NL1041195A - Vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven. - Google Patents

Description

Titel: Vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven

BESCHRIJVING

De uitvinding heeft betrekking op een vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven, omvattende: een aantal naast en op elkaar geplaatste vuurvaste tegels van keramisch materiaal, die aan de achterzijde, welke is toegekeerd naar pijpenwand, zijn voorzien van een verticaal insteekkanaal; een houder voor elke tegel, waarbij de houder is voorzien van een anker dat met de pijpenwand wordt verbonden en waarbij de houder zich in gemonteerde toestand in hoofdzaak loodrecht op de pijpenwand en gedeeltelijk in het insteekkanaal uitstrekt, waarbij tussen de tegels en de pijpenwand een vrije ruimte is gevormd, die met een uithardende gietmassa wordt gevuld.

De vuurvaste bekleding volgens de uitvinding is ingericht om te worden toegepast bij pijpenwanden van (afval)verbrandingsovens, om corrosie van de metalen delen door rookgassen te voorkomen en om hoge oventemperaturen mogelijk te maken zonder dat daardoor de metalen pijpen verzwakken of scheuren door lokale hoge temperaturen.

De pijpenwand wordt gevormd door pijpen, naast elkaar verticaal uitgelijnd, aan elkaar te lassen door middel van vinnen of verbindingsstrippen/dammen zodat een gesloten gasdichte oven wordt gevormd. Tijdens gebruik van de oven stroomt door de pijpen water en/of stoom, die de vrijgekomen verbrandingswarmte opnemen. Degelijke bekledingen zijn bekend uit EP 2388521 en EP 1032790. Doel van de bekleding is om de standtijd van de verbrandingsoven te verlengen en falen en (dure) reparatie van de pijpenwand te verminderen.

In de huidige verbrandingsinstallaties worden de pijpenwanden en de bekledingen vaak blootgesteld aan temperaturen boven 1000 °C en meer, zodat door de grote temperatuurverschillen uitzetting en krimp zal optreden in de pijpenwand en de bekleding.

De bekleding wordt gevormd door een wand van gevormde lichamen, hierna tegels genoemd, van keramisch materiaal. De tegels worden naast en op elkaar geplaatst om zo een beschermende bekledingswand te vormen voor de pijpenwand. De tegels zijn voorzien van een verticaal insteekkanaal aan de zijde van de pijpenwand zodat de tegels op houders kunnen worden geschoven en bevestigd - dan wel opgehangen -aan de pijpenwand. De houders zijn voorzien van een anker, waarbij het uiteinde van het anker kan worden gelast op de verbindingsstrip tussen de pijpen. Het lasprocedé dat daarvoor bij voorkeur wordt toegepast heet stiftlassen of boutlassen (Stud welding). In gemonteerde toestand strekt het anker zich in hoofdzaak loodrecht uit op het oppervlak van de pijpenwand. Het anker wordt meestal gevormd als een schroefbout waarop een moer als kop is aangebracht.

Tussen de tegels wordt bij voorkeur een voegmateriaal aangebracht zoals een reep vilt. Het vilt wordt bij voorkeur tussen de tegels gelijmd, bijvoorbeeld met een sneldrogende spuitlijm. Het vilt dient voor opname van de uitzetting van de tegels en verkleint daardoor het risico op scheuren van de tegels als gevolg van uitzetten of krimpen tijdens bedrijf. Nadat een of meer horizontale rijen tegels zijn opgestapeld en opgehangen tegen de pijpenwand, wordt in de vrije ruimte tussen de tegels en de pijpenwand (ook wel achtergietvoeg genoemd) een uithardende gietmassa ingebracht, zoals bijvoorbeeld een betonmortel. Wanneer de gietmassa is uitgehard, is de bekleding gereed om tijdens bedrijf van de verbrandingsoven de pijpenwand te beschermen tegen de hoge temperaturen en de rookgassen.

Aan bovengenoemde bekende vuurvaste bekleding kleven een aantal nadelen.

Het horizontaal en verticaal uitlijnen van de tegels is tijdrovend doordat telkens de moer door roteren op het anker van de houder moet worden geschroefd en moet worden aangepast aan de gewenste positie van de tegel.

Om tijdens bedrijf van de oven een goede warmtetransmissie te verkrijgen door de bekleding naar de pijpenwand moet de dikte van de uitgeharde gietmassa zo klein mogelijk zijn en dus ook de vrije ruimte tussen de tegels en de pijpenwand zo dun mogelijk zijn. Echter, wanneer deze vrije ruimte te dun is zal de gietmassa niet goed kunnen uitvloeien en zullen er zones in de vrije ruimte worden gevormd met weinig of geen gietmassa waardoor ter plekke de tegels niet goed zijn ondersteund en bovendien hete verbrandingsgassen in direct contact kunnen komen met de pijpenwand. Het is daarom dus essentieel, dat de dikte van de vrije ruimte optimaal en nauwkeurig, binnen nauwe marges, kan worden ingesteld tijdens het opbouwen van de kleding, zodat een egale, homogene, uitgeharde gietlaag van de gewenste dikte wordt verkregen.

Met de bekende bekleding is het zeer tijdrovend om de tegels goed horizontaal en verticaal uit te lijnen en tegelijkertijd de vrije ruimte van een vooraf bepaalde optimale dikte te voorzien.

