EP3561385A1 - Refractory wall with anti-corrosive layer - Google Patents
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Abstract
Eine feuerfeste Wand (W), insbesondere für einen Verbrennungsofen, umfasst ein, insbesondere metallisches, Basiselement (1) und eine dem Basiselement (1) vorgesetzte feuerfeste Schutzverkleidung (2) aus feuerfesten Platten (21). Zum Schutz gegen durch die Schutzverkleidung (2) hindurchgetretene Rauchgase weist das Basiselement (1) zumindest an einer der Schutzverkleidung (2) zugewandten Seite eine keramische Korrosionsschutzschicht (10) auf.A refractory wall (W), in particular for a combustion furnace, comprises a, in particular metallic, base element (1) and a refractory protective covering (2) made of refractory plates (21) which is placed in front of the base element (1). For protection against flue gases passing through the protective lining (2), the base element (1) has a ceramic corrosion protection layer (10) at least on one side facing the protective lining (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Wand, insbesondere für einen Verbrennungsofen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen feuerfesten Wand.The invention relates to a refractory wall, in particular for a combustion furnace, according to the preamble of
Solche feuerfesten Wände werden z.B. in Feuerräumen von Verbrennungsanlagen zur Rückgewinnung von Wärmeenergie der heissen Rauchgase eingesetzt. Prinzipiell ist zu unterscheiden zwischen Wänden, die im praktischen Einsatz einen Teil der Begrenzungswände eines Verbrennungsofens bilden, und Wänden, die im praktischen Einsatz innerhalb des Verbrennungsofens z.B. hängend angeordnet und mehrseitig von Rauchgas beaufschlagt sind. Typische Vertreter solcher Wände sind z.B. in der
Das üblicherweise metallische Basiselement der Wand ist oft als Rohrwand ausgebildet und besteht in der Regel aus durch Stege verbundenen Rohren. Die feuerfeste Schutzverkleidung ist der Rohrwand vorgesetzt und soll die Rohrwand vor Korrosion durch Rauchgase schützen. Die feuerfeste Schutzverkleidung ist in der Regel aus in Reihen und Spalten neben- bzw. übereinander angeordneten Platten gebildet. Je nach Einsatzzweck ist die Schutzverkleidung nur auf einer Seite der Rohrwand angeordnet (z.B.
Durch eine Schutzverkleidung geschützte Basiselemente werden z.B. auch bei Wirbelschichtöfen eingesetzt, wo es darum geht, eine metallische Kesselwand vor Korrosion durch Rauchgase zu schützen. In diesem Fall ist das Basiselement durch die Kesselwand gebildet.Protective cover protected base elements are used e.g. Also used in fluidized bed ovens, where it comes to protect a metallic boiler wall from corrosion by flue gases. In this case, the base member is formed by the boiler wall.
Die Platten der Schutzverkleidung sind in der Regel durch verschiedene Massnahmen bis zu einem gewissen Grad gegenseitig abgedichtet, um den Durchtritt von Rauchgasen zu verhindern. Allerdings lässt es sich in der Praxis dadurch allein nicht vollständig vermeiden, dass korrosive Rauchgase durch die Schutzverkleidung gelangen und das dahinter liegende Basiselement, also z.B. die Rohrwand oder Kesselwand, angreifen können.The panels of the protective cover are usually mutually sealed by various measures to some extent to prevent the passage of flue gases. However, in practice this alone can not completely avoid that corrosive flue gases through the protective lining reach and the underlying base element, so for example, the pipe wall or boiler wall attack.
