NL8100507A

NL8100507A - OVEN BURNER STONE.

Info

Publication number: NL8100507A
Application number: NL8100507A
Authority: NL
Original assignee: Didier Werke Ag
Priority date: 1980-02-13
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1981-09-16
Also published as: DE3005257A1; FR2475692A1; GB2069115B; BE887446A; GB2069115A

Description

T tJ/Ea/Di<3ier 67 *·' J * ♦T tJ / Ea / Di <3ier 67 * 'J * ♦

OVENBRANDERSTEENOVEN BURNER STONE

De uitvinding heeft betrekking op een ovenbrander-steen van een tegen hoge temperatuur bestendig keramiek-ve-zelmengsel, in het bijzonder voor warmtebehandelingsovens met hoge snelheidsbranders, met een brandergat.The invention relates to an oven burner brick of a high temperature resistant ceramic fiber mixture, in particular for heat treatment furnaces with high speed burners, with a burner hole.

5 Dergelijke,ovenbranderstenen zijn bijvoorbeeld bekende uit het tijdschrift "Gas und Warme", band 28 (1979), nummer 4, bladzijde 227 en uit de prospektus "Combustion Chamber" van Johns-Manville, nummer IN-489 A van maart 1966. Dergelijke ovenbranderstenen kunnen met een vacuum vormge-10' vingswerkwi j ze voegloos in éën geheel worden vervaardigd en daardoor wat betreft hun vorm en afmetingen gemakkelijk aan de verschillende brandertypen worden aangepast. Als keramische vezels komen in het bijzonder vezels op basis van leem-aarde-silicaat -in aanmerking, omdat daardoor bij een laag 15 gewicht, een goede warmte-isolatie en een geringe warmtecapa-citeit een uitstekende bestandheid tegen temperatuurswisselingen en daardoor een optimale houdbaarheid en bedrijfszekerheid kan worden bereikt. De in de regel uit één stuk bestaande o-venbrandersteen kan bij grotere afmetingen ook uit meerdere 20 delen bestaan, die afzonderlijk worden gevormd en aan elkaar worden gelijmd. Met ovenbranderstenen van keramiek-vezelmeng-sels komt ten opzichte van de tot dat moment gebruikte gebrande stenen, getemperde of gebrande gerede onderdelen zowel als plaatselijk aangebrachte stampmassa’s of vuurbeton, alle 25 op basis van ieemaarde-si1icaat met een verschillend Al^O^-gehalte, bindmiddel- en ruwe stoffen, een aanzienlijke verbetering worden bereikt, in het bijzonder met het oog op de tot dat moment matige bestendigheid tegen temperatuurswisselingen. Ook de voegspanningen, die snel tot scheuren en het 30 afspringen van scherven leiden en de branderwerking beïnvloeden zowel als het zwerven van onverbrande gassen mogelijk maakten, konden worden vermeden. Het lager soortelijk gewicht van ovenbranderstenen van keramische vezels van slechts ongeveer 10% ten opzichte van de tot dat moment gebruikte ge-35 brande stenen of massa*s, in combinatie met de slechts geringe warmte-opname en daardoor snelle afkoeling maakte bovendien een snelle vervanging van eventueel beschadigde delen 81 0 0 50 7 - 2 - L— " mogelijk; en ook het direkt in gebruik nemen van nieuwe ovenbranderstenen zonder droog- of opwarmingsvoorschriften.Such furnace burner stones are known, for example, from the magazine "Gas und Warme", vol. 28 (1979), number 4, page 227 and from the prospectus "Combustion Chamber" of Johns-Manville, number IN-489 A of March 1966. Such furnace burner stones can be manufactured in one piece in a vacuum-free molding process and can thereby be easily adapted to the different burner types in terms of their shape and dimensions. Ceramics on the basis of clay-earth-silicate are particularly suitable as ceramic fibers, because with low weight, good thermal insulation and low heat capacity, they therefore have excellent resistance to temperature fluctuations and therefore optimum shelf life and reliability can be achieved. The larger one-piece oven burner stone can, in larger dimensions, also consist of several parts, which are individually formed and glued together. With furnace burner stones of ceramic-fiber mixtures, compared to the burnt stones, tempered or burned finished parts used up to that time, as well as locally applied stamping masses or fired concrete, all 25 are based on earth silicate with a different Al 2 O 3 content. , binders and raw materials, a significant improvement is achieved, especially in view of the hitherto moderate resistance to temperature changes. The joint stresses, which quickly lead to cracking and chipping, and which influence the burner action as well as allowing the roaming of unburned gases, could be avoided. The lower specific gravity of ceramic fiber furnace burner stones of only about 10% relative to the burned stones or masses used up to that time, in combination with the only low heat absorption and therefore rapid cooling, also made for a rapid replacement of possibly damaged parts 81 0 0 50 7 - 2 - L— "and also the immediate use of new furnace burner stones without drying or heating instructions.

