SE440950C - Ugnsfoder bestaende av minst ett skikt av sammanpressat fibermaterial - Google Patents

Description

7804258-7 2 ordningen 25 % i remsornas tvärriktning till en kompakt packning av fibermaterial kring metalldelarna för att skydda dessa mot ugnsvärmen.

I ett ugnsfoder är det av ekonomiska skäl önskvärt att variera kvaliteten hos fibermaterialet i beroende av temperaturförloppet genom fodret, då de keramiska fiber- material som behövs vid de höga temperaturerna är betydligt dyrare än fibermaterial såsom sten, ull och glasull, som endast kan användas vid temperaturer upp till 600°C. Hos de kända ugnsfodren är det besvärligt eller i det närmaste helt omöjligt att åstadkomma en sådan variation av fibermaterialet.

De kända ugnsfodren är också bristfälliga med hänsyn till en bekväm förankring vid ugnskonstruktionen. I vissa fall, som i ovannämnda amerikanska patent, ligger förankringen vid fastsättningen begravd i fibermaterialet och är således icke synlig. I andra fall skall speciella beslag användas.

Föremålet för föreliggande uppfinning är ett ugnsfoder vars uppbyggnad är enkel, bekvämare och snabbare än hos hittills kända ugnsfoder.

Ett ugnsfoder enligt uppfinningen består av minst ett skikt av sammanpressat fibermaterial. där åtminstone det mot ugnsrummet liggande skiktet, primärskiktet, är ett elastiskt, sammanpressat skikt och är uppbyggt av remsor, som är placerade med bredsidorna mot varandra och som är bibringade en elastisk sammanpressning i skiktets plan, där fodret är förankrat vid ett underlag, t.ex. ugnsmanteln, med hjälp av förankringselement, som sträcker sig in i gränsytan mellan två remsor och som är fastsatta där, varvid förankringselementen sträcker sig endast ett stycke in i gränsytan, samt där företrädesvis parallella spår är utförda i den mot eldstaden vända sidan av primärskiktet på tvären i förhållande till remsornas längdutsträckning.

Friktionskoefficienten mellan två ytor hos ett fiber- material kan på grund av fibrernas ömsesidiga hopfiltning i beröringsytan ha betydande storlek, som konvergcrar mot oändligt, då den elastiska förspänningen tillföres. För- spänningen innebär således att remsornas sammanhållningskraft tilltar, genom att man därvid tillför en kraft vinkelrätt mot 7804258-7 3 remsornas mötande ytor, och friktionskraften just växer med den vinkelräta kraften mot glidytorna, i detta fall de tidigare nämnda ytorna. Nämnda sammanhållningskraft i beröringsytan medför att man utan bindemedel eller andra hjälpmedel kan sammansätta fiberremsor till en sammanhängande stabil enhet.

Ett skikt bestående av med bredsidorna mot varandra liggande remsor kan åstadkommas på två sätt, nämligen genom att ban- eller arkformigt material omböjes flera gånger i vågform, eller helt enkelt med hjälp av remsor.

Såsom framgår av det norska patentet 130 704 försiggår i fibermaterialet en förstörelse i form av en sintring eller glasering som medför en delaminering eller avskavning från fiberbanans yta till följd av fiberbanans skíktade struktur som härrör från tillverkningsförfarandet. Denna avskavning, såsom anges i det norska patentet, hindras genom att fiber- banorna uppskäres i remsor i banornas tvärriktning, men kan även förhindras genom en uppskärning i fiberbanornas längd- riktning. Ingenting hindrar därför användningen av remsor som är skurna i fiberbanornas längdriktning. Man är således icke bunden till fiberbanornas bredd som är förhållandevis liten, omkring l m, men.kan erhålla remsor som kan sträcka sig över ugnens hela längd. Ytterligare en fördel ligger däri att dessa remsor kan levereras som färdig produkt.

När ugnsfodret omfattar flera än ett remsskikt och dessa skikt företrädesvis ligger direkt an mot varandra utan andra mellanliggande skikt, såsom ett kantstående skikt, uppbygges ugnsfodret särskilt ändamålsenligt så att den påförda elastiska förspänningen är störst i primärskiktet och avtagande genom övriga skikt, varigenom man uppnår att den elastiska förspänningen i remsskikten efter ugnens igångsättning blir likformig, företrädesvis dock störst i primärskiktet, till följd av att fibermaterialet genomgår förändringar som avtar från den heta, mot eldstaden vända ytan inåt.

Såvida ett fibermaterial icke uppvisar den erforderliga mekaniska stabiliteten, kan denna lämpligen förbättras genom att skikten utöver den elastiska förspänningen även förlänas anor m' 7804258-7 en oelastisk förspänriing.