De bekende bekleding heeft het nadeel dat het risico op het uit de voegen drukken van het voegmateriaal groot is, als gevolg van de hydrostatische druk tijdens het gieten van de betonmortel in de vrije ruimte tussen de tegels en de pijpenwand. De bekende bekleding heeft daardoor tevens het nadeel dat maximaal twee rijen tegels kunnen worden opgebouwd en worden voorzien van betonmortel, omdat bij het tegelijkertijd vullen van de vrije ruimte achter drie of meer rijen tegels het risico op uitdrukken van het voegmateriaal bij de onderste rij tegels te groot wordt, waardoor mortel in de voeg loopt, en de kans op breuk van de tegels tijdens bedrijf sterk toeneemt. Bovendien worden er zelfs tegels van de verankering gedrukt door de hydrostatische druk bij gelijktijdig achtergieten van drie of meer rijen tegels.

Doel van de uitvinding is derhalve om een vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven te verschaffen, die eenvoudiger en sneller kan worden opgebouwd, aangevuld en gerepareerd, en die is voorzien van een homogene uitgeharde gietmassa met een optimale dikte, en waarbij het risico op schade tijdens gebruik aan de bekleding en de pijpenwand sterk wordt verminderd.

Deze doelen worden bereikt doordat de uitvinding voorziet in een (bekleding)afstandstuk, welke is voorzien tussen aangrenzende zijribben van vier vuurvaste tegels.

Door (bekleding)afstandstukken tussen de aangrenzende (breedte) zijribben van vier tegels aan te brengen worden de tegels zowel horizontaal als vertikaal uitgelijnd. Bovendien voorkomt het afstandstuk dat het voegmateriaal uit de horizontale en verticale voegen tussen de tegels wordt gedrukt door de gietmassa of dat zelfs tegels van de houders worden gedrukt. Door het toepassen van de afstandstukken volgens de uitvinding kunnen drie of meer rijen tegels worden opgebouwd, zodat tegelijk de vrije ruimte tussen de drie of meer rijen tegels en de pijpenwand kan worden opgevuld met betonmortel. Het afstandstuk is zogenaamd verloren materiaal, het verbrandt al bij lage temperaturen tijdens gebruik van de oven.

Het afstandstuk is bij voorkeur voorzien van een voorwand, een achterwand, en een vlak lichaam, waarbij het vlakke lichaam zich uitstrekt tussen de voorwand en de achterwand. Een dergelijk afstandstuk kan makkelijk op een vuurvaste tegel worden geplaatst en voorziet tevens in een goede horizontale en verticale uitlijning van de naast en op elkaar geplaatste vuurvaste tegels.

Bij voorkeur is ten minste de voorwand voorzien van een klemrand, gevormd door de omgezette horizontale bovenrand van de voorwand. In het bijzonder is de voorwand voorzien van een tweede klemrand, gevormd door de omgezette horizontale onderrand van de voorwand. Door het aanbrengen van klemranden kan het afstandstuk op de tegels worden geklemd zodat het afstandstuk niet snel zal verschuiven of zelfs losraken en vallen tijdens het plaatsen van een nieuwe rij tegels bij het opbouwen van de bekleding van de pijpenwand in de verbrandingsoven. Bovendien borgt het afstandstuk de tegels tegen uitvallen als gevolg van de hydrostatische druk van de betonmortel.

Het vlakke lichaam wordt bij voorkeur aan zijn onderzijde voorzien van ten minste een ribbe, welke zich evenwijdig uitstrekt aan de voorwand en de achterwand. Meer in het bijzonder zijn twee of meer evenwijdige ribben voorzien op het vlakke lichaam van het afstandstuk. Door het toepassen van deze ribben wordt op eenvoudige wijze de benodigde en gewenste voeghoogte verkregen tussen de tegels en tevens wordt daardoor voorkomen dat het horizontale voegmateriaal tussen de tegels gaat verschuiven of wordt verplaatst.

Een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding is gekenmerkt doordat het afstandstuk aan de achterwand is voorzien van een armelement. Bij voorkeur is de achterwand van het afstandstuk voorzien van een koppelelement voor een armelement. In het bijzonder omvat het koppelelement een langwerpige groef of twee langwerpige groefdelen, die zich horizontaal uitstrekken. Door deze maatregelen kan het afstandstuk tevens een bijdrage leveren aan het - tegelijkertijd met het horizontale en verticale uitlijnen van de tegels - realiseren van een optimale vrije ruimte tussen de tegels en de pijpenwand. Door een koppelelement te voorzien aan het afstandstuk voor bevestiging van een armelement kan op eenvoudige en goedkope wijze de afstand tussen de tegels en pijpenwand op een vooraf bepaalde en gewenste afstand worden ingesteld. Doordat het armelement, ten opzichte van de pijpenwand, een afstotende kracht uitoefent op de tegel, zullen de tegels met hun insteekkanaal tegen de onderzijde van de kop van de houder worden aangedrukt, zodat de tegels worden gepositioneerd op een afstand van de pijpenwand, die wordt bepaald door de lengte van toegepaste kopbout. Door de verkregen vaste afstand tussen de pijpenwand en de tegels kunnen de vaak optredende vervormingen in de pijpenwand goed worden gevolgd en is de vrije ruimte overal optimaal.

De vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven volgens de uitvinding kan zijn voorzien van een houder uit één stuk, zoals bijvoorbeeld een kopbout. In het bijzonder wordt voor de kenmerken van de kopbout één of meer gekozen uit: een kop met afgeplatte zijden; een kop met afgeronde onderzijden; een verjongde halssectie tussen de kop en het anker; een glad anker; het oppervlak van de doorsnede van het anker is in hoofdzaak gelijk aan het oppervlak van de doorsnede van de halssectie.

De afgeronde ronde vorm van de onderzijde van de kop voorziet in een groter contactvlak met het insteekkanaal van de tegel ten opzichte van de vlakke moeren, waardoor kerfwerking wordt voorkomen als gevolg van lijn/punt contact met de binnenzijde van het insteekkanaal bij (hydrostatische) belasting tijdens de montage of door vervorming van de tegels tijdens bedrijf.