Een nadeel bij de bekende ovenbranderstenen van een tegen hoge temperatuur bestendig keramiek-vezeimengsel 5 is echter, dat de hoge gas- en luchtsnelheden, zoals deze bij hoog vermogensbranders voorkomen, of ook de turpulenties bij andere brandertypen tot een snel uitwassen van de keramische vezels in het brandergat en daardoor tot storingen in de verbranding -leiden.A drawback with the known furnace burner stones of a high-temperature-resistant ceramic fiber mixture 5, however, is that the high gas and air velocities, as they occur with high power burners, or also the turbulence with other burner types, leads to a rapid washing out of the ceramic fibers in the burner hole and thereby lead to combustion malfunctions.

10 Het doel van de onderhavige uitvinding is een oven- *· brander systeem van de in de aanhef genoemde soort onder handhaving van de hierboven beschreven warmte- en regeltechnische voordelen zó verder te ontwikkelen, dat erosieschade aan het brandergat in verder gaande mate wordt vermeden resp. snel 15 verholpen kan worden.The object of the present invention is to further develop an oven burner system of the type mentioned in the preamble while maintaining the above described heat and control advantages in such a way that erosion damage to the burner hole is further prevented or prevented. . can be quickly remedied.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat in het brandergat een afzonderlijke binnenhuis van vuurvast materiaal verwisselbaar is aangebracht. De binnenhuis heeft op gunstige wijze slechts een geringe wanddikte en, 20 al naar gelang de omstandigheden, een cilindrische, afgeknot kegelvormige of andere vorm en is bijvoorbeeld op basis van siliciumcarbide, leemaarde-silicaat, oxide-keramiek, anorganisch gebonden keramische vezels of dergelijke vervaardigd. De binnenhuis is als afzonderlijk slijtagedeel tijdens het 25 bedrijf vervangbaar. Terwijl tot nu toe de warmte- of ver-brandingsregeltechnische voordelen van ovenbranderstenen van keramische-vezels wegens de geringe slijtagevastheid van dit materiaal slechts in beperkte mate gebruikt konden worden, omdat de beperkte levensduurverwachtingen van dergelijke oven-30 branderstenen tot. kostbare vervangingen op te korte termijn aanleiding gaven en ook bedrijfstoringen en/of -onderbrekingen veroorzaakten, kunnen met de oplossing volgens de uitvinding de door noodzakelijke vervangingen.van ovenbranderstenen noodzakelijke kosten tot een minimum worden beperkt, 35 omdat de branderblokken van vezels niet meer aan direkte erosie blootgesteld zijn en daardoor een buitengewoon lange levensduur bereiken.This object is achieved according to the invention in that a separate inner tube of refractory material is arranged exchangeably in the burner hole. The inner tube advantageously has only a small wall thickness and, depending on the circumstances, a cylindrical, frusto-conical or other shape and is manufactured, for example, on the basis of silicon carbide, loam silicate, oxide ceramic, inorganic bonded ceramic fibers or the like . The inner tube is replaceable as a separate wear part during operation. While hitherto, the heat or combustion control advantages of ceramic fiber furnace burner stones could only be used to a limited extent because of the low wear resistance of this material, because the limited life expectancy of such furnace burner stones is up to. costly replacements gave rise in the short term and also caused operating failures and / or interruptions, the solution according to the invention can minimize the costs required by necessary replacements of furnace burner stones, because the fiber burner blocks are no longer directly erosion and thereby achieve an exceptionally long service life.

Geschikte inrichtingen, resp. bevestigingen van de 8100507 - 3 - binnenhuis in het brandergat bestaan daaruit dat de binnenhuis passend in het brandergat wordt geschoven, door middel van een spiraalrug wordt vastgedraaid en/of door middel van vergrendeling wordt vastgezet 5 Om een absolute afdichting tussen het brandergat en de afzonderlijke binnenhuis te bereiken, kan het inwendige oppervlak van het brandergat en/of het buitenoppervlak van de binnenhuis een afdichtingslaag, bijvoorbeeld van vuurvaste mortel of vuurvaste kit bevatten.Suitable devices, resp. attachments of the 8100507 - 3 - inner tube in the burner hole consist in that the inner tube is slid into the burner hole fittingly, tightened by means of a spiral back and / or secured by means of locking 5 To ensure an absolute seal between the burner hole and the individual the inner surface of the burner hole and / or the outer surface of the inner tube may contain a sealing layer, for example of refractory mortar or refractory sealant.