Materialet bibringas företrädesvis elastisk förspänning vinkelrätt mot remsornas bredsida, vilket är fördelaktigt därigenom att man vid lodrät fodring arbetar ovanifrån nedåt och följaktligen obehindrat.

För att fixera fodringens ändar vid tvärväggar, brännarbotten, pelare eller i hörn, bíbringas remsorna en elastisk förspänning i dessas längdríktning så att de är fastspända mellan dessa. Fixeringen kan säkras ytterligare genom att en remsa av fibermaterial fastgöres uppåt utmed tvärväggarna, pelarna eller hörnen, så att de mötande remsornas ändytor med friktion fastlåses mot denna fixerade remsa. Komprimeringen av remsorna i dessas längdriktning kan utföras genom att remsorna vid utläggningen bildar ån utskjutande båge och ändarna fasthålles genom friktionen vid det underliggande remsskiktet. När bågen tryckes ned, inträffar en komprimering av remsan i dess längdriktning.

Ifall ugnsfodret uppbygges av flera remsskikt, är det fördelaktigt att de två eller flera skikten förankras inbördes så att dessa skikt uppträder som en mekanisk enhet och höjer fodrets stabilitet med hänsyn till pelareffekten.

Vid förankring av fodret utnyttjar man den elastiska förspänningen som bibringats fibermaterialet genom att en förspänning medför en fastklämning av materialet. kring förankringarna. Förankringen kan uppnås på två principiellt olika sätt, antingen genom friktion mellan fibermaterialet och förankringarna eller genom att man utnyttjar fibermaterialets drag- och förskjutningsstyrka. Att utnyttja friktionen till förankring är ett särskilt behändigt sätt för utförande av förankringen, då förankringsdelarna endast löst inlägges mellan remsorna och förankringskraften därefter uppträder genom den elastiska förspänningen hos fibermaterialet. Dessa friktionsförankringar kan exempelvis utformas av töjmaterial eller stålplåt med omböjd kant. Vid den ömsesidiga förankringen av ett antal remskikt, som ligger på varandra, utförs förankringen särskilt enkelt genom att ett antal fiberremsor i ett eller flera av skikten har sådan bredd att de sträcker sig oavbrutet in i eller genom ett eller flera av FÉÖBWÉJÉÉIÉÄLITY 7804258-7 5 fiberskikten, varigenom man erhåller ett förband mellan fiberremsorna. Som vid friktionsmaterialet överföres den ömsesidiga påverkningen på fiberskikten genom den friktions- kraft som orsakas av den påförda elastiska förspänningen.

Förankringen kan även utföras med hjälp av förankringselement som tränger in i fibermaterialet, så att man utnyttjar materialets drag- och förskjutningsstyrka. De delar av förankringselementen som tränger in i materialet utföres med en längd som företrädesvis är kortare än remsornas tjocklek.

Särskilt ändamålsenligt utföres förankringselementen med sågtandformade kuggar som pressas in i fibermaterialen eftersom man då erhåller en omväxling mellan oavbrutna fibrer och förankringsytor, varvid förankringskraften sprides ut över en stor areal men så att fibrerna icke samtidigt avskäres över en längre sträcka.

Ovanför en viss temperatur undergår fibermaterial förändringar såsom sprödhet, hårdhet, krympning och nedbryt- ning, och omfattningen av dessa förändringar ökar ju närmare man kommer materialets nominella användningstemperatur, vilket också medför att materialets elastiska egenskaper minskas i större eller mindre grad.

Fodret uppdelas således med hänsyn till fysikaliska egenskaper i två zoner, en zon närmast värmen, där föränd- ringar kommer att inträffa och där materialet kommer att förlora sina elastiska egenskaper i större eller i mindre grad i beroende av temperaturnivân, och en zon på största avståndet från den varma ytan, fodrets yta närmast ugnsrummet, där de fysikaliska egenskaperna i huvudsak är oförändrade och där materialet under uppbyggnaden påförda elastiska förspänningen således också är kvar under driftstillståndet.

Det är först i detta område som förankringarna fastsättes och innanför detta fixeras förankringselementen, företrädesvis där temperaturen har sjunkit till 800 ~ 1 0OO° eller mindre.

Detta medför att förankringens hållfasthet är av samma stor- leksordning under driftstillstånd som vid fodrets uppbyggnad, dä fibermaterialet i fastsättningsområdet hela tiden uppvisar den elastiska förspänning, som klämmer ihop fodret kring förankringselementen. Dessutom utsättes förankringselementen '~ --~...,,._-... .__ ___ P°PR n 7804258-7 6 icke för de våldsamt höga temperaturerna vid den heta mot ugnsrummet vända ytan och förankringselementen är även skyddade mot en eventuellt förekommande, aggressiv atmosfär i ugnsrummet, Vid temperaturer överstigande 800 - 1 00000-kan man tillämpa en uppbyggnad i förband, såsom ovan angivits.

