DE1087740B - Ofenbaustein mit Verstaerkungseinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mit einem Verstärkungseinsatz versehenen, aufrecht stehend angeordneten Baustein für Industrieöfen, der in einer seiner Seitenfläche nahe seinem oberen Ende eine nach oben geschlossene Aussparung zur Aufnahme eines Hängeeisens aufweist. Ein solcher Baustein kann Anwendung finden bei Feuerraumdecken, Ofengewölben und Ofenwänden.

Es ist bekannt, daß basische, feuerfeste Bausteine verstärkt werden können, indem Metallplatten in die Steine eingeformt werden, die bei Erhitzung der Steine oxydieren und sich mit dem feuerfesten Baustoff verbinden. Diese Platten vergrößern auch die thermische Leitfähigkeit des feuerfesten Baustoffes, wodurch dieser vor Überhitzung geschützt wird.

Bei einer bekannten Ausführungsform eines solchen Ofenbausteines liegt der metallische Verstärkungseinsatz in einer nach oben offenen Aussparung des Bausteines und hat, im vertikalen Querschnitt gesehen, die Form eines nach unten offenen U. Die Schenkel dieses Profils liegen an einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Aussparung an und verlaufen noch etwas bis über deren Boden hinaus nach unten. Der Profilsteg schließt etwa mit der Oberseite des Ofensteines ab und ist mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Hängeeisens versehen. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß der metallische Einsatz völlig der Oxydation durch die Ofenatmosphäre ausgesetzt ist. Diese Oxydation bewirkt eine Schwächung des Einsatzes, die bis zum Bruch des Einsatzes führen kann. Wenn aber der Verstärkungseinsatz bricht, so fällt der Ofenbaustein herunter, weil die einzige Verbindung zwischen dem Hängeeisen und dem Stein der Verstärkungseinsatz selbst ist. Auch ist der Verstärkungseinsatz mit dem Ofenbaustein nur in dessen oberem Teil verbunden, und zwar an den Seitenwänden der Aussparung. Aus den Schenkeln des Verstärkungseinsatzes sind mehrere Lappen nach außen umgebogen, so daß sie beim Einformen der Steine innerhalb des Steinmaterials zu liegen kommen. Über diese verhältnismäßig schmalen und eine geringe Fläche aufweisenden Nasen muß das gesamte Gewicht des Steines auf den am Hängeeisen aufgehängten Verstärkungseinsatz übertragen werden. Bei etwas unvorsichtiger Montage besteht die Gefahr einer Überbelastung des Steines an diesen Verbindungsstellen und eines Herausbrechens des Verstärkungseinsatzes. Es ist ferner ein Ofenbaustein bekannt, der von einem aus Metallblech gebildeten gehäuseartigen Mantel umgeben ist. Abgebogene, ebene oder lediglich mit ausgebogenen Nasen versehene Teile des Mantelbleches erstrecken sich nach innen in den Stein hinein, und zwar jeweils ein oder zwei solcher Teile. Die Verstärkungswirkung dieser Teile für den Bau-

Ofenbaustein mit Verstärkungseinsatz

Anmelder:

Harbison-Walker Refractories Company, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Berkenfeld, Patentanwalt,
Köln 3, Universitätsstr. 31

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Dezember 1956

Donald William Mason und William Henry Myers,

Anne Arundel, Md. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

stein ist verhältnismäßig gering. Die Aufhängung eines solchen Steines erfolgt mittels in einer der Mantelflächen vorgesehener Öffnungen, in die die Köpfe von Hängeeisen hineingeschoben werden können. Auch hier ist also diejenige Metallfläche, die unmittelbar von den Hängeeisen getragen wird, der oxydierenden Wirkung der Ofenatmosphäre ausgesetzt.

Bei einem weiteren bekannten Ofenbaustein werden zwischen den einzelnen Steinen flache Metallplatten angeordnet. Aus diesen Metallplatten werden vertikale Lappen in Richtung auf die Bausteine herausgebogen, die in die angrenzenden Hängeeisen-Aussparungen hineinragen. Diese Lappen bilden weder eine Auskleidung der oberen und unteren Fläche der Aussparung, noch verstärken sie den oberen Teil des Bau-Steines. Auch ist hier die für das Hängeeisen vorgesehene Aussparung nach oben offen, mit Ausnahme desjenigen Teils, an dem die Aussparung durch einen Teil des Metalleinsatzes selbst geschlossen wird. Die Metallplatten haben also praktisch keinerlei verstärkende Wirkung auf den Ofenbaustein, und ein Schutz der mit dem Hängeeisen in Verbindung stehenden Metallteile gegen Oxydation fehlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofenbaustein mit metallischem Verstärkungseinsatz zu schaffen, dessen Verstärkungseinsatz leicht in den Baustein eingeformt werden kann, eine kräftige Verstärkung des Bausteines über dessen gesamte Höhe bewirkt und eine metallische Abdeckung und Verstärkung der nach oben geschlossenen Ausnehmung für