10 Door een aan de kopzijde gevormde bevestigingsflens . kan de binnenhuis bijvoorbeeld met een ronde of vierkante stalen plaat onder tussenlegging van een afdichtingsring, bijvoorbeeld van vuurvast vilt, zo op het brandergat worden geschroefd, met pennen worden vastgezet of worden vastgelijmd, 15 dat geen verbrandingsgassen kunnen gaan zwerven. Wanneer het brandergat en daardoor ook de binnenhuis een naar het inwendige van de oven wijzende verwijding hebben en daardoor de inbouw van de binnenhuis van binnenaf noodzakelijk is, kan de binnenhuis op doelmatige wijze een grotere axiale lengte 20 hebben als de branderbuis en aan het aan de buitenzijde liggende einde een over de omtrek verlopende groef hebben, waarin een afdichtende vergrendelring aan kan grijpen, die zelf weer door een bevestigingsflens van de branderkast aan de ovenbrandersteen wordt vastgehouden.10 Through a mounting flange formed on the front. for example, the inner tube can be screwed onto the burner hole, secured with pins or glued in such a way that no combustion gases can roam, using a round or square steel plate with the insertion of a sealing ring, for instance of refractory felt. If the burner hole and thereby also the inner tube have a widening towards the interior of the oven and the installation of the inner tube is therefore necessary from the inside, the inner tube can advantageously have a greater axial length as the burner tube and can be attached to the The outer end has a circumferential groove in which a sealing locking ring can engage, which itself is again held by a mounting flange of the burner box on the furnace burner stone.

25 Andere kenmerken, voordelen en toepassingsmogelijk heden van de onderhavige uitvinding blijken uit de volgende beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van de figuren. Daarbij vormen alle beschreven en/of weergegeven kenmerken op zichzelf of in een willekeurige zinvolle combi-30 natie hef onderwerp van de huidige uitvinding ook onafhankelijk van hun samenvatting in de conclusies of de verwijzing daarnaar.Other features, advantages and application possibilities of the present invention will appear from the following description of exemplary embodiments with reference to the figures. In addition, all of the features described and / or displayed on their own or in any meaningful combination are subject of the present invention regardless of their summary in the claims or the reference thereto.

Fig. 1 toont schematisch in doorsnede een uitvoeringsvorm van een de uitvinding omvattende ovenbrandersteen 35 voor het van buiten af aanbrengen van de binnenhuis, en fig. 2 toont een andere uitvoeringsvorm van een de uitvinding omvattende ovenbrandersteen voor· het van binnenuit aanbrengen van de binnenhuis.Fig. 1 schematically shows in cross-section an embodiment of an oven burner stone 35 comprising the invention for placing the inner tube from the outside, and FIG. 2 shows another embodiment of an oven burner stone comprising the invention for placing the inner tube from the inside.

