<Desc/Clms Page number 1>
Feuerfester, keilförmiger Stein für die Zustellung von Industrieöfen
Die Erfindung betrifft einen feuerfesten, keilförmigen Stein für die Zustellung von Industrieöfen, insbesondere Öfen mit ringförmigem Querschnitt und vorzugsweise Drehrohröfen mit grossem Durchmesser.
Die Zustellung von Öfen mit ringförmigem Querschnitt bzw. Drehrohröfen stellt ein Problem dar, zu dessen Lösung schon zahlreiche Vorschläge gemacht worden sind ; keiner dieser Vorschläge zeitigte jedoch einen durchschlagenden und in allen Hinsichten befriedigenden Erfolg. Die grössten Schwierigkeiten bezüglich der Zustellung ergeben sich bei Drehrohröfen mit grossem Durchmesser, die in neuer Zeit in steigendem Ausmass gebaut werden, wobei sich deutlich die Entwicklung abzeichnet, den Ofendurchmesser noch weiter zu vergrössern.
Es kann ganz allgemein gesagt werden, dass es mit zunehmendem Durchmesser eines Ofens bzw. des Krümmungsradius des Ofenmantels immer schwieriger wird, die einzelnen Steine der feuerfesten Auskleidung gegen ein Herausfallen aus dem Steinverband zu sichern. Dies ist darauf zurückzuführen, dass mit zunehmendem Ofendurchmesser die Keiligkeit der einzelnen feuerfesten Steine der Auskleidung immer geringer wird und die Gefahr, dass einzelne Steine aus der Auskleidung herausfallen, mit abnehmender Keiligkeit der Steine immer grösser wird.
Es sind schon viele Massnahmen vorgeschlagen worden, die darauf abzielen, dieser Gefahr zu begegnen. So ist es bereits bekannt, die einzelnen Steine von Drehöfen bzw. Trommelöfen gegen ein Herausfallen aus dem Steinverband dadurch zu sichern, dass Keilsteine verwendet werden, bei denen die durch den Keilwinkel bestimmten trapezförmigen Flächen in zwei untereinander parallelen Ebenen angeordnet sind, welche die Ofen-oder Gewölbelängsachse unter einem schiefen Winkel schneiden (deutsche Patentschrift Nr. 734184).
Ferner ist es bekannt, Steine zu verwenden, von welchen jeder einzelne auf der einen Seitenfläche eine in Draufsicht keilige Ausnehmung und auf der gegenüberliegenden Seitenfläche einen der Ausnehmung entsprechenden Vorsprung aufweist ; diese Steine sind mindestens an einer der Seitenflächen, auf der der Vorsprung oder die Ausnehmung angeordnet sind, mit einer oxydierbaren Metallauflage versehen, wobei der Flankenwinkel des Vorsprunges bzw. der Ausnehmung etwa 30 - 500 gegen die bezügliche Seitenfläche beträgt (österr. Patentschrift Nr. 200493). Diese Massnahmen können jedoch ebensowenig einen sicheren Zusammenhalt der Ofenauskleidung bei allen während des Betriebes auftretenden Bedingungen gewährleisten wie z.
B. der Vorschlag, in einer Drehofenausmauerung feuerfeste Steine zu verwenden, die mit einer Metallauflage versehen sind, die auf der kalten Steinseite einen Ansatz in Form eines Stützgliedes aufweist, mit dem der Stein nach seinem Einbau in den Drehofen den Nachbarstein übergreift (österr. Patentschrift Nr. 195824). Weiterhin ist auch eine Ausmauerung von Drehrohröfen mit Hilfe von feuerfesten Steinen bekannt, bei der das Ofenfutter aus Einheiten aufgebaut ist, die aus jeweils einer Mehrzahl von Steinen oder aus einem dieser Mehrzahl von Steinen entsprechenden Block bestehen und mit Hilfe mindestens je eines Traggliedes, das durch eine am kalten Steinende eines jeden Steines befindliche Ausnehmung durchgeführt ist, über Zwischenglieder lösbar am Ofenmantel befestigt sind (österr.
