EP2175219B1 - Feuerfestes Auskleidungselement - Google Patents

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EP2175219B1
EP2175219B1 EP09171846.0A EP09171846A EP2175219B1 EP 2175219 B1 EP2175219 B1 EP 2175219B1 EP 09171846 A EP09171846 A EP 09171846A EP 2175219 B1 EP2175219 B1 EP 2175219B1
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EP
European Patent Office
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kiln
wall
refractory
base body
furnace
Prior art date
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Active
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EP09171846.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2175219A1 (de
Inventor
Andreas Loebner
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Maerz Ofenbau AG
Original Assignee
Maerz Ofenbau AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maerz Ofenbau AG filed Critical Maerz Ofenbau AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/04—Casings; Linings; Walls; Roofs characterised by the form, e.g. shape of the bricks or blocks used
    • F27D1/06—Composite bricks or blocks, e.g. panels, modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/12—Shells or casings; Supports therefor
    • F27B1/14—Arrangements of linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/10—Monolithic linings; Supports therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16—Making or repairing linings ; Increasing the durability of linings; Breaking away linings

Definitions

  • the invention relates to a furnace having at least one furnace wall lined with one or more refractory lining elements.
  • a refractory insulating board for use with flat furnace walls and ceilings. It consists essentially of a meander-shaped profiled support plate, are secured to the insulating layers.
  • Furnaces in particular industrial furnaces, such as a ring-shaft furnace or a Maerz-style parallel shaft regeneration furnace, are lined on the furnace walls with refractory materials formed either by refractory bricks or by one or more lining elements cast in place from refractory concrete.
  • refractory materials formed either by refractory bricks or by one or more lining elements cast in place from refractory concrete.
  • Such fire and insulating concrete for lining industrial furnaces are for example in the DE 29 48 978 A1 described.
  • an industrial furnace having a circumferentially curved, multi-layered inner wall wherein at least its convexly curved lining layer has interlocked, refractory shaped blocks.
  • at least one compensation area formed of refractory concrete elements and having an expansion joint is provided in the circumferential direction, which has at least one concrete anchor and is cast in place. Due to the expansion joint damage to the stones can be significantly reduced by heating and cooling processes.
  • the oven disclosed therein also has a furnace area with at least one hanging inner wall, wherein on the downwardly facing end face cast from cast concrete refractory ring is attached.
  • the DE 103 23 944 A1 describes an industrial furnace which is lined with refractory materials towards the process space and has a container shell formed of steel, with numerous similar cooling elements attached to the outside of the container shell.
  • Each cooling element essentially consists of a flexible base plate, which conforms to the container jacket, and at least one cooling channel connected to the latter in a heat-conducting manner.
  • a thermal paste is provided between the base plate and the container shell.
  • the JP 08 027505 A describes a water-cooled refractory element for an oven.
  • the JP 2001 091164 A and the DE 21 45 306 A Refractory linings for stoves are disclosed, the supporting elements simultaneously form the outer wall of the furnace.
  • WO 00/73242 A describes a refractory element enclosing a cooling tube, wherein it is proposed to fill the gap between the cooling tube and refractory element with an insulating material.
  • the object of the invention is to improve an oven with one or more refractory lining elements in such a way that rapid and uncomplicated replacement of damaged elements is made possible without the heat flow from the inside of the furnace being worsened compared with conventional linings of the furnace ,
  • the furnace according to the invention comprises at least one furnace wall to which one or more refractory lining elements are attached, the refractory lining element for attachment to a furnace wall comprising a metallic base body and a single or multi-layer structure of refractory materials with at least one layer of refractory concrete and at least an anchor, wherein the anchor is cast in the refractory concrete and is connected to the base body, and wherein the lining element is designed as a prefabricated component. Furthermore, a thermal compound is provided between the furnace wall and the at least one refractory lining element to compensate for unevenness and / or thermal expansion and / or other deformations.
  • the elements In order to facilitate handling of the lining elements when inserted into the furnace and when attached to the furnace, the elements must be made small relative to the furnace.
  • the dimension of the lining element is preferably about 1/20 to 1/60 of the circumference of the furnace. As a result, they are also good at deformed furnace walls. The gap between the furnace wall and the metallic body of the element is kept so small.
  • the single-layer or multi-layered structure may comprise, in addition to the at least one layer of refractory concrete, at least one insulating layer, for example of a ceramic fiber layer and / or an insulating concrete layer.