De verjongde halssectie maakt de montage van de tegels makkelijker omdat er in horizontale richting meer vrijheid is bij het plaatsen van de tegels.

Een glad anker heeft een 40% hogere sterkte dan een draadstang van dezelfde diameter, bovendien is een glad anker beter bestand tegen chemische aantasting door het kleinere specifieke oppervlak. Door het oppervlak van de doorsneden van de halssectie en het anker in hoofdzaak gelijk te houden wordt een bout verkregen, waarop gemakkelijk een tegel kan worden geplaatst, maar die geen verzwakte delen of secties heeft.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de vuurvaste bekleding voorzien van een wig-element in het insteekkanaal van de vuurvaste tegels nabij de houder, waarbij het wig-element is ingericht om de tegels optimaal te positioneren op de houder.

In het bijzonder omvat het wig-element een kanaallichaam, voorzien van een wigdeel en van een sleuflichaam.

Door het taps toelopende wigdeel van het wig-element in te brengen in de ruimte tussen de bovenzijde van de houder en de binnenzijde van het insteekkanaal worden de (afgeronde) onderzijden van de houder tegen de ronde binnenzijde van het insteekkanaal aangedrukt, zodat de tegels optimaal worden gepositioneerd op de gewenste afstand van de pijpenwand. Bovendien wordt het wig-element volgens de uitvinding steeds op de juiste wijze (behalve als het op de kop wordt ingebracht) in het insteekkanaal ingebracht.

In een bijzondere uitvoeringsvorm ten behoeve van het repareren of aanvullen van of aanbouwen aan een bestaande vuurvaste bekleding is een insteekopening voorzien in een vuurvaste tegel en is een dip-element voorzien in een insteekopening van de tegel, waarbij de tegel met het clip-element is vastgeklikt op de houder.

In het bijzonder is het clip-element een V-vormig klik-element, welke twee clip-vleugels omvat, die aan hun basiszijde met elkaar zijn verbonden, en die aan hun bovenzijden zijn voorzien van een steun-lip en van een haak-lip.

Bij voorkeur zijn de beide clip-vleugels van het clip-element voorzien van openingen ingericht voor het opnemen en vastklemmen van insteekdelen van de houder.

In het bijzonder zijn de openingen in de clip-vleugels van het clipelement voorzien van aangrijpmiddelen zoals tanden.

De reparatie-tegel is van groot voordeel wanneer een nieuw stuk bekleding moet aansluiten aan een bestaand deel of wanneer een tegel van de vuurvaste bekleding moet worden vervangen. Door het toepassen van een clip-element met de voordelige kenmerken volgens de uitvinding in een insteekopening van een tegel, kan de tegel eenvoudig zonder schuiven op een (verplaatste) tegelhouder worden vastgeklikt, waarbij de tegel optimaal in lijn met de naburige tegels wordt gepositioneerd op de houder. De tegels kunnen vooraf, prefab, zijn voorzien van een insteekopening, maar de insteekopening kan ook later zijn aangebracht, bijvoorbeeld door boren. Wanneer de tegel(s) op een bestaande tegelhouder(s) moet worden aangebracht, wordt veelal op maat een (of meer) nieuwe insteekopening aangebracht in het insteekkanaal van de tegel.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het samenstellen en opbouwen van een vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven omvattende de stappen: aanbrengen van een aantal houders op de verbindingsstrippen tussen de pijpen van de pijpenwand; plaatsen van een aantal vuurvaste tegels naast elkaar in een eerste horizontale rij met het verticale insteekkanaal op de houders; plaatsen van de afstandhouders tussen twee tegels op aangrenzende zijribben.

In het bijzonder omvat de werkwijze tevens de stap: plaatsen van een tweede horizontale rij tegels op de eerste horizontale rij tegels, zodanig, dat een afstandstuk is voorzien tussen de aangrenzende zijribben van vier vuurvaste tegels.

Meer in het bijzonder omvat de werkwijze tevens de stap: inbrengen van een wig-element in de ruimte tussen de bovenzijde van de houder en de binnenzijde van het insteekkanaal.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een afstandstuk voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een kopbout voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven.

De uitvinding heeft ook betrekking op een wig-element voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven.

De uitvinding heeft ook betrekking op een clip-element voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven.

De uitvinding zal hierna, met behulp van de tekening van de vuurvaste bekleding met uitvoeringsvoorbeelden van het afstandstuk en de kopbout, nader worden toegelicht, waarbij kenmerken en andere voordelen naar voren zullen treden.

Figuur IA toont in een isometrisch aanzicht een pijpenwand met een vuurvaste bekleding van tegels volgens de uitvinding, met afstandstukken tussen de zijribben van de tegels;

Figuur 1B toont in een bovendoorsnede van Figuur IA de pijpenwand met vuurvaste tegels;

Figuur 2A toont in zijdoorzicht het op de houders schuiven van de tegels en het toepassen van een afstandstuk met armelement;

Figuur 2B toont nader in detail een vuurvaste tegel voor gebruik in de bekleding volgens de uitvinding;

Figuur 2C toont nader in detail in doorsnede het afstandstuk tussen twee gestapelde tegels van Figuur 2A;

Figuur 3A toont nader in detail in isometrisch aanzicht het afstandstuk volgens de uitvinding;

Figuur 3B toont in doorsnede het afstandstuk van Figuur 3A op een tegel;

Figuur 4A toont nader in detail in isometrisch aanzicht het afstandstuk met armelement volgens de uitvinding;

Figuur 4B toont in doorsnede het afstandstuk met armelement van Figuur 4A.