Sogenannte aktiv hinterlüftete Systeme begegnen diesem Problem dadurch, dass durch den Zwischenraum zwischen dem Basiselement und der im Abstand vorgesetzten Schutzverkleidung ein Schutzgas - im allgemeinen Luft - durchgepumpt wird. Das Gas bzw. die Luft steht dabei gegenüber dem Feuerraum des Verbrennungsofens unter einem leichten Überdruck, wodurch verhindert wird, dass die Rauchgase aus dem Feuerraum in den Wandzwischenraum eindringen und das metallische Basiselement angreifen können. Typische Beispiele solcher hinterlüfteten Systeme sind z.B. in der
Aktiv hinterlüftete Systeme sind wegen der erforderlichen Schutzgaszufuhr konstruktiv relativ aufwändig. Ausserdem wird für das Durchpumpen des Schutzgases unter Überdruck auch Energie verbraucht.Active ventilated systems are structurally relatively complex because of the required protective gas supply. In addition, energy is consumed for pumping the protective gas under pressure.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine feuerfeste Wand dahingehend verbessert werden, dass einerseits auf eine aktive Hinterlüftung verzichtet werden kann und anderseits trotzdem ein zuverlässiger Schutz des mindestens einen Basiselements vor der korrosiven Wirkung von Rauchgasen erreicht wird.By the present invention, therefore, a refractory wall to be improved so that on the one hand can be dispensed with an active ventilation and on the other hand, a reliable protection of at least one base element is achieved against the corrosive effect of flue gases.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe feuerfeste Wand gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Patentanspruch 15 definiert ein Verfahren zur Herstellung einer solchen feuerfesten Wand. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This object of the invention is achieved by the inventive refractory wall, as defined in
Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden: Eine feuerfeste Wand, insbesondere für einen Verbrennungsofen, umfasst mindestens ein Basiselement und eine dem mindestens einen Basiselement vorgesetzte feuerfeste Schutzverkleidung aus feuerfesten Platten. Das mindestens eine Basiselement weist zumindest an einer der Schutzverkleidung zugewandten Seite eine keramische Korrosionsschutzschicht auf. Durch die keramische Korrosionsschutzschicht können durch die Schutzverkleidung eingedrungene aggressive Rauchgase das mindestens eine Basiselement nicht angreifen, so dass eine aktive Hinterlüftung wegfallen kann.The essence of the invention consists in the following: A refractory wall, in particular for a combustion furnace, comprises at least one base element and a refractory protective lining of refractory plates which is pre-fitted to the at least one base element. The at least one base element has a ceramic corrosion protection layer at least on one side facing the protective lining. Due to the ceramic corrosion protection layer, aggressive flue gases which have penetrated through the protective lining can not attack the at least one base element, so that an active rear ventilation can be omitted.
Die keramische Korrosionsschutzschicht kann das mindestens eine Basiselement an einer der Schutzverkleidung zugewandten Seite ganz oder auch nur bereichsweise bedecken, beispielsweise wenn für gewisse Bereiche ein anderer Korrosionsschutz vorgesehen ist oder gar keiner benötigt wird.The ceramic corrosion protection layer can cover the at least one base element on a side facing the protective covering entirely or only in regions, for example, if another corrosion protection is provided for certain areas or none at all is required.
Vorzugsweise weist die keramische Korrosionsschutzschicht einen Anteil an Tricalciumaluminat und SiC auf, der mindestens 60 Gew.% beträgt. So kann eine hohe Temperaturfestigkeit und Schutzwirkung erreicht werden.Preferably, the ceramic corrosion protection layer has a content of tricalcium aluminate and SiC which is at least 60% by weight. Thus, a high temperature resistance and protective effect can be achieved.
Vorteilhafterweise ist die Korrosionsschutzschicht eine ausgehärtete bzw. hydraulisch abgebundene keramische Paste. Dadurch lässt sich die Korrosionsschutzschicht als Paste relativ einfach auf das (in der Regel metallische) mindestens eine Basiselement aufbringen.Advantageously, the corrosion protection layer is a cured or hydraulically set ceramic paste. As a result, the corrosion protection layer can be applied as a paste to the (usually metallic) at least one base element relatively simply.