  • fastening means for fixing the lining element are provided on the metallic base body.
  • These fastening means can be formed, for example, by a flange-over edge region of the metallic main body projecting beyond the single- or multi-layered structure or by a plurality of threaded pins.
  • the at least one anchor can also be formed at least at one end as a round rod, which protrudes through the metallic base body on the single or multi-layered structure opposite side and there is provided with a thread as a fastening means.
  • screws are also considered as fastening means.
  • the refractory lining elements can be screwed or welded to the furnace wall, although other types of attachment are conceivable. Even the at first glance complicated welding of the lining elements is preferable to the conventional deliveries, since only this one step is time consuming and difficult, but many other processes completely eliminated.
  • the refractory lining element is fastened to at least one inner wall which is suspended in the furnace in the region of the downwardly pointing end wall.
  • FIG. 1a illustrated refractory lining element 10 is formed as a prefabricated component and consists essentially of a metallic base body 1, a single or multi-layer structure 2 of refractory materials and at least one anchor 3 with the one or more layered structure 2 is anchored to the base body 1.
  • the single or multilayer structure 2 consists in the illustrated embodiment from the inside to the outside of a ceramic fiber layer 2a, an insulating concrete layer 2b and another layer of refractory concrete 2c.
  • the anchors are welded to the metallic base body 1 before the layer (s) of the structure 2 are poured.
  • the lining element 10 also provides fastening means for fastening the lining element.
  • the fastening means are formed by threaded pins 4 or screws.
  • the lining element 10 is shown with a flat metallic base body 1, depending on the purpose of use, other, in particular convex or concave curved contours can be provided.
  • Fig. 1b is a section with three on a wall, in particular a furnace wall 5, fastened lining elements 10 shown.
  • the furnace wall 5 is provided with holes 5a, through which the threaded pins 4 protrude and are screwed to the furnace wall 5 with screws 6.
  • a refractory lining element 11 according to a second embodiment is shown, which differs from the refractory lining element according to FIG Fig. 1a essentially only by the formation of the armature 3 'is different. Otherwise, a metallic base body 1 and a single or multi-layered structure 2 is also provided here. In that regard, reference may be made to the previous statements.
  • the anchors 3 ' are formed at least at one end as a round rod, which protrudes through the metallic base body 1 on the single or multi-layered structure 2 opposite side and is provided there with a thread 7 as a fastening means.
  • the refractory lining elements 11 are in turn held by screws 6 on an outer wall, in particular a furnace wall 5.
  • a furnace which is, for example, a Maerz-style shaft furnace having two or more mutually parallel furnace shafts, each having an annular channel 21 into which fuel gases flow in the direction of arrow 22 to operate in a regenerative mode to flow over, not shown, second furnace shaft.
  • the annular channel 21 is bounded inwardly by a hanging arranged inner wall 23, which is flowed around by the hot fuel gases.
  • burning lime for example, temperatures of about 1000 ° C prevail here.
  • the inner wall 23 has a metallic, inner carrier layer 24 with cooling channels 25 through which air flows. At its lower end it merges into a holder 26 for supporting the vertical panels of the inner and outer walls and for suspending the inner wall paneling.
  • the inner wall 23 is also clad with refractory lining elements, which may optionally be clad by conventional bricks or by the above-described refractory lining elements.
  • the refractory lining element 12 in turn has the metallic body 1, anchor 3 and a single or multi-layered structure 2, which is formed in the illustrated embodiment by an insulating layer 2d and a layer of refractory concrete 2c.
  • the attachment of the lining element 12 to the holder 26 of the inner wall 23 has been realized here by screws 8, which are accessible via holes 9 in the multilayer structure.
  • a heat paste 28 is applied in the area of contact with the holder 26 in order to be able to compensate for unevenness and / or thermal expansion and / or other deformations.
  • the holes 9 are filled after screwing the lining element 12 in a suitable manner.
  • the fastening means are formed by a beadable edge region 1a of the metallic basic body 1 which projects beyond the lining element.
  • the lining element 12 is in turn lubricated with a thermal paste 28 in the region of the metallic main body 1. Subsequently, the lining element 12" is lifted from below against the holder 26 'designed as a prism ring. The incised edge region 1a is then crimped and possibly additionally welded.
  • these gaps are straightened, any welds separated or flanged areas separated.
  • the lining elements designed as prefabricated components can be fastened again.