Figuur 5A toont in een isometrisch aanzicht de kopbout volgens de uitvinding;

Figuur 5B - 5C toont in boven- respectievelijk zijaanzicht de kopbout van Figuur 5A;

Figuur 6 toont in een isometrisch aanzicht het toepassen van een wig- element in het insteekkanaal van een tegel;

Figuur 7A - 7B toont in isometrisch voor- en zijaanzicht het wig-element van Figuur 6;

Figuur 7C - 7D toont in boven- en zijaanzicht het wig-element van Figuur 7A -7B;

Figuur 8A - 8C toont in voor- en bovenaanzicht het toepassen van een reparatie-tegel volgens de uitvinding;

Figuur 9C - 9C toont in isometrisch aanzicht het gebruik van een clip-element in een tegel;

Figuur 10A - 10E toont in isometrisch, boven- en zijaanzicht nader in detail het clip-element van Figuur 9A.

De figuren IA - 1B tonen een uitvoeringsvorm van de vuurvaste bekleding 1 voor een pijpenwand 2 van een verbrandingsoven volgens de uitvinding. De pijpenwand omvat een aantal evenwijdige pijpen 4, die onderling zijn verbonden door middel van vinnen of verbindingsstrippen/dammen 5, zodat een gesloten wand wordt gevormd. Tijdens gebruik van de verbrandingsoven stroomt een medium of fluïdum door de pijpen, dat geschikt is voor het opnemen van warmte uit de verbrandingsoven. Als medium wordt meestal water en/of stoom toegepast. De bekleding 1 wordt gevormd door een aantal naast en op elkaar geplaatste vuurvaste tegels 3 van keramisch materiaal, die aan de achterkant, welke is toegekeerd naar pijpenwand 2, zijn voorzien van een verticaal insteekkanaal 10. De verbindingsstrippen 5 zijn voorzien van houders 7, waaraan de tegels 3 worden opgehangen, dan wel waarmee de tegels aan de pijpenwand 2 worden bevestigd. De houders 7 zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld voorzien van een kop 9, en van een anker 8 waarmee de houder 7 op de verbindingsstrippen 5 tussen de pijpen 4 wordt gelast, bijvoorbeeld door stiftlassen. In gemonteerde toestand staan de houders 7 in hoofdzaak loodrecht op de pijpenwand 2. Voor de kop 9 kan een schroefkop oftewel moer worden toegepast, of kan een vaste kop zijn gevormd zodat de houder een zogenaamde kopbout uit één stuk is.

In Figuur 2B wordt nader in detail de achterzijde - de pijpenwandzijde - van een vuurvaste tegel 3 getoond. In Figuur 2A en 2B wordt getoond dat de tegel 3 is voorzien van een insteekkanaal 10, waarin de houder 7, in het bijzonder de kop 9, kan worden ingeschoven. Het insteekkanaal 10 is aan zijn achterzijde - de pijpenwandzijde - over zijn hele lengte voorzien van een nauwe open verbindingssleuf 14 voor het doorvoeren van het anker 8 van de houder 7. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is voorts een (optionele) insteekopening 13 voorzien, die wijd genoeg is om de kop van een houder te laten passeren, zodat de houder 7 via de insteekopening 13 in het insteekkanaal 10, en het anker 8 in de verbindingssleuf, kan worden opgenomen. In het uitvoeringsvoorbeeld van Figuur 2A is de tegel 3 bevestigd aan twee houders 7. De insteekopening 13 kan 'prefb' zijn aangebracht bij de vervaardiging van de tegel, maar kan ook later zijn aangebracht, bijvoorbeeld door boren, op de constructielocatie tijdens het opbouwen van de vuurvaste bekleding.

In Figuur IA en 2A wordt getoond hoe tegel 3' op twee houders 7 wordt geschoven en op een daaronder gelegen tegel 3 wordt geplaatst. Tussen de tegels kan voegmateriaal (niet getoond) worden aangebracht en/of gelijmd zoals horizontaal voegmateriaal tussen de onderzijde van de bovenste tegel 3' en de bovenzijde van de onderste tegel 3. Ook kan verticaal voegmateriaal (niet getoond) zijn voorzien tussen de aangrenzende verticale zijwanden van de tegels.

In Figuur 1B wordt de vrije ruimte 11 getoond tussen de tegels 3 en de pijpenwand 2, die met een uithardende gietmassa wordt gevuld. Deze gietmassa moet bij voorkeur overal tussen de metalen delen - pijpenwand en houders - en de vuurvast stenen aanwezig zijn om te voorkomen dat tijdens gebruik de corrosieve rookgassen in de verbrandingsoven in contact komen met de metalen delen. Om de warmtetransmissie door de vuurvaste bekleding zo hoog mogelijk te maken, moet de dikte van de vrije ruimte en van de uitgeharde gietmassa zo klein mogelijk zijn. Echter, een te dunne vrije ruimte tussen de tegels en de pijpenwand zal het uitgietproces van de gietmassa beïnvloeden, zodat er inhomogeniteiten zullen ontstaan in de uitgeharde gietlaag waardoor er mogelijk zelfs zones worden gevormd in de vrije ruimte waar geen gietlaag aanwezig is. Hierdoor wordt het risico op beschadiging van de pijpenwand door de corrosieve rookgassen sterk vergroot.