8100507 *· .-4-8100507 *.-4-

De ovenbrandersteen 1 van ilq. 1 is in het metselwerk, bijvoorbeeld van een industriële warmtebehandelingsoven ingepast. De ovenbrandersteen 1 heeft een in dit geval cilindrisch brandergat 3. Overeenkomstig de uitvinding is in het 5 brandergat 3 een afzonderlijke binnenhuis van vuurvast materiaal verwisselbaar aangebracht. Bij de in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm is de binnenhuis 2 met behulp van een spiraalrug 4 in het brandergat 3 bevestigd. Aan zijn buitenste einde heeft de binnenhuis 2 een bevestigingsflens 5, die 10 in een geschikte ringvormige uitsparing van de ovenbrander-.. . steen 1 komt te liggen, zodat het voorvlak van de bevestigingsflens 5 in hetzelfde vlak als het voorvlak van de ovenbrandersteen 1 komt te liggen. In deze positie wordt de binnenhuis 2 door middel van een aan de buitenplaat van het 15 ovenhuis 8 vastgeschroefde bevestigingsflens 9 van de bran-derkast vastgehouden. Een afdichting om het zwerven van bran-dergassen te verhinderen wordt verkregen, doordat tussen het voorvlak van de bevestigingsflens 5 en het achtervlak van de bevestigingsflens 9 in een geschikte uitsparing van het oven-20 huis 8 een afdichtingsring XI van vuurvaste viltmat is aangebracht. Met stippellijnen wordt in de tekening aangegeven hoe het branderhuis 10 in het van de binnenhuis 2 voorziene brandergat 3 uitsteekt.The oven burner stone 1 from ilq. 1 is fitted into the masonry, for example, from an industrial heat treatment furnace. The furnace burner stone 1 has a cylindrical burner hole 3 in this case. According to the invention, a separate inner tube of refractory material is arranged in the burner hole 3. In the embodiment shown in Fig. 1, the inner tube 2 is fixed in the burner hole 3 by means of a spiral back 4. At its outer end, the inner tube 2 has a mounting flange 5, which 10 is positioned in a suitable annular recess of the furnace burner. stone 1 will lie so that the front surface of the mounting flange 5 will be in the same plane as the front surface of the furnace burner stone 1. In this position, the inner tube 2 is held by means of a mounting flange 9 of the burner box screwed to the outer plate of the oven housing 8. A seal to prevent the roaming of burner gases is obtained in that a sealing ring XI of refractory felt mat is arranged between the front face of the mounting flange 5 and the rear face of the mounting flange 9 in a suitable recess of the furnace housing 8. Dashed lines in the drawing indicate how the burner housing 10 protrudes into the burner hole 3 provided with the inner tube 2.

Bij de uitvoeringsvorm van fig. 2 heeft het bran-25 dergat 3 en dienovereenkomstig ook de binnenhuis 2 een naar de binnenzijde van de oven gekeerd verwijd gedeelte 12.In the embodiment of Fig. 2, the burner hole 3 and accordingly also the inner tube 2 has a widened portion 12 facing the inside of the oven.

Om deze- reden, kan de binnenhuis van binnenuit in het brandergat 3 worden gestoken. De bevestiging en afdichting moet hier echter ook van buiten geschieden. Hiertoe heeft de bin-30 nenhuls 2 een. iets. grotere axiale lengte dan het brandergat 3. Aan het uit het brandergat 3 naar buiten uitstekende einde heeft de binnenhuis 2 een groef 6 in de buitenomtrek, waarin een bijvoorbeeld tweedelige, ook voor de afdichting dienende vergrendelingsring 13 met een geschikte veer aan 35 kan grijpen. Tussen de vergrendelingsring 13 en het voorvlak van de ovenbrandersteen 1 kan weer in een uitsparing van het ovenhuis 8. een afzonderlijke afdichtingsring 11 zijn aangebracht, die om de binnenhuis 2 grijpt. De vergrende- - 8100507 5 lingering 13 en de afdichtingsring 11 worden gemeenschappelijk door een bevestigingsflens 9 vastgehouden, die aan het ovenhuis 8 is vastgeschroefd.For this reason, the inner tube can be inserted into the burner hole 3 from the inside. However, the attachment and sealing must also take place from the outside. For this purpose, the inner sleeve 2 has one. something. greater axial length than the burner hole 3. At the end projecting outwards from the burner hole 3, the inner tube 2 has a groove 6 in the outer circumference in which a for instance two-part locking ring 13, which also serves for sealing, can engage with a suitable spring. Between the locking ring 13 and the front surface of the furnace burner stone 1, a separate sealing ring 11 can again be arranged in a recess of the furnace housing 8. This grips around the inner tube 2. The locking ring 8100507 and the sealing ring 11 are held together by a mounting flange 9, which is screwed to the oven housing 8.

81005078100507

Claims

1. Furnace burner stone of a high-temperature-resistant ceramic-fiber mixture, in particular for heat treatment furnaces with high-speed burners, with a burner hole, characterized in that a separate inner tube 2 of refractory material is arranged exchangeably in the burner hole 3. .

Furnace burner stone according to claim 1, characterized in that the inner tube 2 is slid into the burner hole 3, screwed in by means of a spiral back 4 and / or secured by means of a lock.

Oven burner stone according to claim 1 or 2, characterized in that the inner surface of the burner hole 3 and / or the outer surface of the inner tube 2 has a sealing coating, for example of refractory mortar or refractory sealant.

-4. Furnace burner stone according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inner tube 2 has an attachment flange-5.

Furnace burner stone according to any one of claims 20 to 4, characterized in that the inner tube 2 has a greater axial length than the burner hole 3 and has a groove 6 in the periphery at the outer end. 8100507