Vorzugsweise ist die keramische Paste eine Mischung von festen Bestandteilen und Wasser und enthält unmittelbar nach dem Mischen ihrer Bestandteile bezogen auf die Gesamtheit ihrer festen Bestandteile einen Anteil von 20-80 Gew.%, vorzugsweise 35-75 Gew.%, SiC und zusätzlich einen Anteil von 10-50 Gew.% Al2O3, 5-30 Gew.% SiO2 und 1-5 Gew.% CaO. Mit diesen Zusammensetzungen kann einerseits eine hohe Temperaturfestigkeit und Schutzwirkung erreicht werden und anderseits kann der thermische Ausdehnungskoeffizient an denjenigen des mindestens einen Basiselements angepasst werden, so dass die Korrosionsschutzschicht bei thermischer Belastung sicher auf dem mindestens einen Basiselement haften bleibt. Vorteilhafterweise weicht dabei der thermische Ausdehnungskoeffizient der Korrosionsschutzschicht um nicht mehr als 10% vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Basiselements ab.Preferably, the ceramic paste is a mixture of solid components and water and immediately after mixing its constituents, based on the totality of its solid constituents, contains 20-80% by weight, preferably 35-75% by weight, SiC and additionally one portion from 10-50 wt.% Al 2 O 3 , 5-30 wt.% SiO 2 and 1-5 wt.% CaO. With these compositions, on the one hand, a high temperature resistance and protective effect can be achieved and, on the other hand, the thermal expansion coefficient can be adapted to that of the at least one base element so that the corrosion protection layer reliably adheres to the at least one base element under thermal stress. Advantageously, the coefficient of thermal expansion of the anticorrosive layer differs by no more than 10% from the thermal expansion coefficient of the at least one base element.
Vorteilhafterweise weist die Korrosionsschutzschicht eine Dicke von 0,1 - 3 mm, vorzugsweise 0,9 - 1,1 mm auf. Dies ist ein vorteilhafter Kompromiss zwischen der antikorrosiven Schutzwirkung und der benötigten Menge an keramischer Paste und der optimalen Wärmeübertragung.Advantageously, the anticorrosion layer has a thickness of 0.1-3 mm, preferably 0.9-1.1 mm. This is an advantageous compromise between the anti-corrosive protective effect and the required amount of ceramic paste and optimum heat transfer.
Das mindestens eine Basiselement ist vorzugsweise metallisch.The at least one base element is preferably metallic.
Zweckmässigerweise umfasst das mindestens eine Basiselement Rohre zur Durchleitung eines fluiden Mediums.Conveniently, the at least one base element comprises pipes for the passage of a fluid medium.
Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Basiselement als Rohrwand mit durch Stege verbundenen Rohren ausgebildet. Solche Rohrwände haben sich in bekannten feuerfesten Wänden bewährt.Advantageously, the at least one base element is designed as a tube wall with tubes connected by webs. Such pipe walls have proven themselves in known refractory walls.
Vorteilhafterweise ist die feuerfeste Schutzverkleidung im Abstand zum mindestens einen Basiselement angeordnet, wobei zwischen dem mindestens einen Basiselement und der Schutzverkleidung ein Zwischenraum vorhanden ist. Durch die Schutzverkleidung eingedrungene Rauchgase können durch diesen Zwischenraum abziehen.Advantageously, the refractory protective lining is arranged at a distance from the at least one base element, wherein a gap is present between the at least one base element and the protective lining. Flue gases that have penetrated through the protective cover can escape through this intermediate space.
Zweckmässigerweise sind die feuerfesten Platten über je mindestens eine Plattenhalterung am mindestens einen Basiselement befestigt.Conveniently, the refractory plates are attached via at least one plate holder on at least one base element.
Vorzugsweise sind die feuerfesten Platten der Schutzverkleidung in Reihen und Spalten neben- und übereinander angeordnet. Eine solche Anordnung erleichtert den Zusammenbau der Schutzverkleidung und auch den Austausch defekter Platten.Preferably, the refractory plates of the protective cover are arranged in rows and columns next to and above each other. Such an arrangement facilitates the assembly of the protective cover and also the replacement of defective plates.