De Figuren IA - 2A tonen voorts de (bekleding)afstandstukken 20 volgens de uitvinding. De afstandstukken 20 zijn aangebracht tussen de aangrenzende zijribben 12 (zie Figuur 2B) van vier vuurvaste tegels 3. Door het toepassen van deze afstandstukken 20 wordt het mogelijk om snel en efficiënt de bekleding van de tegels 3 horizontaal en verticaal uit te lijnen. Tevens voorkomen deze afstandstukken 20 dat voegmateriaal, zoals vilt, uit de voegen tussen de tegels worden gedrukt door de hydrostatische druk van de gietmassa. Wanneer er gietmassa in de voegen zit kunnen de tegels niet of nauwelijks uitzetten en neemt het risico toe op scheuren en/of breken en uit de bekleding vallen. De afstandstukken 20 voorkomen ook dat tegels van de houders worden gedrukt door de hydrostatische druk van de gietmassa wanneer tegelijk de vrije ruimte van drie of meer rijen wordt gevuld. In de Figuren IA - 2C is het afstandstuk 20 aan zijn achterzijde voorzien van een optioneel armelement 30, waarbij het armelement 30 als een afstandveer uitgevoerd is.

In Figuur 3A en 3B wordt een uitvoeringsvoorbeeld van een afstandstuk 20 volgens de uitvinding nader in detail getoond. Het afstandstuk 20 omvat een voorwand 21, een achterwand 22 en een vlak lichaam 23, waarbij het vlakke lichaam 23 zich uitstrekt tussen de voorwand 21 en de achterwand 22. De voorwand 21 is voorzien van een eerste klemrand 24, gevormd door de omgezette horizontale bovenrand 25 van de voorwand 21. De voorwand 21 is ook voorzien van een tweede klemrand 26, gevormd door de omgezette horizontale onderrand 27 van de voorwand. Zoals getoond in Figuur 3B kan hierdoor het afstandstuk 20 op een bovenzijde en een zijribbe 12 van een tegel 3 worden geklemd, waarbij de voorwand 21 en de achterwand 22 zich beide uitstrekken over de voorzijde, respectievelijk achterzijde van de tegel 3. Het vlakke lichaam 23 is voorzien aan zijn onderzijde van drie evenwijdige ribben 28, waardoor de gewenste en noodzakelijke voeghoogte wordt verkregen en tevens verschuiven of verplaatsen van het horizontale voegmateriaal tussen de tegels wordt voorkomen. De achterwand 23 is voorzien van een koppelelement 29 voor een optioneel armelement 30 zodat de afstand tussen het afstandstuk, en daarmee tevens ook de afstand tussen de tegels en de pijpenwand, kan worden ingesteld op de lengte van de houder, zodat de vrije ruimte 11 tussen de tegels 3 en de pijpenwand optimaal kan worden ingesteld.

In Figuur 3A - 4B wordt tevens een alternatieve uitvoeringsvorm van het afstandstuk 20 getoond, waarbij de achterwand 23 is voorzien van een koppelelement 29 voor een armelement 30. Het koppelelement 29 is in het bijzonder een langwerpige groef of wordt gevormd door twee langwerpige groefdelen, die zich horizontaal uitstrekken. In Figuur 4A en 4B is het afstandstuk 20 aan zijn achterwand 22 voorzien van een armelement 30. Hierdoor wordt het afstandstuk en de daarmee verbonden zijribben en hoekpunten van de tegels door middel van de afstotende kracht uitgeoefend door het armelement van de pijpenwand af bewogen, waardoor de tegels met hun insteekkanaal tegen de onderzijde van de kop van de houder worden aangedrukt, zodat de tegels wordt gepositioneerd op een afstand van de pijpenwand, die wordt bepaald door de lengte van toegepaste kopbout. Het armelement 30 omvat bij voorkeur een verend element 31, zodat oneffenheden in de pijpenwand en/of in de bekleding kan worden opgevangen, terwijl het insteekkanaal van de tegels door de uitgeoefende veerkracht steeds tegen de onderzijde van de kop van de kopbout wordt gehouden. In een bijzondere uitvoeringsvorm is het armelement 30 een afstandveer 32. De afstandveer 32 in Figuur 4A en 4B is gevormd door een zijde 33 van een gesloten stuk metaaldraad terug te buigen naar de zijde die met het koppelelement 29 van het afstandstuk 20 is verbonden. Bekende alternatieven voor veerelementen zoals een schroefveer of een schotel- of bladveer kunnen desgewenst ook worden toegepast.

In Figuur 2A en 2C wordt getoond dat de boven- en onderzijde van de tegel 3 door het (verende) armelement 30 op een gelijkmatige afstand van de verbindingsstrip 5 van de pijpenwand 1 wordt gehouden. In Figuur IA en 1B wordt getoond dat de teruggebogen zijde 33 van de afstandveer 32 tussen twee pijpen 4 aangrijpt op een verbindingsstrip 5 die niet van houders 7 is voorzien. Het is gebleken dat op deze wijze een zeer stabiele en regelmatige bekleding wordt gevormd, waarbij de tegels in het midden zijn bevestigd aan houders en waarbij de tegels aan hun hoekpunten en zijribben worden gefixeerd door afstandstukken. Bij voorkeur zijn de afstandstukken voorzien van armelementen 30 of zelfs afstandveren 32, die afsteunen - inclusief verend afsteunen - op verbindingsstrippen 5 tussen de pijpen 4. Tevens kan door het toepassen van de afstandstukken de dikte van de vrije ruimte optimaal en nauwkeurig, binnen nauwe marges, gemakkelijk worden ingesteld tijdens het monteren van de bekleding, zodat een egale, homogene, uitgeharde gietlaag van de gewenste dikte en warmtetransmissie wordt verkregen. Gebleken is voorts dat op deze wijze samengestelde vuurvaste bekleding sneller en gemakkelijker kan worden opgebouwd en bovendien een langere levensduur en standtijd heeft en minder snel tot schade of lekkage leidt van de pijpenwand dan de bekende bekledingen.