  • the formation of the lining elements as prefabricated components allows a very fast assembly, so that the furnace or process container is ready for use again in a very short time.
  • the elements In order to facilitate handling of the lining elements when inserted into the furnace and when attached to the furnace, the elements must be made small relative to the furnace.
  • the dimension of the lining element is preferably about 1/20 to 1/60 of the circumference of the furnace. As a result, they are also good at deformed furnace walls.
  • the gap between the furnace wall and the metallic body of the element is kept so small.
  • the mechanical connection should be as solid as possible, which can be achieved for example by a plurality of screws (in particular more than 4, preferably more than 5).
  • a thermal paste is provided in the space, which can conduct the heat much better and more defined than a gas gap and up to 300 ° C preserves a certain plasticity.
  • the refractory lining elements described above can be used in all those places which are protected with refractory materials and subject to regular wear. By using prefabricated components, the downtime for the repair can be considerably shortened, since the drying of casting compounds suburb is eliminated. Furthermore, the attachment of the prefabricated components is a mere mechanic work, while the casting of lining elements has required on-site specialists. The critical work in the production of the lining element can thus be outsourced.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ofen mit wenigstens einer Ofenwand, die mit ein oder mehreren feuerfesten Auskleidungselementen ausgekleidet ist.
  • Aus der DE 70 31 973 U1 ist eine feuerfest ausgebildete Isolierplatte zur Verwendung für flache Ofenwände und Decken bekannt. Sie besteht im Wesentlichen aus einem mäanderförmig profilierten Tragblech, an dem Isolierstoffschichten befestigt sind.
  • Öfen, insbesondere Industrieöfen, wie beispielsweise ein Ringschachtofen oder ein Parallel-Schachtregenerativofen der Bauweise nach Maerz sind an den Ofenwänden mit feuerfeste Materialien ausgekleidet, die entweder durch feuerfeste Formsteine oder durch ein oder mehrere an Ort und Stelle aus feuerfestem Beton gegossene Auskleidungselemente gebildet werden. Solche Feuer- und Isolierbetone zur Auskleidung von Industrieöfen sind beispielsweise in der DE 29 48 978 A1 beschrieben.
  • Im Betrieb kommt es aufgrund der Einflüsse des Prozesse, die im Ofen ablaufen (Temperaturspannungen, chemischer Angriff, Abrasion usw.) zu Beschädigungen der Auskleidungselemente. Sowohl bei einem gemauerten Aufbau mit Formsteinen als auch bei einem Vorort gegossenen Auskleidungselement ist ein enormer Arbeits- und Zeitaufwand erforderlich, um beschädigte Auskleidungselemente auszutauschen. Wird das Auskleidungselement Vorort gegossen, müssen nachfolgend folgende Arbeitsschritte durchgeführt werden: Vollständiges Entfernen des alten Aufbaus, Anker anschweißen, Isolation anbringen, Schalung montieren, Gießmasse einfüllen und vibrieren, Ausschalen und Austrocknen. Alle Arbeitsschritte erfordern großes Geschick und Gewissenhaftigkeit, wobei zudem ein enormer Zeitaufwand erforderlich ist und der Ofen in dieser Zeit nicht in Betrieb genommen werden kann.
  • Aus der EP-B1-1 602 889 ist ein Industrieofen mit einer umlaufend gekrümmten, mehrschichtigen Innenwand bekannt, wobei zumindest ihre konvex gekrümmte Auskleidungsschicht miteinander verzahnte, feuerfeste Formsteine aufweist. Dabei ist in Unfangsrichtung wenigstens ein aus feuerfesten Betonelementen gebildeter, eine Dehnfuge aufweisende Ausgleichsbereich vorgesehen, der wenigstens einen Betonanker aufweist und an Ort und Stelle gegossen wird. Durch die Dehnungsfuge kann zuverlässig eine Beschädigung der Formsteine durch Aufheiz- und Abkühlvorgänge deutlich verringert werden. Der dort offenbarte Ofen weist zudem einen Ofenbereich mit wenigstens einer hängenden Innenwand auf, wobei an der nach unten weisenden Stirnfläche ein aus feuerfestem Beton gegossener Stützring angebracht ist.