Für den Einsatz der feuerfesten Wand im Innenraum eines Verbrennungsofens umschliesst die Schutzverkleidung das mindestens eine Basiselement vorteilhafterweise ringsum, so dass das mindestens eine Basiselement im Wesentlichen allseitig vor Rauchgasen geschützt ist.For use of the refractory wall in the interior of a combustion furnace, the protective covering encloses the at least one base element advantageously all around, so that the at least one base element is substantially protected on all sides from flue gases.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist das mindestens eine Basiselement eine Kesselwand.In an advantageous embodiment, the at least one base element is a boiler wall.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer feuerfesten Wand besteht das Wesen der Erfindung in Folgendem: Durch Mischen von festen Bestandteilen und Wasser wird eine hydraulisch abbindende keramische Paste hergestellt. Die keramische Paste wird auf mindestens ein Basiselement einer feuerfesten Wand als Korrosionsschutzschicht aufgetragen, insbesondere aufgestrichen oder aufgespritzt, und die keramische Paste wird dann zum Aushärten bzw. Abbinden gebracht. Dem mindestens einen Basiselement wird nach dem Auftragen der keramischen Paste eine feuerfeste Schutzverkleidung aus feuerfesten Platten vorgesetzt.With regard to the method for producing a refractory wall, the essence of the invention is as follows: By mixing solid components and water, a hydraulically setting ceramic paste is produced. The ceramic paste is applied to at least one base element of a refractory wall as a corrosion protection layer, in particular brushed or sprayed, and the ceramic paste is then brought to hardening or setting. The at least one base element is pre-set after the application of the ceramic paste, a refractory protective cover made of refractory plates.
Das Auftragen einer keramischen Paste ist wesentlich einfacher und kostengünstiger als z.B. das Aufschweissen von Schutzlegierungen.The application of a ceramic paste is much easier and cheaper than e.g. the welding of protective alloys.
Die bezüglich der erfindungsgemässen feuerfesten Wand genannten Ausführungsvarianten und Vorteile gelten entsprechend auch für das Verfahren zur Herstellung einer solchen feuerfesten Wand.The embodiments and advantages mentioned with regard to the refractory wall according to the invention also apply correspondingly to the method for producing such a refractory wall.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- - einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen feuerfesten Wand in Aufsicht;
- Fig. 2
- - einen Längsschnitt des Ausschnitts der
Fig. 1 gemäss der Linie II-II derFig. 3 ; - Fig. 3
- - einen Querschnitt des Ausschnitts der
Fig. 1 gemäss der Linie III-III derFig. 1 ; - Fig. 4
- - einen vergrösserten Detailausschnitt aus
Fig. 3 ; - Fig. 5
- - einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen feuerfesten Wand in Aufsicht;
- Fig. 6
- - einen Längsschnitt des Ausschnitts der
Fig. 5 gemäss der Linie VI-VI derFig. 7 ; - Fig. 7
- - einen Querschnitt des Ausschnitts der
Fig. 5 gemäss der Linie VII-VII derFig. 5 und - Fig. 8
- - einen vergrösserten Detailausschnitt aus
Fig. 7 .
- Fig. 1
- - A section of a first embodiment of an inventive refractory wall in supervision;
- Fig. 2
- - A longitudinal section of the section of
Fig. 1 according to the line II-II ofFig. 3 ; - Fig. 3
- a cross section of the section of the
Fig. 1 according to the line III-III ofFig. 1 ; - Fig. 4
- - an enlarged detail from
Fig. 3 ; - Fig. 5
- - A section of a second embodiment of an inventive refractory wall in supervision;
- Fig. 6
- - A longitudinal section of the section of
Fig. 5 according to the VI-VI lineFig. 7 ; - Fig. 7
- a cross section of the section of the
Fig. 5 according to the line VII-VII ofFig. 5 and - Fig. 8
- - an enlarged detail from
Fig. 7 ,
Für die nachstehende Beschreibung gilt die folgende Festlegung: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen angegeben, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungsteil nicht erwähnt, so wird auf deren Erläuterung in vorangehenden oder nachfolgenden Beschreibungsteilen verwiesen. Umgekehrt sind zur Vermeidung zeichnerischer Überladung für das unmittelbare Verständnis weniger relevante Bezugszeichen nicht in allen Figuren eingetragen. Hierzu wird auf die jeweils übrigen Figuren verwiesen.The following definition applies to the following description: If reference signs have been given in a figure for the purpose of clarity of drawing, but are not mentioned in the directly related part of the description, reference is made to their explanation in the preceding or following parts of the description. Conversely, less relevant reference numerals are not included in all figures to avoid overcharging graphic for the immediate understanding. For this purpose, reference is made to the other figures.