009 588/106

3 4

die Verankerung eines Hängeeisens, die äußeren oxy- , Metalleinsatz eingeformt. Vorzugsweise wird derEindierenden Einflüssen entzogen ist, bildet. satz gebildet aus einem einzigen Blechstück, das in

Zur Lösung dieser Aufgabe erhält der Verstär- eine kanalartige Form gebogen wird, so daß es zwei kungseinsatz eine an sich bekannte aufrecht stehende Seitenplatten 3 aufweist, die entlang einer vertikalen Metallplatte, die entlang einer Seite der Aussparung 5 Kante durch einen vertikalen Steg 4 miteinander versowie auf einem beträchtlichen Teil ihrer Länge unter- bunden sind. Vorzugsweise verlaufen die Hauptteile halb der Aussparung durch den Baustein hindurch der Seitenplatten im wesentlichen parallel zueinander, verläuft und an ihrer entlang der ausgesparten Seiten- Der Kanal weist eine genügende Weite auf, um den fläche verlaufenden vertikalen Kante mit einem beiden Platten eine Abdeckung des unteren Teiles der winklig zu der Platte liegenden Metallstreifen ver- io Ausnehmung 2 zu gestatten, jedoch ist es wünschensbunden ist, der einen großen Teil der unterhalb der wert, die oberen Teile der Seitenplatten voneinander Aussparung liegenden Seitenfläche des Bausteines ab- weg auseinanderzubiegen, um ihnen gegenüber der deckt und mit seinem oberen Ende derart in die Aus- Aussparung einen weiteren Abstand zu geben. Da der sparung hineingebogen ist, daß er eine Auskleidung obere Teil der dargestellten Aussparung beträchtlich der oberen und der unteren Fläche der Aussparung 15 weiter ist als der untere Teil, ist es zweckmäßig, die bildet. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann einander benachbarten oberen Kanten der Platten derauf jeder Seite der Aussparung eine aufrecht stehende art abzuschneiden, daß große Ausschnitte 6 (Fig. 2) Metallplatte vorgesehen und beide Platten mit einem gebildet werden, um zu verhindern, daß dünne Teile gemeinsamen vertikalen Metallstreifen verbunden des feuerfesten Werkstoffes sich zwischen den Platten werden, der auf der ausgesparten Seitenfläche des ao und der Aussparung befinden. Die Ausschnitte erSteines liegt. Zweckmäßig erstreckt sich jede Metall- strecken sich von den oberen Enden der Platten nach platte im wesentlichen über die gesamte Höhe des unten bis in den unteren Teil der Aussparung. In Bausteines und weist an einer ihrer oberen Ecken manchen Fällen kann der Kanal weit genug gemacht einen Ausschnitt auf. Der Metallstreifen kann in an werden, so daß Ausschnitte in den Seitenplatten übersich bekannter Weise mit einer oder mehreren Öff- 25 flüssig gemacht werden. Die Platten können mit Öffnungen zur Aufnahme von Vorsprüngen versehen nungen 7 versehen werden, durch die "der Grundstoff werden, die die Seitenflächen eines den Baustein in des Bausteines nach außen austreten kann, um die ebenfalls bekannter Weise umgebenden Gehäuses Verankerung der Platten innerhalb des Bausteines zu tragen, um auf diese Weise das Gehäuse mit dem unterstützen.
Baustein zu verbinden. 30 Der vertikale Verbindungssteg 4 des Einsatzes ist

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des nicht völlig in den Baustein eingebettet; seine äußere Gegenstands der Erfindung. Oberfläche liegt vielmehr frei, und zwar bündig mit

Fig. 1 ist eine Ansicht der mit einer Ausnehmung dem Baustein an den einander gegenüberliegenden versehenen Seite des verstärkten Bausteines; Kanten des Streifens. Der Metallstreifen bedeckt den

Fig. 2 und 3 sind vertikale Schnitte entlang den 35 Baustein lediglich zwischen dem Boden desselben und Linien H-II und III-III in Fig. 1; dem Boden der Aussparung für das Hängeeisen, deren

