligned through holes two spaced apart, parallel to Pivot axis of the pendulum flap lying bolt are releasably passed.
  • the upper suspension part of the pendulum flap may consist of a cast body, on the upper side of each of which a shaft journal is cast.
  • the two shaft journals of the upper suspension part then form the pivot axis or pendulum axis of the weight-loaded pendulum flap.
  • the suspension part can also be designed as a welded construction.
  • the lower wear part can also be designed as a casting, welded part or ceramic part.
  • the side of the wear-loaded pendulum flap facing away from the material flow to be blown can be coated with a refractory and wear-resistant material.
  • the two parts of the pendulum flap or at least the lower wear part may be formed as a composite body, consisting of a flat metallic base body, are arranged on the webs of a metallic grid-shaped grate, whose openings are filled with a heat-resistant ceramic material.
  • One or both flap parts can / may be provided on one or both surfaces but also with a different wear protection layer.
  • a pendulum sluice is installed in the inclined raw meal chute or downfall line 10, through which a hot raw meal flow 11 is conveyed from top to bottom under the action of gravity, with a housing 12 with upper material inlet opening 13 and lower Gutaustrittsö réelle 14 and arranged between two openings shuttle valve 15 which is held as a result of the weight load 16 in an oblique, the raw meal flow 11 shut-off position.
  • the pendulum lock with its weight-loaded pendulum flap 15 installed between the individual cyclone stages of the cyclone-floating-gas heat exchanger system of a cement clinker production line has the task of retaining both the hot exhaust gas flow rising in principle from the bottom up and, on the other hand, periodically after a certain solids loading by pivoting the pendulum flap 15 to the right dammed up hot raw meal stream 11 down through the Mehlfalltechnisch 10 a.
  • the pendulum flap 15 is formed at least in two parts and composed of an upper suspension part 15a and a lower wearing part 15b.
  • the upper suspension part 15a of the pendulum flap can be made of a tough, heat-resistant material, e.g. B. consist of a cast body, on the upper side on both sides of a respective shaft journal 17 is cast, so that the two shaft journals 17 form the pivot axis of the shuttle valve 15 in the valve housing 12.
  • the lower flap part 15b consists z. B. of a wear-resistant heat-resistant material.
  • Upper suspension part 15a and lower wear part 15b of the pendulum flap are stiff, ie not hinged, but releasably connected to each other.
  • the upper suspension part 15a and the lower wear part 15b of the pendulum flap on the adjacent sides in the manner of a tongue and groove connection with each other, wherein in the toothed region of the interlocking flap parts by corresponding aligned through holes two spaced apart, parallel to Pivot axis 17 of the shuttle flap lying bolts 18 and 19 releasably passed through.
  • the lower wear part 15b is repaired after its removal or replaced by a new wearing part.
  • the invention allows a strict separation of functions between the flap hanging part 15a made of a tough heat-resistant material and the flap wear part 15b made of a brittle and hard material and yet both flap parts are coupled together without thermal stresses occur.
  • the side of the pendulum flap facing away from the material flow to be blown 11 in the conveying direction may be coated with a refractory and wear-resistant material.
  • the two parts 15a and 15b of the pendulum flap may be formed as a composite body, consisting of a flat metallic base body, are arranged as reinforcements webs 20 of a metallic grid-shaped grate whose openings are filled with a heat-resistant ceramic material 21.
  • the two pendulum flap parts can also be designed as a cooling medium flowed hollow body, so that an additional external cooling of the pendulum flap is made possible.
  • the invention is applicable not only for pendulum flaps, but also for so-called impact sliders, which are installed in cement plants transversely in a coming from the rotary kiln hot gas line and have the task, preheated cement raw meal, which is introduced from the side into the hot gas line, depending on the impact damper position evenly distribute or suspend over the hot gas cross section.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schleusung eines heißen mehlförmigen Gutes, insbesondere eines heißen Zementrohmehlstromes in dem Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystem einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker aus Rohmehl, mit einem Schleusengehäuse mit oberer Guteintrittsöffnung, unterer Gutaustrittsöffnung und wenigstens einer zwischen beiden Öffnungen angeordneter Pendelklappe.