De afstandstukken zijn bij voorkeur vervaardigd van een kunststof materiaal zoals polyethyleen, polypropyleen. De afstandstukken zijn daardoor zogenaamd verloren materiaal, omdat de gebruikte kunststof al bij lage temperaturen verbrandt tijdens het gebruik van de oven.

Figuren 5A - 5C tonen een bijzondere uitvoeringsvorm van de houder 7, uitgevoerd als een kopbout uit één stuk. De kopbout is voorzien van een kop 9 met afgeplatte zijkanten 40 en bovenzijde 43; verder is de kop voorzien van afgeronde onderzijden 42 en van een verjongde halssectie 41 tussen de kop en het gladde anker 8. De afgeronde ronde vorm van de onderzijde van de kop voorziet in een groter contactvlak met de ronde binnenzijde van het insteekkanaal (ook wel tegelkanaal genoemd) van de tegel ten opzichte van de bekende vlakke moeren, waardoor kerfwerking wordt voorkomen als gevolg van lijn/punt contact van de platte kop of moer met de binnenzijde van het insteekkanaal bij (hydrostatische) belasting tijdens de montage of door vervorming van de tegels tijdens bedrijf.

De verjongde halssectie 41 maakt de montage van de tegels makkelijker omdat er meer vrijheid in horizontale richting is bij het - in verticale richting - met het insteekkanaal 10 en de verbindingssleuf 14 op de houders 7 schuiven van de tegels. Een glad anker 8 heeft als voordeel, dat het een 40% hogere sterkte heeft dan een draadstang van dezelfde diameter; bovendien is een glad anker beter bestand tegen chemische aantasting door het kleinere specifieke oppervlak. Door het oppervlak van de doorsneden van de halssectie en het anker in hoofdzaak gelijk te houden wordt een bout verkregen, waarop gemakkelijk een tegel kan worden geplaatst, maar die geen verzwakte delen of secties heeft.

Figuur 6 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de vuurvaste bekleding 1 voor een pijpenwand 2 van een verbrandingsoven volgens de uitvinding. De vuurvaste bekleding 1 is in dit uitvoeringsvoorbeeld voorzien van een wig-element 50 dat van boven naar beneden in het insteekkanaal 10 van de tegel 3 wordt geschoven, nadat de tegel 3 met zijn insteekkanaal 10 en zijn verbindingssleuf 14 op de houder 7 is geschoven. In dit uitvoeringsvoorbeeld is de houder 7 een kopbout uit één stuk met een kop 9 met afgeplatte zijkanten 40 en bovenzijde 43, zoals hiervoor beschreven en getoond in Figuur 5A - 5C.

Door het taps toelopende wigdeel 51 van het wig-element 50 in te brengen in de ruimte 56 (zie Figuur 1B) tussen de bovenzijde 43 van de houder 7 (kopbout) en de binnenzijde van het insteekkanaal 10 worden de (afgeronde) onderzijden 42 van de houder 7 tegen de ronde binnenzijde van het insteekkanaal 10 aangedrukt, zodat de tegels optimaal worden gepositioneerd op de gewenste afstand van de pijpenwand 2.

In Figuur 7A - 7B wordt een voorkeursuitvoeringsvorm van het wig-element 50 nader in detail getoond. Het wig-element 50 omvat een kanaallichaam 52, dat is ingericht om te kunnen worden opgenomen en te worden verplaatst in het insteekkanaal van de tegels. De voorzijde van het wig-element 50 wordt gevormd door een voorvlak 55 dat zich uitstrekt over het gehele kanaallichaam, inclusief het wigdeel 51. Aan de achterzijde van het kanaallichaam 52 is een sleuflichaam 53 voorzien, dat is ingericht om zich uit te strekken, en om zich te kunnen verplaatsen, door de nauwe verbindingssleuf 14 van de tegels 3. Het onderste deel van het kanaallichaam 52 vormt het wigdeel 51. Dit wigdeel 51 omvat een schuin aflopend vlak 54, dat van boven, zo ongeveer vanaf de omgeving van sleuflichaam 53, taps toe loopt naar de onderzijde van het voorvlak 55. Door bovenstaande kenmerken wordt het wig-element 50 steeds op de juiste wijze (behalve als het op de kop wordt ingebracht) in het insteekkanaal ingebracht en wordt het wigdeel 51 gemakkelijk ingebracht in de ruimte 56 tussen de kop 9 van de kopbout en binnenzijde van het insteekkanaal 10.

Het wig-element is bij voorkeur vervaardigd van een hittebestendig materiaal zoals een keramisch materiaal dat in samenstelling overeenkomt met de gietmassa. Voor het keramische materiaal worden bekende samenstellingen toegepast inclusief samenstellingen met 60 gew% SiC beton.

Figuur 8A toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de vuurvaste bekleding 1 voor een pijpenwand van een verbrandingsoven volgens de uitvinding. De vuurvaste bekleding 1 is in dit uitvoeringsvoorbeeld voorzien van een reparatie-tegel 3'. De reparatie-tegel 3' is voorzien van een insteekopening 13, bij voorkeur in het insteekkanaal 10. Deze tegel 3' wordt gebruikt wanneer een nieuw stuk bekleding moet aansluiten aan een bestaand deel of wanneer een tegel moet worden vervangen. Omdat de tegel nu niet van boven naar beneden met zijn insteekkanaal 10 op de houders 7 kan worden geschoven, wordt de reparatie-tegel 3' met behulp van een clip- of klik-element 60, aangebracht in de insteekopening 13, aan de (tegel)houder 7 bevestigd. In het uitvoeringsvoorbeeld van Figuur 8A zijn de oorspronkelijke twee tegelhouders 7 verwijderd en is op een nieuwe positie, ter hoogte van de 'prefab' insteekopening 13 van de tegel, een tegelhouder 7' aangebracht op een verbindingsstrip 5 van de pijpenwand 2 (zie Figuur 8B - 8C). Desgewenst kunnen de insteekopeningen 13 ook tijdens het opbouwen van de vuurvaste bekleding, bijvoorbeeld door boren, ter plaatse op maat in de tegel worden aangebracht.