Fig. 4 ist ein Grundriß; Boden auch in der Hauptsache das untere Ende der

Fig. 5 ist ein horizontaler Schnitt entlang der Einkerbungen in den Seitenplatten ist. Das obere Linie V-V in Fig. 1; Ende des Streifens besitzt eine mit diesem einteilige

Fig. 6 ist ein Raumbild des in einem Rahmen ge- 40 Verlängerung 8, die in die Aussparung hinein zurücklagerten Steines. gebogen und entlang deren innerem Ende wieder nach

Der basische, feuerfeste Baustein 1 kann hergestellt vorwärts gebogen ist, wie in Fig. 3 dargestellt. Diese werden aus totgebranntem Magnesit, Chromerz, zungenförmige Verlängerung kann der oberen und Olivin oder aus anderen basischen Oxyden oder Mi- unteren Wandfläche der Aussparung und deren inneschungen hiervon, wie dies wohlbekannt ist. Alumi- 45 rem Ende entsprechen, um eine metallische Auskleinium in gebrannter (gerösteter), geschmolzener oder dung der Aussparung zu schaffen. Falls wünschensgesinterter Form ist manchmal ein Bestandteil der- wert, kann der obere Teil der zungenförmigen Verartiger Mischungen. Ein Baustein liegt in seiner Ein- längerung leicht geneigt ausgebildet und völlig in den baustellung innerhalb einer Feuerraumabdeckung ver- Baustein 1 eingebettet sein, so daß er eine Verstärkung tikal; deshalb soll der Baustein in dieser Lage be- 50 des oberen Teiles des Steines zwischen den Seitenschrieben werden. In die eine Seite des Bausteines platten bewirkt, jedoch keine frei liegende Auskleidung nahe dessen oberem Ende ist eine Aussparung 2 zur für die obere Wandfläche der Aussparung bildet.
Aufnahme der Hälfte des üblichen, nicht dargestellten Wenn ein solcher Baustein bei seinem Einsatz er-

Hängeeisens eingeformt, durch welches ein Paar der- hitzt wird, bewirkt die Wärme, die dem Baustein an artiger Bausteine getragen wird. Die Aussparung 55 seinem unteren oder heißen Ende zugeführt wird, in kann in Richtung auf ihr inneres Ende um ein gewisses bekannter Weise eine Oxydierung des Metalleinsatzes Maß konisch zusammenlaufen und besitzt ein sich und eine Bindung desselben mit dem angrenzenden nach oben erweiterndes äußeres Ende. Jedoch ist die Material des Bausteines, so daß eine kräftige Verhier zu beschreibende Erfindung auf basische Bau- Stärkung des Bausteines stattfindet. Zusätzlich versteine vielfältiger Formen und Ausführungen anwend- 60 größert die Metallauskleidung oder Verstärkung der bar, die sämtlich Einschnitte irgendwelcher Art zur Aussparung für das Hängeeisen die Festigkeit und Aufnahme der Hängeeisen aufweisen. Auf der anderen die Lebensdauer des Bausteines an dieser Stelle, so Seite befaßt sich die Erfindung ausschließlich mit daß die bisher so häufigen Zerstörungen an dieser chemisch gebundenen, ungebrannten basischen Stei- Stelle vermieden werden. Da die Auskleidung der nen oder solchen Steinen, die vor ihrem Gebrauch 65 Aussparung mit dem metallischen Kanal verbunden nicht auf eine Temperatur erhitzt werden, die aus- ist, wird die durch das Gewicht des aufgehängten reichen würde, um eine Zerstörung der metallischen Blocks hervorgerufene Zugbeanspruchung der Aus-Verstärkungselemente zu bewirken. kleidung durch den Kanal auf den gesamten Baustein

Zur Verstärkung des Bausteines wird bei der For- verteilt. Durch die hierdurch verkörperte Verstärkung mung des Bausteines in den feuerfesten Baustoff ein 70 ist ein Baustein gemäß der Erfindung besonders zur