  • Anlagen zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl nach dem Trockenverfahren weisen einen Rohmehlvorwärmer auf, der in der Regel aus einem Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystem besteht, dem das Rohmehl oben aufgegeben wird, wo es nacheinander die Zyklonstufen im kombinierten Gleich-/Gegenstrom zum heißen Abgas einer Vorcalcinationsstufe durchwandert, um im untersten Zyklon vom heißen Abgasstrom abgetrennt und als hochgradig vorcaiciniertes Zementrohmehl in die Einlaufkammer des Drehrohrofens eingeführt zu werden, in dessen Sinterzone es zu Zementklinker gebrannt wird. Das in den einzelnen übereinander angeordneten Zyklonstufen des Zyklonschwebegas-Vorwärmerstranges vom Abgasstrom abgetrennte erhitzte Rohmehl wird dabei jeweils über vertikale oder schräge Mehlfallleitungen bzw. Rohmehlrutschen unter Einwirkung der Schwerkraft in den jeweiligen Abgasleitungsabschnitt bzw. das vorcalcinierte Rohmehl von der untersten Zyklonstufe in die Drehofeneinlaufkammer eingeführt.
  • In die Mehlfallleitungen sind sogenannte Pendelschleusen bzw. Klappenkästen, auch Doppel-Pendelschleusen eingebaut, in denen eine bzw. zwei gewichtsbelastete Pendelklappen integriert sind, welche die Aufgabe haben, den heißen Gasstrom jeweils zurückzuhalten und andererseits nach einer bestimmten Feststoffbeladung durch Aufschwenken der Klappen den heißen Rohmehlstrom nach unten durch die Mehlfallleitung durchzulassen ( US 4494564A Druckschrift "Drehrohrofenanlagen" Nr. 8-100d der KHD Humboldt Wedag AG, 5-84, Seiten 8/9). Diese Pendelklappen sind einer hohen mechanischen, chemischen und thermischen Beanspruchung und damit einem hohen thermochemischen und abrasiven Verschleiß ausgesetzt. Die Pendelklappen waren bisher einstückig ausgebildet, d. h. im Verschleißfalle musste die gesamte Pendelklappe ausgebaut und entsprechend repariert oder gegen eine neue Pendelklappe ausgetauscht werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Schleusung oder Verteilung bzw. Zuteilung eines heißen mehlförmigen Gutstromes insbesondere für Zementwerke eine Vorrichtung wie Pendelschleuse zu schaffen, deren Pendelklappe bzw. deren Pendelklappen im Verschleißfall einfach und kostengünstig zu reparieren bzw. zu erneuern ist bzw. sind.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Charakteristisch für die erfindungsgemäße Pendelschleuse ist, dass die im Schleusengehäuse angeordnete wenigstens eine Pendelklappe nicht einteilig, sondern wenigstens zweiteilig ausgebildet ist und bei zweiteiliger Ausführung aus einem oberen Aufhängeteil und einem unteren Verschleißteil insbesondere anderen Werkstoffs zusammengesetzt ist. Dabei sind das obere Aufhängeteil, das aus einem zähen hitzebeständigen Werkstoff bestehen kann, und das untere Verschleißteil der Pendelklappe, das vorzugsweise aus einem verschleißfesten hitzebeständigen Werkstoff besteht, steif, d. h. nicht gelenkig aber lösbar miteinander verbunden. Die Größe des Verschleißteils entspricht dabei demjenigen unteren Pendelklappenbereich, der beim Stauen und Freigeben des periodisch aufgestauten Heißmehlstromes mit dem heißen abrasiven Mehlstrom in Kontakt kommt. Das obere Aufhängeteil und das untere Verschleißteil anderen Werkstoffs können sich unterschiedlich ausdehnen und es entstehen keine Wärmespannungen. Im Verschleißfall wird lediglich die Verbindung zwischen dem oberen Aufhängeteil und dem unteren Verschleißteil gelöst und das Verschleißteil wird repariert oder gegen ein neues Teil ausgetauscht. Fallweise können die Werkstoffe der beiden Klappenteile auch gleich oder artgleich ausgeführt werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Pendelklappe kann die lösbare Verbindung zwischen dem oberen Aufhängeteil und dem unteren Verschleißteil wie ein steifes bzw. versteiftes Gelenk ausgebildet sein. Dabei können nach einem besonderen Merkmal der Erfindung das obere Aufhängeteil und das untere Verschleißteil der Pendelklappe an den einander benachbarten Seiten nach Art einer Nut-Feder-Verbindung ineinander greifen, wobei im Verzahnungsbereich der ineinander greifenden Klappenteile durch entsprechende fluchtende Durchgangsöffnungen zwei zueinander beabstandete, parallel zur Schwenkachse der Pendelklappe liegende Bolzen lösbar hindurchgeführt sind.