  • Die DE 103 23 944 A1 beschreibt einen Industrieofen, der zum Prozessraum hin mit feuerfesten Materialien ausgekleidet ist und einen aus Stahl geformten Behältermantel aufweist, wobei auf der Außenseite des Behältermantels zahlreiche gleichartige Kühlelemente befestigt sind. Jedes Kühlelement besteht im Wesentlichen aus einer biegsamen und sich an den Behältermantel anschmiegenden Basisplatte und mindestens einem, mit dieser wärmeleitend verbundenen Kühlkanal. Um etwaige Luftspalte zu verhindern bzw. auszufüllen, wird zwischen der Basisplatte und dem Behältermantel eine Wärmeleitpaste vorgesehen.
  • Die JP 08 027505 A beschreibt ein wassergekühltes Feuerfestelement für einen Ofen. In der JP 2001 091164 A und der DE 21 45 306 A werden feuerfeste Auskleidungselemente für Öfen offenbart, deren Tragelemente gleichzeitig die Außenwand des Ofens bilden.
  • Weiterhin wird in der WO 00/73242 A ein Feuerfestelement beschrieben, das ein Kühlrohr umschließt, wobei vorgeschlagen wird, den Spalt zwischen Kühlrohr und Feuerfestelement mit einem isolierenden Material aufzufüllen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen mit ein oder mehreren feuerfesten Auskleidungselementen dahingehend zu verbessern, dass ein schnelles und unkompliziertes Auswechseln von beschädigten Elementen ermöglicht wird, ohne dass der Wärmefluss aus dem Inneren des Ofens heraus im Vergleich zu herkömmlichen Auskleidungen des Ofens verschlechtert wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Ofen weist wenigstens eine Ofenwand auf, an der ein oder mehrere feuerfeste Auskleidungselemente befestigt sind, wobei das feuerfeste Auskleidungselement zur Befestigung an einer Ofenwand einen metallischen Grundkörper und einen ein- oder mehrlagigen Aufbau aus feuerfesten Materialien mit wenigstens einer Lage aus feuerfestem Beton sowie wenigstens einen Anker aufweist, wobei der Anker in den feuerfesten Beton eingegossen ist und mit dem Grundkörper verbunden ist, und wobei das Auskleidungselement als Fertigbauteil ausgebildet ist. Weiterhin ist zwischen der Ofenwand und dem wenigstens einen feuerfesten Auskleidungselement eine Wärmeleitpaste zum Ausgleich von Unebenheiten und/oder thermischen Dehnungen und/oder anderen Verformungen vorgesehen ist.
  • Durch den mit dem Grundkörper verbundenen und im Beton eingegossenen Anker wird die Haftung des feuerfesten Betons am Auskleidungselement sichergestellt.
  • Bei der Beschädigung eines Auskleidungselementes kann dieses daher in kürzester Zeit ersetzt werden, da das verschlissene Auskleidungselement schnell ausgebaut werden kann und dann weder Steine neu aufgemauert, noch ein zeitaufwendiges Gießen Vorort erforderlich ist.
  • Um das Handhaben der Auskleidungselemente beim Einbringen in den Ofen und bei der Befestigung am Ofen einfach zu ermöglichen, müssen die Elemente relativ zum Ofen klein ausgeführt werden. Die Dimension des Auskleidungselements beträgt vorzugsweise etwa 1/20 bis 1/60 des Umfangs des Ofens. Dadurch liegen sie auch an verformten Ofenwänden gut an. Der Spalt zwischen der Ofenwand und dem metallischen Grundkörper des Elements wird so klein gehalten.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der ein- oder mehrlagige Aufbau kann, neben der wenigstens einen Lage aus feuerfestem Beton, wenigstens eine Isolationsschicht, beispielsweise aus einer keramischen Faserschicht und/oder einer isolierenden Betonschicht aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind am metallischen Grundkörper Befestigungsmittel zur Befestigung des Auskleidungselementes vorgesehen. Diese Befestigungsmittel können beispielsweise durch einen über den ein- oder mehrlagigen Aufbau hinausstehenden, umbördelbaren Randbereich des metallischen Grundkörpers oder durch mehrere Gewindezapfen gebildet werden. Der wenigstens eine Anker kann darüber hinaus zumindest an einem Ende als Rundstab ausgebildet werden, der durch den metallischen Grundkörper auf die dem ein- oder mehrlagigen Aufbau gegenüberliegende Seite hindurchragt und dort mit einem Gewinde als Befestigungsmittel versehen ist. Als Befestigungsmittel kommen insbesondere auch Schrauben in Betracht.