De tegels worden door het toepassen van het clip-element optimaal gepositioneerd op de gewenste (zelfde) afstand van de pijpenwand, waardoor een goed horizontale en verticale uitlijning wordt verkregen met de aangrenzende tegels.

De reparatietegel 3' kan zijn voorzien van een vulopening in de vorm van een heel- of halfronde vulopening, zodat de uithardende gietmassa gemakkelijk kan worden ingebracht in de ruimte tussen de tegel(s) en de pijpenwand.

In Figuur 8B - 8C wordt getoond hoe de tegel 3' wordt vastgeklikt aan de tegelhouder 7' met behulp van het clip-element 60 in de insteekopening 13. Door het inbrengen van de tegelhouder 7' in het clip-element 60 wordt het clip-element vergrendeld in de insteekkanaal 10 doordat de afstand tussen de haak-lippen 68 van de clip-vleugels 62 groter is dan de breedte van de verbindingssleuf 14 van de tegel 3, 3'.

In Figuur 9A - 9C wordt in isometrische aanzichten het aanbrengen van de reparatietegel 3' nader in detail getoond. In Figuur 9A wordt het V-vormige clip-element 60 door de verbindingssleuf 14 in het insteekkanaal 10 en in de insteekopening 13 aangebracht. In Figuur 9B zit het clip-element 60 in het insteekkanaal 10 van de reparatietegel 3', waarbij de steunlippen 66 in de insteekopening 13 zitten en de haak-lippen 68 (niet zichtbaar) zich achter de verbindingssleuf 14 bevinden. De tegelhouder 7' in Figuur 9B is voorzien van insteekdelen 44 zoals een kop 9 van de kopbout van Figuren 5A - 5C. De insteekdelen 44 worden opgenomen in de openingen 70 in de clipvleugels, waardoor de clip-vleugels en de haak-lippen niet meer naar elkaar toe kunnen bewegen en het clip-element vast vergrendeld is in het insteekkanaal 10. De insteekdelen 44 van de kopbout-houder 7' zitten vast vergrendeld in de openingen 70 van het clip-element zodat de tegel 3' vast vergrendeld zit op de houder 7'.

In Figuur 10A en 10B wordt een clip-element 60 volgens de uitvinding vergroot vertoont, 10A is een bovenaanzicht en 10B is een isometrisch aanzicht. Het clip-element 60 omvat twee clip-vleugels 62 die aan hun basiszijde 63 met elkaar zijn verbonden. De clip-vleugels 62 kunnen in dit uitvoeringsvoorbeeld ten opzichte van elkaar tot een V-vormig element worden gevouwen om de basis- of vouwlijn 63. De clip-vleugels zijn aan hun bovenzijden 64 voorzien van een steun-lip 66 en van een haak-lip 68. De beide clip-vleugels 61, 62 zijn voorzien van openingen 70 voor het opnemen, vastklemmen en vergrendelen van de insteekdelen 44 van een (tegel)houder 7, 7'. De openingen 70 van de clip-vleugels zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld voorzien van aangrijpmiddelen 72 voor de insteekdelen 44 van de houder. In dit uitvoeringsvoorbeeld zijn de aangrijpmiddelen 72 gevormd als een kartelrand met tanden aan de bovenzijde van de opening 70 voor extra tolerantie en grip, zodat verschuiven of verplaatsen van de insteekdelen 44 van de tegelhouder 7 wordt beperkt.

In Figuur 10C - 10E wordt in twee isometrische aanzichten (10C - 10E) en een zijaanzicht (10D) het vastklikken van de tegelhouder in detail getoond. De tegelhouder 7 is in dit uitvoeringsvoorbeeld de kopbout van Figuur 5A - 5C met afgeronde onderzijden 42 en met een verjongde halssectie 41 tussen de kop 9 en het gladde anker 8. Bij het vastklikken van het clip-element 60 op de tegelhouder 7 komen allereerst de steun-lippen 66 in contact met de insteekdelen 44 van de kop 9 van de houder 7. De kop 9 drukt daardoor de steun-lippen 66 en daarmee de clip-vleugels 62 verder van elkaar, zodat de haak-lippen 68 uit de zone van de verbindingssleuf 14 worden verplaatst, waardoor de haak-lippen het clip-element 60 vasthaken in het insteekkanaal 10 van de tegel 3. Waneer de insteekdelen 44 van de kop 9 van de houder 7 de steun-lippen 66 van het clip-element 60 zijn gepasseerd, vallen de insteekdelen 44 in de openingen 70 aangebracht in de clip-vleugels 62 en worden daardoor vastgeklikt in het clip-element 60 (Figuur 10D - 10E). In Figuur 10D - 10E wordt getoond dat de insteekdelen 44 door de openingen 70 in de clip-vleugels heen steken en daardoor onlosmakelijk zijn verbonden met het V-vormige clip-element 60.

Het (opengeklapte, vlakke) clip-element heeft bij voorkeur een afmeting van circa 50 x 45 mm bij een dikte van circa 0,8 mm en is bij voorkeur vervaardigd van een hittebestendig metaal inclusief RVS (AIST 309/310).