Patentschrift Nr. 201496). Diese Zustellungsweise hat jedoch den Nachteil, dass sie umständlich und mit ziemlichen Kosten verbunden ist, und dass überdies durch die Verwendung der am Ofenmantel angebrachten Zwischenglieder das Ofengewicht ziemlich beträchtlich erhöht wird. Schliesslich kann noch eine vor längerer Zeit beschriebene Auskleidung für Drehrohröfen erwähnt werden, bei der keilförmige Steine Verwendung finden, deren mantelseitiges Steinende in der Weise gegenüber dem rest-
<Desc/Clms Page number 2>
lichen Steinkörper versetzt ausgebildet ist, dass die eine radiale Seitenfläche eines Steines eine Ausnehmung und die andere radiale Seitenfläche dieses Steines einen der Ausnehmung entsprechenden vorspringenden Teil aufweist,
wobei sich die Ausnehmung und der vorspringende Teil in dsr Ofenlängsrichtung und über die gesamte Steinlänge erstrecken und die Steine einer ringförmigen Steinschar jeweils aufeinander abgestützt sind (USA-Patentschrift Nr. l, 936, 635). Bei dieser Auskleidung haben die keilförmigen Steine zusätzlich zu der erwähnten, an einer radialen Seitenfläche befindlichen Ausnehmung noch eine weitere Ausnehmung an der mantelseitigen Steinfläche, so dass von dieser nur mehr ein kleiner Fuss überbleibt, mit dem sich der Stein am Ofenmantel abstützt ; dieser Fuss geht in Richtung zur Feuerseite des Steines in den genannten Vorsprung über.
Auf der dem Fuss gegenüberliegenden Seite ruht der Stein mit der Ausnehmung, die auf der radialen Seitenfläche vorgesehen ist, auf dem vorspringenden Teil des benachbarten Steines auf, wogegen auf seinem über diesem Fuss befindlichen vorspringenden Teil der andere Nachbarstein mit seiner auf der radialen Seitenfläche gelegenen Ausnehmung aufruht. Etwa jeder zehnte Stein der einzelnen in Ofenlängsrichtung liegenden Steinreihen hat eine von den erörterten Steinen abweichende Form und weist einen oder mehrere, sich über praktisch die gesamte Steinhöhe erstreckende Kanäle auf, durch die Isoliermaterial, wie Kieselgur, eingepumpt wird, bis die mantslseitig gelegenen Ausnehmungen der zuerst erörterten Steine zur Gänze damit gefüllt sind.
Die Zustellung dieser Auskleidung ist zeitraubend und schwierig, da eine sorgfältige und planmässige Verlegung der beiden Steinsorten erforderlich ist, und die für sie verwendeten Steine haben eine komplizierte Form, wodurch nicht nur ihre Herstellung erschwert wird, sondern auch ihre mechanische Festigkeit sehr zu wünschen lässt. Ferner sind die Steine in der Auskleidung untereinander nicht besonders fest verankert, weil sich die Ausnehmungen und Vorsprünge der Steine, die zur gegenseitigen Abstützung dienen, an den kleineren Steinflächen befinden und die grossen Flächen zur Verankerung nichts beitragen. Diese Nachteile dürften auch der Grund dafür sein, dass Auskleidungen dieser Art nicht oder zumindest nicht in nennenswertem Umfang Eingang in die Praxis finden konnten.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen feuerfesten Stein zu schaffen, der ganz allgemein für die Zustellung von Industrieöfen, jedoch in besonderem Masse für eine Verwendung inlndusirieöfenmit ringförmigem Querschnitt und vorzugsweise in Drehrohröfen mit grossem Durchmesser geeignet ist, eine einfache äussere Form aufweist, sehr leicht herstellbar ist und in allen Fällen und bei allen Bedingungen des Ofenbetriebes und auch schon vor dem Ofenbetrieb eine hohe Festigkeit und einen guten Zusammenhalt der Auskleidung gewährleistet.
Diese Ziele werden gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der Steinkörper des keilförmigen Steines quer zur Steinhöhe und parallel zur heissen Stirnfläche einen Knick aufweist und die auf diese Weise gebildeten beiden Abschnitte des Steinkörpers ohne Vor- und Rücksprünge ineinander übergehen und miteinander-einen stumpfen Winkel einschliessen. Dieser stumpfe Winkel wird im allgemeinen etwa 165 - 1720 betragen, also ziemlich flach sein. Der Knick kann sich in der halben Steinhöhe oder annähernd in der halben Steinhöhe befinden oder aber auch nahe einem Steinende ausgebildet sein ; in diesem zuletzt genannten Fall liegt der Knick zweckmässig in der Nähe des kalten Steinendes.
Vorzugsweise verläuft der Knick über die grösseren rechteckigen Steinflächen, da sich hiedurch ein besserer Zusammenhalt zwischen den einzelnen Steinen der Auskleidung ergibt als bei einem Verlauf über die kleineren Steinflächen. Der Stein gemäss der Erfindung kann in an sich bekannter Weise an einer oder mehreren seiner Flächen Platten aus oxydierbarem Metall, die vorzugsweise mit dem Steinmaterial mitverpresst sind, aufweisen. Es können jedoch auch in den Auskleidungen in den Fugen zwischen den einzelnen Steinen, insbesondere in den Radialfugen, lose eingelegte Bleche oder Einlagen aus Karton bzw. Pappe od. ähnl. herausbrennbaren Stoffen vorgesehen sein. Ferner ist es, wenn der Stein z. B. in Hängedecken bzw.