Lage- und Richtungsbezeichnungen, wie z.B. oben, unten, nebeneinander, übereinander, seitlich, vertikal, horizontal, Höhe und Breite beziehen sich auf die übliche, in den Zeichnungen dargestellte vertikale Einsatzposition der feuerfesten Wand.Location and direction designations, such as top, bottom, side by side, one above the other, side, vertical, horizontal, height and width refer to the usual vertical insert position of the refractory wall shown in the drawings.
Als Basiselement wird im Zusammenhang mit der Erfindung jede Art von, insbesondere metallischer, Konstruktion verstanden. Insbesondere kann dies eine metallische Kesselwand sein oder eine Anordnung von (z.B. parallelen) Rohren, durch welche ein fluides Medium (z.B. Wasser) durchleitbar ist. Als Basiselement ist insbesondere auch eine aus mehreren untereinander verbundenen Rohren bestehende Rohrwand oder ein einzelnes Rohr zu verstehen.As a basic element in the context of the invention, any type of, in particular metallic, construction understood. In particular, this may be a metallic vessel wall or an array of (e.g., parallel) tubes through which a fluid medium (e.g., water) is permeable. The basic element is in particular also a pipe wall consisting of several interconnected pipes or a single pipe.
Das in den
Die als Ganze mit W bezeichnete feuerfeste Wand umfasst ein als metallische Rohrwand 1 ausgebildetes Basiselement und eine feuerfeste Schutzverkleidung 2, die der Rohrwand 1 im Abstand vorgesetzt ist, sodass sich zwischen der Schutzverkleidung 2 und der Rohrwand 1 ein Zwischenraum 3 befindet (
Die das Basiselement bildende Rohrwand 1 besteht aus einer Vielzahl von im praktischen Einsatz vertikalen Rohren 11, welche durch Stege 12 in gegenseitigem Abstand zusammengehalten sind (siehe insbesondere
Die Schutzverkleidung 2 besteht aus einer Vielzahl von neben- und übereinander, in Reihen und Spalten angeordneten feuerfesten Platten 21. Die Platten sind beispielsweise keramische SiC-Platten, vorzugsweise SiC 90-Platten mit einem SiC-Gehalt von ungefähr 90 Gew.% in der Herstellung, die bis über 1000°C feuerbeständig sind.The
Die Platten 21 der Schutzverkleidung 2 sind an der Rohrwand 1 mittels Plattenhalterungen 13 befestigt. Die Plattenhalterungen 13 bestehen beispielsweise aus hitzebeständigem Stahl, z.B. Stahl Nr. 310 nach AISI-Norm oder Werkstoff Nr. 1.4845 nach DIN 17440. Geeignet sind auch korrosionsbeständige CrNi-Legierungen, insbesondere mit Zusatzstoffen wie z.B. Molybdän. Die Plattenhalterungen 13 umfassen im Wesentlichen je einen an einem Steg 12 angeschweissten Schraubbolzen und eine auf dem Schraubbolzen sitzende Mutter. Die Plattenhalterungen 13 greifen in vertikal durchgehende, nach innen erweiterte Nuten 21a (
Zwischen den nebeneinander angeordneten Platten 21 verlaufen vertikale Trennfugen 23 und zwischen den übereinander angeordneten Platten 21 befinden sich horizontale Trennfugen 24. Die Trennfugen sind in an sich bekannter Weise durch eingelegte Dichtelemente und/oder eine überlappende Ausbildung der Plattenränder abgedichtet (nicht im Detail dargestellt).Between the juxtaposed