  • Das obere Aufhängeteil der Pendelklappe kann aus einem Gusskörper bestehen, an dessen Oberseite beidseitig je ein Wellenzapfen angegossen ist. Die beiden Wellenzapfen des oberen Aufhängeteils bilden dann die Schwenkachse bzw. Pendelachse der gewichtsbelasteten Pendelklappe. Das Aufhängeteil kann auch als Schweißkonstruktion ausgeführt werden. Das untere Verschleißteil kann ebenso als Gussteil, Schweißteil oder Keramikteil ausgeführt sein.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann wenigstens die dem zu schleusenden Gutstrom abgewandte Seite der verschleißbeanspruchten Pendelklappe mit einem feuerfesten und verschleißfesten Material beschichtet sein. Dazu können die beiden Teile der Pendelklappe oder wenigstens das untere Verschleißteil als Verbundkörper ausgebildet sein, bestehend aus einem flachen metallischen Grundkörper, auf dem Stege eines metallischen gitterförmigen Rostes angeordnet sind, dessen Öffnungen mit einer hitzebeständigen Keramikmasse ausgefüllt sind. Eines oder beide Klappenteile kann/können auf jeweils einer oder auf beiden Oberflächen aber auch mit einer anderen Verschleißschutzschicht versehen sein.
  • Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • Figur 1:
    eine in eine schräge Rohmehlrutsche bzw. Mehlfallleitung eines Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystems zur Vorerhitzung von Zementrohmehl eingebaute Pendelschleuse mit integrierter gewichtsbelasteter Pendelklappe,
    Figur 2:
    die Ansicht bzw. Draufsicht der Pendelklappe der Figur 1, und
    Figur 3:
    den Vertikalschnitt längs der Linie A-B der Figur 2.
  • Nach Figur 1 ist in die schräge Rohmehlrutsche bzw. Mehlfallleitung 10, durch welche unter Einwirkung der Schwerkraft ein heißer Rohmehlstrom 11 von oben nach unten gefördert wird, eine Pendelschleuse eingebaut mit einem Gehäuse 12 mit oberer Guteintrittsöffnung 13 und unterer Gutaustrittsöffnung 14 und mit einer zwischen beiden Öffnungen angeordneten Pendelklappe 15, die infolge der Gewichtsbelastung 16 in einer schrägen, den Rohmehlstrom 11 absperrenden Position gehalten wird. Die zwischen die einzelnen Zyklonstufen des Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystems einer Zementklinkerproduktionslinie eingebaute Pendelschleuse mit ihrer gewichtsbelasteten Pendelklappe 15 hat die Aufgabe, einerseits den im Prinzip von unten nach oben aufsteigenden heißen Abgasstrom jeweils zurückzuhalten und andererseits nach einer bestimmten Feststoffbeladung durch Aufschwenken der Pendelklappe 15 nach rechts den periodisch aufgestauten heißen Rohmehlstrom 11 nach unten durch die Mehlfallleitung 10a durchzulassen.
  • Erfindungsgemäß ist die Pendelklappe 15 wenigstens zweiteilig ausgebildet und aus einem oberen Aufhängeteil 15a und einem unteren Verschleißteil 15b zusammengesetzt. Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, kann das obere Aufhängeteil 15a der Pendelklappe aus einem zähen hitzebeständigen Werkstoff, z. B. aus einem Gusskörper bestehen, an dessen Oberseite beidseitig je ein Wellenzapfen 17 angegossen ist, so dass die beiden Wellenzapfen 17 die Schwenkachse der Pendelklappe 15 im Klappengehäuse 12 bilden. Das untere Klappenteil 15b besteht z. B. aus einem verschleißfesten hitzebeständigen Werkstoff.