Claims (25)

1. Vuurvaste bekleding voor een pijpenwand (2) van een verbrandingsoven, omvattende: een aantal naast en op elkaar geplaatste vuurvaste tegels (3) van keramisch materiaal, die aan de achterzijde, welke is toegekeerd naar pijpenwand (2), zijn voorzien van een verticaal insteekkanaal (10); een houder (7) voor elke tegel (3), waarbij de houder is voorzien van een anker (8) dat met de pijpenwand (2) wordt verbonden en waarbij de houder zich in gemonteerde toestand in hoofdzaak loodrecht op de pijpenwand (2) en gedeeltelijk in het insteekkanaal (10) uitstrekt, waarbij tussen de tegels (3) en de pijpenwand (2) een vrije ruimte (11) is gevormd, die met een uithardende gietmassa wordt gevuld, met het kenmerk, dat een afstandstuk (20) is voorzien tussen aangrenzende zijribben (12) van vier vuurvaste tegels (3).

2. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 1, waarbij het afstandstuk (20) een voorwand (21), een achterwand (22), en een vlak lichaam (23) omvat, waarbij het vlakke lichaam (23) zich uitstrekt tussen de voorwand (21) en de achterwand (22).

3. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 2, waarbij de voorwand (21) is voorzien van een klemrand (24), gevormd door de omgezette horizontale bovenrand (25) van de voorwand (21).

4. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 3, waarbij de voorwand (21) is voorzien van een tweede klemrand (26), gevormd door de omgezette horizontale onderrand (27) van de voorwand.

5. Vuurvaste bekleding volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het vlakke lichaam (23) aan zijn onderzijde is voorzien van ten minste een ribbe (28), welke zich evenwijdig uitstrekt aan de voorwand (21) en de achterwand (22).

6. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 5, waarbij twee of meer evenwijdige ribben (28) zijn voorzien op het vlakke lichaam (23).

7. Vuurvaste bekleding volgens één van de voorgaande conclusies 2-6, waarbij de achterwand (22) van het afstandstuk is voorzien van een koppelelement (29) voor een armelement (30).

8. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 7, waarbij het koppelelement (29) een langwerpige groef is of twee langwerpige groefdelen omvat, die zich horizontaal uitstrekken.

9. Vuurvaste bekleding volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het afstandstuk (20) aan de achterwand (22) is voorzien van een armelement (30).

10. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 9, waarbij het armelement (30) een verend element (31) omvat.

11. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 10, waarbij het armelement (30) een afstandveer (32) is.

12. Vuurvaste bekleding volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de houder een kopbout uit één stuk is, welke een anker (8) en een vaste kop (9) omvat.

13. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 12, waarbij voor de kenmerken van de kopbout één of meer wordt gekozen uit: een kop (9) met afgeplatte zijden (40); een kop met afgeronde onderkanten (42); een verjongde halssectie (41) tussen de kop en het anker; een glad anker (8); het oppervlak van de doorsnede van het anker (8) is in hoofdzaak gelijk aan het oppervlak van de doorsnede van de halssectie (41).

14. Werkwijze voor het samenstellen en opbouwen van een vuurvaste bekleding voor een pijpenwand van een verbrandingsoven volgens een van de conclusie 1 - 13, omvattende de stappen: aanbrengen van een aantal houders (7) op de verbindingsstrippen (5) tussen de pijpen (4) van de pijpenwand (2); plaatsen van een aantal vuurvaste tegels (3) naast elkaar in een eerste horizontale rij met het verticale insteekkanaal (10) op de houders; met het kenmerk, dat de werkwijze voort de stap omvat: plaatsen van afstandstukken (20) tussen twee tegels op aangrenzende zijribben (12).

15. Werkwijze volgens conclusies 14, waarbij de werkwijze voorts omvat: plaatsen van een tweede horizontale rij tegels op de eerste horizontale rij tegels, zodanig, dat een afstandstuk (20) is voorzien tussen de aangrenzende zijribben van vier vuurvaste tegels (3)

16. Afstandstuk voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand (2) van een verbrandingsoven vólgens één van de voorgaande conclusies 1 - 13.

17. Kopbout voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand (2) van een verbrandingsoven volgens één van de voorgaande conclusies 1 - 13.

18. Vuurvaste bekleding volgens een van de voorgaande conclusies 1 - 13, waarbij een wig-element (50) is voorzien in het insteekkanaal (10) nabij de houder (7), waarbij het wig-element is ingericht om de vuurvaste tegels (3) optimaal te positioneren op de houder.

19. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 18, waarbij het wig-element een kanaallichaam (52) omvat, voorzien van een wigdeel (51) en van een sleuflichaam (53).

20. Wig-element voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand (2) van een verbrandingsoven volgens één van de voorgaande conclusies 18 - 19.

21. Vuurvaste bekleding volgens een van de voorgaande conclusies 1 - 13 en 18 - 19, waarbij een insteekopening (13) is voorzien in een vuurvaste tegel (3), waarbij een dip-element (60) is voorzien in de insteekopening (13), en waarbij de tegel (3) met het clip-element is vastgeklikt op de houder (7).

22. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 21, waarbij het clip-element (60) een V-vormig klik-element is, welke twee clip-vleugels (62) omvat die aan hun basiszijde (63) met elkaar zijn verbonden en die aan hun bovenzijden (64) zijn voorzien van een steun-lip (66) en van een haak-lip (68).

23. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 21 - 22, waarbij de beide clip-vleugels (62) van het clip-element (60) zijn voorzien van openingen (70) ingericht voor het opnemen en vastklemmen van insteekdelen (44) van de houder (7).

24. Vuurvaste bekleding volgens conclusie 23, waarbij de openingen (70) in de clip-vleugels (62) van het clipelement (60) zijn voorzien van aangrijpmiddelen (72) zoals tanden.

25. Clip-element voor toepassing in de vuurvaste bekleding voor een pijpenwand (2) van een verbrandingsoven volgens één van de voorgaande conclusies 21 - 24.