För att förbílliga ugnsfodret kan man, såsom ovan omnämnts, använda flera till temperaturförloppet genom fodret avpassade fiberkvaliteter. Dessa på varandra följande skikt av fibermaterial kan anbringas på känt sätt, exempelvis kantställas,_uppbyggas i form av banor eller ifyllas som löst granulat. Oberoende av huruvida dessa skikt utföres enligt uppfinningssättet eller på känt sätt, behöver det icke nödvän- digtvis förankras, eftersom primärskiktet, skiktet närmast ugnsrummet, på grund av dess remsbredd, kan uppta ett utböjningsmoment mellan förankringarna på tvären mot väggen och kan därför hålla dessa skikt i sina lägen.

För att de uppträdande krympsprickorna i den heta inner- ytan icke skall verka oestetiska eller ge anledning till oberättigat misstroende mot fodret, kan dessa sprickor fördelas jämnt över fodringen genom att företrädesvis parallellt Förlöpande spår inskäres i den heta ytan på tvären mot remsorna. Spårdjupet och avstånden fastlägges på grundval av erfarenheten avseende krympsprickors normala djup vid en given yttemperatur och ett givet material.

För att kunna användas skall det använda fibermaterialet uppvisa en viss tryckstyrka och/eller elasticitet - återfjädringskraft. Om dessa egenskaper emellertid visar sig vara otillräckliga, kan de förbättras genom impregnering av fibermaterialet med ett organiskt eller oorganiskt kemiskt bindemedel eller ett keramiskt sintringmaterial.

Med ledning av ritningen skall här nedan beskrivas ett i enlighet med sättet enligt uppfinningen uppbyggt ugnsfoder- Fig. l visar ett avsnitt av ett ugnsfoder bestående av två fiberskikt: I fig. 2 visar ett genom veckning erhållet fíberskikt; fig. 3 - 6 visar avsnitt av ett ugnsfoder med hopkoppling av två remsskikt, varvid hopkopplingén visas utförd på olika sätt. fšoøn Qtmixmv f? 7804258-7 7 Inåt mot ugnsrummet är ett fiberskikt 1 uppbyggt av remsor 4, som är placerade med bredsidorna på varandra.

Remsorna 4 utskäres ur fiberplattor eller banor eller kan vara speciellt tillverkade för ändamålet. Vid tillverkning är det förhållandevis enkelt att skära upp de tillverkade fiber- banorna i remsor. Remsorna 4 kan även, såsom visas i fig. 2. erhållas genom upprepad vikning i vågform av ett material i form av en platta eller en bana. Detta fiberskikt l efter- följes av ett andra fiberskikt 2, som anligger mot ugnsmanteln 5 och som består av kantställda plattor. Det primära fiberskiktet 1 är vid bakkanten fastgjort vid ugnsmanteln 5 med hjälp av jämnt över hela fodret fördelade förankrings- element 7, som består av en platta med sågtandformade tänder och som är fastgjort vid manteln 5 med hjälp av ett stycke rundjärn. I den mot eldstadsrummet vända ytan 8 på det primära fibermaterialet är ett antal parallellt förlöpande spår 9 anordnade för reglerad fastläggning av läget för de så småningom uppträdande svinnsprickorna.

I fig. 3 visas ett ugnsfoder bestående av tre fiberskikt l, 2, 3 där primärskiktet 1 och ett efterföljande sekundärskikt 2 är uppbyggda av remsor 4 som är staplade med bredsidorna på varandra. Det tertiära fiberskiktet 3 består av fiberplattor som är kantställda mellan dels de inbördes sammanhängade primär- och sekundärskikten 1, 2 och dels ugnsmanteln 5. Primär- och sekundärskikten l, 2 förankras inbördes med hjälp av ett friktionsmaterial 6, exempelvis plattor av töjmaterial, som inlägges mellan remsorna och som sträcker sig utan avbrott från primärskiktet l in i sekundärskiktet 2. Den nödvändiga friktionskraften till ömsesidig förankring erhålles genom den elastiska för- spänningen. Friktionsmaterialet 6 anbringas på sådana avstånd att primärskiktet l och sekundärskiktet 2 bildar en stabil enhet. Förankringen av denna stabila enhet vid ugnsmanteln 5 åstadkommas med hjälp av förankringselement 7 som fastsättes i sekundärskiktet 2.

I fig. 4 visas en utföringsform av ugnsfodret, där den ömsesidiga förankringen av primärskiktet l och sekundärskiktet 2 för erhållande av en stabil enhet erhålles därigenom att med 7804258-7 8 mellanrum anordnas fiberremsor 4a av det i primärskiktet 1 använda fibermaterialet med en bredd som svarar mot den sammanlagda bredden av primärskiktet l och sekundärskiktet 2.