Soweit entspricht die erfindungsgemässe feuerfeste Wand in ihrem grundsätzlichen Aufbau und in ihrer Funktionsweise herkömmlichen Wänden dieser Art, wie sie z.B. in der
Der wesentliche Unterschied der erfindungsgemässen feuerfesten Wand gegenüber herkömmlichen feuerfesten Wänden dieser Art besteht darin, dass die Rohrwand 1 oder allgemein das (insbesondere metallische) Basiselement mit einer keramischen Korrosionsschutzschicht 10 überzogen ist. Die Korrosionsschutzschicht 10 ist am besten in der Detail-
Die keramische Korrosionsschutzschicht 10 bedeckt hier die gesamte Rohrwand 1 inklusive den Stegen 12 zwischen den einzelnen Rohren 11. Sie besteht aus einer ausgehärteten bzw. (hydraulisch) abgebundenen keramischen Paste, die aus einer Mischung von verschiedenen festen Bestandteilen und Wasser besteht. Unmittelbar nach dem Mischen ihrer festen Bestandteile und noch vor der Beifügung von Wasser enthält die Paste als wesentlichsten Bestandteil 20-80 %, vorzugsweise 35-75 %, SiC. Weitere Bestandteile zu diesem Zeitpunkt sind 10-50 % Al2O3, 5-30 % SiO2 und als Bindemittel 1-5 % CaO. Die Mengenanteile dieser festen Bestandteile (ohne Berücksichtigung des Wassers) sind immer so gewählt, dass sie sich auf 100 % ergänzen. Danach wird noch etwa 6 % Wasser (H2O) beigefügt (so dass sich eine Gesamtmenge von etwa 106 % ergibt), wodurch ein pastös-flüssiger Aggregatzustand erreicht wird. Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozente.The ceramic
SiO2, Al2O3 und CaO reagieren zusammen mit H2O, wobei H2O zu einem grossen Teil abgebaut (chemisch gebunden) wird. Der Rest des H2O verdunstet spätestens im Betrieb. Das SiC reagiert nur minim. Das SiO2 trägt u.a. zur Festigkeit der Korrosionsschutzschicht bei. Bei der Hydratation (dem Abbinden) entstehen (wachsen) sogenannte Calciumsilikathydratfasern (Ca3S2H3), welche sich mit den drei Bestandteilen SiO2, Al2O3 und CaO verbinden, wobei das erhärtete Produkt "Tricalciumaluminat" entsteht. Das SiC stellt lediglich einen Zuschlagstoff dar, welcher vom Tricalciumaluminat eingebettet wird und nach dem Abbinden zum eigentlichen keramischen Mörtel erstarrt. Nach dem Abbinden liegt eine keramische Korrosionsschutzschicht vor, bei der der Anteil an Tricalciumaluminat und SiC mindestens 60 Gew.% beträgt.SiO 2 , Al 2 O 3 and CaO react together with H 2 O, whereby H 2 O is degraded to a large extent (chemically bonded). The rest of the H 2 O evaporates at the latest during operation. The SiC reacts only minimally. Among other things, the SiO 2 contributes to the strength of the corrosion protection layer. During hydration (setting), so-called calcium silicate hydrate fibers (Ca 3 S 2 H 3 ) are formed, which combine with the three constituents SiO 2 , Al 2 O 3 and CaO to form the hardened product "tricalcium aluminate". The SiC is merely an aggregate, which is embedded by the tricalcium aluminate and solidifies after setting to the actual ceramic mortar. After setting, a ceramic corrosion protection layer is present in which the proportion of tricalcium aluminate and SiC is at least 60% by weight.