  • Oberes Aufhängeteil 15a und unteres Verschleißteil 15b der Pendelklappe sind steif, d. h. nicht gelenkig, aber lösbar miteinander verbunden. Dazu greifen nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 das obere Aufhängeteil 15a und das untere Verschleißteil 15b der Pendelklappe an den einander benachbarten Seiten nach Art einer Nut-Feder-Verbindung ineinander, wobei im Verzahnungsbereich der ineinandergreifenden Klappenteile durch entsprechende fluchtende Durchgangsöffnungen zwei zueinander beabstandete, parallel zur Schwenkachse 17 der Pendelklappe liegende Bolzen 18 und 19 lösbar hindurchgeführt sind. Im Verschleißfall der Pendelklappe werden lediglich die beiden Bolzen 18 und 19 gelöst, und das untere Verschleißteil 15b wird nach seinem Ausbau repariert oder durch ein neues Verschleißteil ersetzt.
  • Die Erfindung erlaubt eine strenge Funktionstrennung zwischen dem Klappenaufhängeteil 15a aus einem zähen hitzebeständigen Werkstoff und dem Klappenverschleißteil 15b aus einem spröden und harten Werkstoff und doch sind beide Klappenteile zusammengekoppelt, ohne dass Wärmespannungen auftreten.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die dem zu schleusenden Gutstrom 11 in Förderrichtung abgewandte Seite der Pendelklappe mit einem feuerfesten und verschleißfesten Material beschichtet sein. In diesem Falle können die beiden Teile 15a und 15b der Pendelklappe als Verbundkörper ausgebildet sein, bestehend aus einem flachen metallischen Grundkörper, auf dem als Armierung Stege 20 eines metallischen gitterförmigen Rostes angeordnet sind, dessen Öffnungen mit einer hitzebeständigen Keramikmasse 21 ausgefüllt sind.
  • Die beiden Pendelklappenteile können auch als kühlmediumdurchströmte Hohlkörper ausgebildet sein, so dass eine zusätzliche externe Kühlung der Pendelklappe ermöglicht wird.
  • Die Erfindung ist anwendbar nicht nur für Pendelklappen, sondern auch für sogenannte Prallschieber, die bei Zementanlagen quer in eine vom Drehrohrofen kommende Heißgasleitung eingebaut sind und die Aufgabe haben, vorerhitztes Zementrohmehl, das von der Seite her in die Heißgasleitung eingeführt wird, je nach Prallschieberstellung gleichmäßig über den Heißgasquerschnitt zu verteilen bzw. zu suspendieren.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Schleusung eines heißen mehlförmigen Gutes, in dem Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystem einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl, mit einem Schleusengehäuse (12) mit oberer Guteintrittsöffnung (13), unterer Gutaustrittsöffnung (14) und wenigstens einer zwischen beiden Öffnungen angeordneter Pendelklappe (15),
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) die Pendelklappe (15) ist wenigstens zweiteilig ausgebildet und aus einem oberen Aufhängeteil (15a) und einem unteren Verschleißteil (15b) zusammengesetzt,
    b) oberes Aufhängeteil (15a) und unteres Verschleißteil (15b) der Pendelklappe sind steif, d. h. nicht gelenkig, aber lösbar miteinander verbunden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das obere Aufhängeteil (15a) der Klappe aus einem zähen hitzebeständigen Werkstoff und das untere Klappenteil (15b) aus einem verschleißfesten hitzebeständigen Werkstoff besteht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das obere Aufhängeteil (15a) und das untere Verschleißteil (15b) der Pendelklappe an einander benachbarten Seiten nach Art einer Nut-Feder-Verbindung ineinander greifen, und dass im Verzahnungsbereich der ineinandergreifenden Klappenteile durch entsprechende fluchtende Durchgangsöffnungen zwei zueinander beabstandete, parallel zur Schwenkachse (17) der Pendelklappe liegende Bolzen (18, 19) lösbar hindurchgeführt sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das obere Aufhängeteil (15a) der Pendelklappe aus einem Gusskörper besteht, an dessen Oberseite beidseitig je ein Wellenzapfen (17) angegossen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die dem zu schleusenden Gutstrom in Förderrichtung abgewandte Seite der Pendelklappe mit einem feuerfesten und verschleißfesten Material beschichtet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (15a, 15b) der Pendelklappe als Verbundkörper ausgebildet sind, bestehend aus einem flachen metallischen Grundkörper, auf dem Stege (20) eines metallischen gitterförmigen Rostes angeordnet sind, dessen Öffnungen mit einer hitzebeständigen Keramikmasse (21) ausgefüllt sind.
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