Hängegewölben oder andern abgestützten Bauteilen Verwendung finden soll möglich, ihn mit einer Hängeeinrichtung auszustatten, also beispielsweise als Laschenstein auszubilden.
Als Steinmaterial können je nach den Erfordernissen verschiedene Materialien verwendet werden.
Vorzugsweise werden basische oder neutrale Materialien, z. B. auf der Grundlage von Magnesia und/oder Chromit, verwendet. Die Steine können auch aus verschiedenen Stoffen bestehen, also Verbundsteine sein, wobei die verschiedenen Stoffe entweder in Richtung zum Temperaturgefälle oder senkrecht hiezu angeordnet sein können. Ferner können Steine aus verschiedenem Material abwechselnd, z. B. schachbrettartig, verlegt sein.
Die Zustellung von Industrieöfen lässt sich mit den Steinen gemäss der Erfindung sehr rasch und ohne Schwierigkeiten durchführen. Auf Grund der besonderen Steinform und der sich durch diese ergebenden grossen mechanischen Festigkeit ist eine feste Verankerung der Steine untereinander gewährleistet und dadurch in weiterer Folge jederzeit eine ausserordentlich hohe Betriebssicherheit gegeben. Im Vergleich mit den bisher bekannten Auskleidungen ist die Sicherheit bereits während des Einbaues erhöht und ferner ge-
<Desc/Clms Page number 3>
lingt es, schon länger in Betrieb gestandene Auskleidungen, deren Stärke und hiemit auch deren Keiligkeit abgenommen haben, vor dem Einstürzen zu bewahren.
Die Steine können weitgehend ausgenutzt werden und es kommt im Gegensatz zu den üblichen Auskleidungen nicht vor, dass an sich noch betriebstüchtige Futter oder Gewölbe nach Ofenabstellungen, bei denen infolge der Abkühlung eine Kontraktion des Futters oder Gewölbes erfolgt, einstürzen. Es kann in diesem Zusammenhang abschliessend erwähnt werden, dass es mit Hilfe von lediglich zwei Steinsorten, die bloss eine etwas verschiedene Keiligkeit aufweisen, gelingt, praktisch alle Gewölbe und alle Öfen mit ringförmigem Querschnitt und von beliebigem Durchmesser zuzustellen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in denen ein Stein gemäss der Erfindung und ein mit Hilfe eines solchen Steines aufgebauter Teil eines Ofens von ringförmigem Querschnitt beispielsweise dargestellt sind, näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung eines Steines gemäss der Erfindung, die Fig. 2 und 3 zeigen. einen Stein dieser Art in Ansicht gegen die schmale bzw. breite Seitenfläche und Fig. 4 veranschaulicht in schaubildlicher Darstellung Abschnitte von zwei benachbarten Ringscharen eines Ofens von ringförmigem Querschnitt, der mit Steinen gemäss der Erfindung zugestellt ist.
Der erfindungsgemässe Stein hat eine heisse Stirnfläche l und eine kalte Stirnfläche 2 und zwei Paare von gegenüberliegenden Seitenflächen 3, 4 bzw. 5,6. Gemäss der Erfindung weist der Steinkörper quer zur Steinhöhe einen Knick auf, wodurch zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Steines, beim dargestellten Ausführungsbeispiel die breiteren Seitenflächen 5 und 6, in je zwei Abschnitte 5a und 5b bzw. 6a und 6b unterteilt werden, die in Ebenen liegen, welche einander an den Knicklinien 7 bzw. 8 unter einem stumpfen Winkel a schneiden. Der gesamte Steinkörper ist somit gleichfalls in zwei Abschnitte geteilt, die einander gleichfalls unter dem Winkel ze schneiden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt dieser Winkel oc in einem Bereich von etwa 1650 bis zo PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerfester, keilförmiger Stein für die Zustellung von Industrieöfen, insbesondere Öfen mit ringförmigem Querschnitt und vorzugsweise Drehrohröfen mit grossem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass sein Steinkörper quer zur Steinhöhe und parallel zur heissen Stirnfläche (1) einen Knick (7,8) aufweist und die auf diese Weise gebildeten beiden Abschnitte des Steinkörpers (5a, 5b ; 6a, 6b) ohne Vor- und
EMI3.1