Konkrete Beispiele für die Zusammensetzung nur der festen Bestandteile der keramischen Paste sind (Angaben in Gewichtsprozenten):
Die Korngrösse des SiC in der keramischen Paste ist vorzugsweise < 2 mm, noch bevorzugter < 1 mm. Die Dicke der Korrosionsschutzschicht 10 beträgt vorzugsweise 0,1 - 3 mm, noch bevorzugter 0,9 - 1,1 mm. Die Korrosionsschutzschicht 10 haftet an den Oberflächenrauigkeiten der metallischen Rohrwand 1.The grain size of the SiC in the ceramic paste is preferably <2 mm, more preferably <1 mm. The thickness of the
Die Korrosionsschutzschicht 10 wird bei der Herstellung der Wand als Paste auf die Rohrwand 1 aufgestrichen oder aufgespritzt und härtet dann aus bzw. bindet hydraulisch ab. Üblicherweise wird Paste zusammengemischt und dann innert 5 min. bis 1 Stunde aufgetragen. Danach ist sie bereits soweit ausgehärtet, dass sie kaum mehr aufgetragen werden kann.The
Die Zusammensetzung der keramischen Paste ist ferner so gewählt, dass die Korrosionsschutzschicht im ausgehärteten bzw. abgebundenen Zustand einen möglichst ähnlichen (höchstens 10% abweichenden) thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Rohrwand bzw. allgemein das Basiselement aufweist. Die Zusammensetzung der Paste kann sich dabei vorteilhafterweise nach dem erwarteten Temperaturbereich richten, den das Basiselement (hier also die metallische Rohrwand 1) im Einsatz erreicht. Bei höheren zu erwartenden Temperaturen des Basiselements wird der SiC-Anteil reduziert und der (hoch hitzebeständige) Al2O3-Anteil erhöht, wie die nachstehende Tabelle beispielsweise zeigt (Gewichtsprozente hier inklusive Wasser):
In den Beispielen der vorstehenden Tabelle enthält die Paste zusätzlich noch einen geringen Anteil an Fe2O3, welcher die Nitridbildung und dadurch die Härtung unterstützt. Dieser Anteil ist aber nicht unbedingt erforderlich und kann daher auch weggelassen sein.In the examples of the above table, the paste additionally contains a small amount of Fe 2 O 3 , which promotes nitride formation and thereby curing. However, this proportion is not absolutely necessary and can therefore be omitted.
Das in den
Die feuerfeste Wand umfasst wieder ein als metallische Rohrwand 1 ausgebildetes Basiselement und eine feuerfeste Schutzverkleidung 20, die der Rohrwand 1 vierseitig im Abstand vorgesetzt ist, sodass sich zwischen der Schutzverkleidung 20 und der Rohrwand 1 ein Zwischenraum 3 befindet (
Die das Basiselement bildende Rohrwand 1 besteht wieder aus einer Vielzahl von im praktischen Einsatz vertikalen Rohren 11, welche durch Stege 12 in gegenseitigem Abstand zusammengehalten sind (siehe insbesondere
Die Schutzverkleidung 20 besteht analog zum in den
Soweit entspricht dieses Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Wand in ihrem grundsätzlichen Aufbau und in ihrer Funktionsweise der beispielsweise in der
Der wesentliche Unterschied der erfindungsgemässen feuerfesten Wand gegenüber herkömmlichen feuerfesten Wanden dieser Art besteht auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass die Rohrwand 1 oder allgemein das Basiselement mit einer keramischen Korrosionsschutzschicht 10 überzogen ist, welche verhindert, dass durch Undichtigkeiten in der Schutzverkleidung 20 in den Zwischenraum 3 zwischen der Schutzverkleidung 20 und der Rohrwand 1 eingedrungenes Rauchgas die Rohrwand 1 angreifen kann. Die Korrosionsschutzschicht 10 ist am besten in der Detail-
Das mindestens eine Basiselement kann auch eine Anordnung von zwei oder mehreren, nicht über Stege verbundenen Rohren umfassen, wobei die Rohre wieder mit der schon erwähnten keramischen Korrosionsschutzschicht überzogen sind. Aus unverbundenen Rohren bestehende metallische Basiselemente (ohne Korrosionsschutzschicht) sind z.B. in der
Das mindestens eine Basiselement kann auch durch eine metallische Kesselwand gebildet sein, wobei dieser Kesselwand die Schutzverkleidung im Abstand vorgesetzt ist. In diesem Fall weist die Kesselwand nur auf ihrer der Schutzverkleidung zugewandten Seite eine keramische Korrosionsschutzschicht auf.The at least one base element may also be formed by a metallic boiler wall, this boiler wall, the protective cover is set at a distance. In this case, the boiler wall has a ceramic corrosion protection layer only on its side facing the protective covering.
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