Lagerung in einem Metallblechrahmen geeignet. Die beiden in der Querverbindung des Einsatzes vorgesehenen Löcher 10 dienen dazu, den Einsatz gegenüber dem oberen Stempel der Form, welcher in bekannter Weise magnetisiert sein kann, zu zentrieren, in der der Baustein geformt wird. Diese öffnungen 10 dienen zur Aufnahme dünner, zylindrischer Zapfenansätze, die von dem Stempel nach vorn ragen. Die gleichen Löcher können zur Verankerung des Rahmens auf dem Block dienen. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist ein zweiteiliges Gehäuse 11 rund um den Block durch Punktschweißung verbunden, und eine Seite des Gehäuses ist in die öffnungen in dem Verbindungssteg des Einsatzes hineingedornt. Das in diese Bohrungen hineinragende Metall 12 des Gehäuses gewährleistet, daß der Block nicht aus dem Gehäuse herausgleiten kann, wie er es dann tun würde, wenn er mit dem Gehäuse zu Anfang nicht fest genug verbunden wäre. Die Ausbildung des Gehäuses und die Art der Anwendung sind nicht Gegenstand der Erfindung. Es ist sogar möglich, gemäß der Erfindung den Verstärkungseinsatz während des Formens des Bausteines in das feuerfeste Material hineinzudrücken und gleichzeitig das feuerfeste Material in ein oder mehrere Metallgehäuseelemente hineinzupressen.

Dadurch, daß die Seitenplatten mit dem Verbindungssteg verbunden sind, ist das Problem der Führung der Platten, während sie hochkant nach unten in den in der Form enthaltenen feuerfesten Werkstoff hineingeschoben werden, gelöst. Der Verbindungssteg trägt die Platten und wird durch die oben beschriebenen Kappen in der richtigen Lage flach gegen die magnetisierte Form gedruckt.

Alle mit Ausnehmungen für die Hängeeisen versehenen Bausteine weisen den Nachteil einer gewissen Schwächung in der Umgebung der Ausnehmungen infolge des verringerten Querschnittes des feuerfesten Materials in dieser Zone auf; Brüche des Bausteines nahe seinem mit der Aussparung versehenen Ende sind die Folge. Ein wesentlicher, durch die Erfindung erbrachter Beitrag ist die Anordnung einer metallischen Verstärkung für den schwächsten Teil des Bausteines. Ein anderes Problem, das bei der Bewährung basischer Bausteine mit metallischen Elementen zur Verbindung der Bausteine mit Hängeeisen auftrat, war darin zu sehen, daß die am heißen Ende des Bausteines so erwünschte Oxydation auch in unerwünschter Stärke am gegenüberliegenden Ende auftritt und das mit dem Hängeeisen zusammenarbeitende Element gefährdet, weil dieses bei seine Oxydierung geschwächt wird. Die zungenförmige Metallverstärkung für die Aussparung zur Aufnahme des Hängeeisens hat eine wesentlich größere Lebensdauer, weil zumindest eine ihrer Hauptflächen völlig durch das feuerfeste Material abgedeckt und geschützt ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mit einem Verstärkungseinsatz versehener, aufrecht stehend angeordneter Baustein für Industrieöfen, der in einer seiner Seitenflächen nahe seinem oberen Ende eine nach oben geschlossene Aussparung zur Aufnahme eines Hängeeisens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungseinsatz eine an sich bekannte aufrecht stehende Metallplatte (3) aufweist, die entlang einer Seite der Aussparung sowie auf einem beträchtlichen Teil ihrer Länge unterhalb der Aussparung durch den Baustein hindurch verläuft und an ihrer entlang der ausgesparten Seitenfläche verlaufenden vertikalen Kante mit einem winklig zu der Metallplatte (3) liegenden Metallstreifen (4) verbunden ist, der einen großen Teil der unterhalb der Aussparung liegenden Seitenfläche des Bausteines abdeckt und mit seinem oberen Ende derart in die Aussparung hineingebogen ist, daß er eine Auskleidung der oberen und unteren Fläche der Aussparung bildet.

2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der Aussparung eine aufrecht stehende Metallplatte (3) vorgesehen ist und beide Platten mit einem gemeinsamen, auf der ausgesparten Seitenfläche des Steins liegenden vertikalen Metallstreifen (4) verbunden sind.

3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metallplatte (3) sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des Bausteins erstreckt und jede Platte an einer ihrer oberen Ecken einen Ausschnitt (6) aufweist.

4. Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (4) mit einer oder mehreren öffnungen (10) zur Aufnahme von Vorsprüngen (12) eines die Seitenflächen des Bausteines umgebenden Gehäuses versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Fr. 932 625;
britische Patentschrift Nr. 678 637;
USA.-Patentschrift Nr. 2 577 428;
Deutsche Auslegeschrift D 19171 IVc/80 a (bekanntgemacht am 22. 3. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©009 588/106 8.60