  • Die feuerfesten Auskleidungselemente können an die Ofenwand angeschraubt oder angeschweißt werden, wobei auch andere Befestigungsarten denkbar sind. Selbst das auf den ersten Blick komplizierte Anschweißen der Auskleidungselemente ist dem herkömmlichen Zustellen vorzuziehen, da nur dieser eine Arbeitsschritt zeitraubend und schwierig ist, dafür aber viele andere Vorgänge ganz entfallen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das feuerfeste Auskleidungselement an wenigstens einer im Ofen hängend ausgebildeten Innenwand im Bereich der nach unten weisenden Stirnwand befestigt.
  • Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1a
    eine Schnittdarstellung eines feuerfesten Auskleidungselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 1b
    eine Schnittdarstellung des feuerfesten Auskleidungselements gemäß Fig. 1a im montierten Zustand,
    Fig. 2a
    eine Schnittdarstellung eines feuerfesten Auskleidungselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2b
    eine Schnittdarstellung des feuerfesten Auskleidungselements gemäß Fig. 2a im montierten Zustand,
    Fig. 3
    eine Schnittdarstellung eines Ofens im unteren Bereich einer hängend angeordneten Innenwand mit einem dort angebrachten feuerfesten Auskleidungselement
    Fig. 4
    eine geschnittene Detailansicht des in Fig. 3 dargestellten Auskleidungselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 5
    eine geschnittene Detailansicht des in Fig. 3 dargestellten Auskleidungselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 6a
    eine geschnittene Detailansicht des in Fig. 3 dargestellten Auskleidungselements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 6b
    eine Schnittdarstellung des feuerfesten Auskleidungselements gemäß Fig. 6a vor seiner Montage und
    Fig. 6c
    eine Seitenansicht des umbördelbaren Randbereichs des metallischen Grundkörpers gemäß Fig. 6b.
  • Das in Fig. 1a dargestellte feuerfeste Auskleidungselement 10 ist als Fertigbauteil ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einem metallischen Grundkörper 1, einem ein- oder mehrlagigen Aufbau 2 aus feuerfesten Materialien sowie wenigstens einem Anker 3 mit den der ein- oder mehrlagige Aufbau 2 am Grundkörper 1 verankert ist. Der ein- oder mehrlagige Aufbau 2 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel von innen nach außen aus einer keramischen Faserschicht 2a, einer isolierenden Betonschicht 2b und einer weiteren Lage aus feuerfestem Beton 2c. Bei der Fertigung des Auskleidungselements 10 werden die Anker an dem metallischen Grundkörper 1 angeschweißt, bevor die Lage(n) des Aufbaus 2 gegossen werden. Das Auskleidungselement 10 sieht zudem Befestigungsmittel zur Befestigung des Auskleidungselements vor. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Befestigungsmittel durch Gewindezapfen 4 oder Schrauben gebildet.
  • Wenngleich das Auskleidungselement 10 mit einem eben ausgebildeten metallischen Grundkörper 1 dargestellt ist, können je nach Einsatzzweck auch andere, insbesondere konvex oder konkav gebogene Konturen vorgesehen werden.
  • In Fig. 1b ist ein Ausschnitt mit drei an einer Wand, insbesondere einer Ofenwand 5, befestigten Auskleidungselementen 10 dargestellt. Zu diesem Zweck ist die Ofenwand 5 mit Löchern 5a versehen, durch welche die Gewindezapfen 4 hindurchragen und mit Schrauben 6 an der Ofenwand 5 verschraubt werden.
  • In Fig. 2a ist ein feuerfestes Auskleidungselement 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, welches sich vom feuerfesten Auskleidungselement gemäß Fig. 1a im Wesentlichen nur durch die Ausbildung der Anker 3' unterscheidet. Ansonsten ist auch hier ein metallischer Grundkörper 1 und ein ein- oder mehrlagige Aufbau 2 vorgesehen. Insoweit kann auf die vorherigen Ausführungen verwiesen werden.
  • Die Anker 3' sind zumindest an einem Ende als Rundstab ausgebildet, der durch den metallischen Grundkörper 1 auf die dem ein- oder mehrlagigen Aufbau 2 gegenüberliegende Seite hindurchragt und dort mit einem Gewinde 7 als Befestigungsmittel versehen ist. Im eingebauten Zustand gemäß Fig. 2b werden die feuerfesten Auskleidungselemente 11 wiederum durch Schrauben 6 an einer Außenwand, insbesondere einer Ofenwand 5 gehalten.