De ömsesidiga påverkningarna mellan de båda skikten 1, 2 överföres således genom skikten 4a med hjälp av den genom den elastiska förspänningen erhållna friktionskraften. I det visade fallet användes parvis två fiberbanor 4a och förankringen 7 anbringas mellan dessa två banor 4a.

Av fig. 5 framgår att den inbördes förbindelsen mellan primärskiktet l och sekundärskiktet 2 åstadkommes genom att dessa skikt uppbygges av fiberremsor med varierande bredd, så att man erhåller ett förband, där primärskiktet l och sekundärskiktet 2 ömsesidigt griper in i varandra och den ömsesidiga påverkan överföres genom den tidigare nämnda friktionskraften.

I fig. 6 visas ett foder, där för vardera åtta skikt remsor i sekundärskiktet 2 användes tio remsor i primärskíktet 1 med samma tjocklek, så att primärskiktet erhåller större elastisk förspänning än sekundärskiktet, så att efter igångsättning av ugnen förspänningen i de båda skikten blir likformig till följd av att fibermaterialet i primärskiktet l utsättes för större förändringar än sekundärskiktet L företrädesvis dock så att förspänningen i primärskiktet l är större än i sekundärskiktet 2.

Såsom framgår av ovanstående beskrivning baseras uppfinningen således på att var för sig eller i samverkan utnyttja andra av ett fibermaterials fysikaliska egenskaper än dess värmeisoleringsförmåga vid uppbyggnad av ett ugnsfoder av fibermaterial.

Vid uppbyggnaden förlänar man fibermaterialet en elastisk förspänning som i förbindelse med dess stora friktions- koefficient medför större hophållningskraft och stabilitet, samtidigt som förspänningen fastklämmer materialet fjädrande kring förankringselementen. hëiboß QUALITY f:

Claims (11)

4 7804258-7 PAIENIKRAV

1. Ugnsfoder bestående av ainst ett skikt (1, 2, 3) av sammanpressat fibarmaterial, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone det mot ugnarummet liggande skiktat (1), primär- skiktet, är ett elastiskt, aammanpreaaat skikt och är uppbyggt av remsor (b, ds, bb, hc), som är placerade med bredsidorna mot varandra och som är bibringsde an elastisk aammanpress- ning i skikteta plan, att fodret är förankrat vid ett under- lag, t ax ugnsmantsln (S), med hjälp av förankrlngaelement (7), som sträcker sig in i gränsytan mellan två remsor (A) och som är faatsatts där, varvid förankringaelemsnten (7) sträcker sig endast ett stycke in i gränsytan, samt att företrädesvis parallella spår (9) är utförda i den mot eld- staden vända sidan (B) av primärskiktet (1) på tvären i förhållande till ramsornas längdutaträckning.

2. Ugnsfoder enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att förankringselementen (7) är försedda med utspräng, som tränger in i fibermaterialet.

3. Ugnafoder enligt krav 2, k ä n h e t e c k n a t av att utsprången utgöres av sågtandformade tänder. b.

4. Ugnsfoder enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att minst två av skikten (1, 2, 3) är lästa (6) vid varandra, samt att förankringen till ugnsmanteln (5) är utförd i ett av skikten (2, 3) innanför primärskiktet (1).

5. Ugnsfoder enligt krav A, k ä n n e t e c k n a t av att läsningen består av plattor (6) av friktionsmaterial, som sträcker sig mellan intilliggande skikt (1, 2, 3) och som är införda i gränaytan aellan mot varandra liggande remsor.

6. Ugnsfoder enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att läsningen består av ett antal fiberrvmanr (ha, bh. hv) i att eller flera av skikten (1, 2), vilka remsor hur sådan bredd att de sträcker sig utan avbrott in i eller genom ett 7804258-7 n eller flera fiberskikt (1, 2).

7. Ugnsfoder enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e e k n a t av att vid flera in ett fiberakikt den största elaatiska eammanpreaaningen föreligger i prlnörskiktet (1). B.

8. Ugnefoder enligt något av föreglende krav. k ä n n e - t e c k n a t ev att ett eller flera av ekikten (1, 2) utöver den elastiska aanmanpreaaningen även ör pñfört en oelastiak sannenpresening.

9. Ugnafoder enligt något av föreglende krav, k ä n n e - t e c k n a t av att en fiberrenee är faatgjord uppåt utmed tvärväggar, pelare och hörn för fastlåsning av mötande rensors ändar.

10. Ugnafoder enligt nagot av föreglende krav, k ä n n e - t e c k n a t av att tvi eller flera av remasklkten (1, 2) är låata vid varandra.

11. Uqnsfoder enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att läsningen åetadkommita med hjälp av ett förankrings- element (6) som överför krafter genom friktion.