  • In Fig. 3 ist ein Ofen dargestellt, bei dem es ich beispielsweise um einen Schachtofen der Bauweise nach Maerz handelt, der zwei oder mehrere zueinander parallele Ofenschächte aufweist, die jeweils einen Ringkanal 21 aufweisen, in den Brenngase in Richtung des Pfeils 22 einströmen, um in einen regenerativ betriebenen, nicht näher dargestellten zweiten Ofenschacht überzuströmen. Der Ringkanal 21 wird nach innen durch eine hängend angeordnete Innenwand 23 begrenzt, die von den heißen Brenngasen umströmt wird. Beim Brennen von Kalk herrschen hierbei beispielsweise Temperaturen von ca. 1000°C.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Innenwand 23 eine metallische, innere Trägerschicht 24 mit luftdurchströmten Kühlkanälen 25 auf. An ihrem unteren Ende geht sie in eine Halterung 26 zur Unterstützung der vertikalen Verkleidungen der Innen- und Außenwand sowie zum Abhängen der Innenwandverkleidung über. Die Innenwand 23 ist zudem mit feuerfesten Auskleidungselementen verkleidet, die wahlweise durch herkömmliche Formsteine oder durch die obenbeschriebenen feuerfesten Auskleidungselemente verkleidet sein kann.
  • Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele für das an der nach unten weisenden Stirnfläche der Innenwand 23 befestigte feuerfeste Auskleidungselement 12 beschrieben.
  • Das feuerfeste Auskleidungselement 12 weist wiederum den metallischen Grundkörper 1, Anker 3 sowie einen ein- oder mehrlagigen Aufbau 2 auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Isolationsschicht 2d und eine Lage aus feuerfesten Beton 2c gebildet wird. Die Befestigung des Auskleidungselements 12 an der Halterung 26 der Innenwand 23 wurde hier durch Schrauben 8 realisiert, die über Bohrungen 9 im mehrlagigen Aufbau zugänglich sind. Vor dem Anbringen des Auskleidungselements 12 wird im Kontaktbereich mit der Halterung 26 eine Wärmepaste 28 aufgetragen um Unebenheiten und/oder thermische Dehnungen und/oder andere Verformungen ausgleichen zu können. Die Bohrungen 9 werden nach dem Verschrauben des Auskleidungselements 12 in geeigneter Weise verfüllt.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wird das Auskleidungselement 12' nicht verschraubt, sondern in den Bereichen 29 mit der Halterung 26 verschweißt.
  • In den Figuren 6a bis 6c werden in einer dritte Variante eines Auskleidungselements 12" die Befestigungsmittel durch einen über das Auskleidungselement hinaus stehenden, umbördelbaren Randbereich 1a des metallische Grundkörpers 1 gebildet. Dieser Randbereich 1a ist zweckmäßigerweise geschlitzt, um das Umbördeln zu erleichtern.
  • Bei der Montage wird das Auskleidungselement 12" wiederum mit einer Wärmeleitpaste 28 im Bereich des metallischen Grundkörpers 1 eingeschmiert. Anschließend wird das Auskleidungselement 12" von unten gegen die als Prismenring ausgebildete Halterung 26' gehoben. Der eingeschnittene Randbereich 1a wird dann umgebördelt und eventuell noch zusätzlich verschweißt.
  • Bei allen angebrachten Auskleidungselementen werden etwaige zur Montage erforderliche Spalte im Innen- und/oder Außenumfang mit geeigneten Massen zugegossen.
  • In einem Reparaturfall werden diese Spalte frei gestemmt, etwaige Schweißnähte aufgetrennt bzw. umgebördelten Bereiche abgetrennt. Bei Verschraubungen werden die Schrauben gelöst. Nach dem Putzen der Oberfläche der Halterung können die als Fertigbauteile ausgebildeten Auskleidungselemente wieder befestigt werden. Die Ausbildung der Auskleidungselemente als Fertigbauteile ermöglicht eine sehr schnelle Montage, sodass der Ofen bzw. Prozessbehälter in kürzester Zeit wieder einsatzbereit ist. Bei Verwendung von Fertigbauteilen ist es für die Funktion besonders wichtig, eine berechenbare, definierte thermische Ankopplung des Auskleidungselements an eine meist gekühlte Halterung oder Wand zu gewährleisten.
  • Um das Handhaben der Auskleidungselemente beim Einbringen in den Ofen und bei der Befestigung am Ofen einfach zu ermöglichen, müssen die Elemente relativ zum Ofen klein ausgeführt werden. Die Dimension des Auskleidungselements beträgt vorzugsweise etwa 1/20 bis 1/60 des Umfangs des Ofens. Dadurch liegen sie auch an verformten Ofenwänden gut an. Der Spalt zwischen der Ofenwand und dem metallischen Grundkörper des Elements wird so klein gehalten. Die mechanische Anbindung sollte möglichst solide sein, was beispielsweise durch eine Vielzahl von Schrauben (insbesondere mehr als 4, vorzugsweise mehr als 5) erreicht werden kann.
  • Da der Spalt zwischen einer Halterung bzw. Wand und dem feuerfesten Auskleidungselement bedingt durch Fertigungstoleranzen, Unebenheiten, thermische Dehnungen und/oder anderen Verformungen schwankt, ist im Zwischenraum eine Wärmeleitpaste vorgesehen, welche die Wärme wesentlich besser und definierter als ein Gasspalt leiten kann und bis zu 300°C eine gewisse Plastizität bewahrt. Die oben beschriebenen, feuerfesten Auskleidungselemente können an all denjenigen Stellen eingesetzt werden, die mit feuerfesten Massen geschützt und einem regelmäßigen Verschleiß unterliegen. Durch die Verwendung von Fertigbauteilen lässt sich die Stillstandszeit für die Ausbesserung erheblich verkürzen, da das Austrocknen von Vergussmassen Vorort wegfällt. Des Weiteren ist die Anbringung der Fertigbauteile eine reine Mechanikerarbeit, während das Gießen von Auskleidungselementen Vorort Spezialisten erfordert hat. Die kritischen Arbeiten bei Herstellung des Auskleidungselementes können somit ausgelagert werden.

Claims (10)

  1. Ofen mit wenigstens einer Ofenwand (5, 23), an der ein oder mehrere feuerfeste Auskleidungselemente (10, 11, 12, 12") befestigt sind, wobei das feuerfeste Auskleidungselement (10, 11, 12, 12") zur Befestigung an der Ofenwand (5, 23) einen metallischen Grundkörper (1) und einen ein- oder mehrlagigen Aufbau (2) mit wenigstens einer Lage aus feuerfestem Beton (2c) sowie wenigstens einen Anker (3, 3') aufweist, wobei der Anker in den feuerfesten Beton eingegossen und mit dem Grundkörper verbunden ist, und wobei das Auskleidungselement als Fertigbauteil ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ofenwand (5, 23) und dem wenigstens einen feuerfesten Auskleidungselement (10, 11, 12, 12") eine Wärmeleitpaste zum Ausgleich von Unebenheiten und/oder thermischen Dehnungen und/oder anderen Verformungen vorgesehen ist.
  2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ein- oder mehrlagige Aufbau wenigstens eine Isolationsschicht (2a, 2b) aufweist.
  3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am metallischen Grundkörper (1) Befestigungsmittel zur Befestigung des Auskleidungselements (10, 11) an der Ofenwand (5, 23) vorgesehen sind.
  4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel durch einen über das Auskleidungselement (12") hinausstehenden, umbördelbaren Randbereich (1a) des metallischen Grundkörpers (1) gebildet werden.
  5. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel durch mehrere Gewindezapfen (4) gebildet werden, die auf der dem ein- oder mehrlagigen Aufbau (2) gegenüberliegenden Seite des metallischen Grundkörpers (1) vorstehen.
  6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anker (3') zumindest an einem Ende als Rundstab ausgebildet ist, der durch den metallischen Grundkörper (1) auf die dem ein- oder mehrlagigen Aufbau (2) gegenüberliegenden Seite hindurchragt und dort mit einem Gewinde (7) als Befestigungsmittel versehen ist.
  7. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel durch Schrauben (6) gebildet werden.
  8. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feuerfesten Auskleidungselemente (10, 11, 12) an der Ofenwand (5, 23) angeschraubt sind.
  9. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feuerfesten Auskleidungselemente (10, 11, 12) an der Ofenwand (5, 23) angeschweißt sind.
  10. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen Ofenbereiche aufweist, die durch wenigstens eine hängende Innenwand (23) gebildet werden, wobei das wenigstens eine feuerfeste Auskleidungselement (12) an der nach unten weisenden Stirnfläche der Innenwand befestigt ist.
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