DE4409501A1

DE4409501A1 - Verschleißfutter eines Schachtofens und Stein hierfür

Info

Publication number: DE4409501A1
Application number: DE19944409501
Authority: DE
Inventors: Morteza Dr Nazirizadeh; Juergen Plath
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1994-03-19
Filing date: 1994-03-19
Publication date: 1995-09-21
Also published as: EP0672880A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschleißfutter eines Schachtofens aus feuerfesten, keramischen Steinen, die mittels einer Mörtelschicht verbunden sind, wobei zwischen den Steinen in den horizontalen Fugen ofeninnenseitig vor der Mörtelschicht bei Betriebstemperatur ausbrennende Einlagen angeordnet sind. Außerdem betrifft die Erfindung einen feuerfesten, keramischen Stein für ein solches Verschleißfutter.

Ein derartiges Verschleißfutter ist in der DE-OS 15 58 568 beschrieben. Bei diesem bilden die verbrannten Einlagen Dehnungsspielräume, die an der heißen Seite, ofeninnenseitig, offen sind und etwa 2/3 der Steintiefe einnehmen. Mit ihrem kürzeren, etwa 1/3 der Steintiefe betragenden Teil liegen die Steine aufeinander. Aufwendige Versuche haben gezeigt, daß es bei einer solchen Anordnung zu schweren Schäden des Verschleißfutters kommen kann. Zum einen leidet die Stabilität des Verschleißfutters bei dieser Anordnung, weil wegen der relativ kleinen Stützfläche die Steine zur vertikalen Ofenachse hin kippen können. Dies ließe sich nur durch eine aufwendige Verspannung der Steinlagen in zur Vertikalachse radialer Richtung vermeiden.

Außerdem konzentriert sich der Druck, den die oberen Steine auf die unteren ausüben und der sich durch die temperaturbedingte Ausdehnung vergrößert auf eine relativ kleine Fläche der Steine. Dadurch kann es zu Zerstörungen der Steine kommen, insbesondere wenn nicht besonders teueres Material für die Steine verwendet wird.

Ein Verschleißfutter der eingangs genannten Art ist beispielsweise bei koksgefeuerten Kalkschachtöfen vorgesehen. Bei solchen Öfen ist die Befeuerung oft ungleichmäßig, so daß an einer Stelle des Verschleißfutters bei einer Feuerlage beispielsweise 500°C und bei einer anderen Feuerlage beispielsweise 1200° auftreten. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Wärmedehnungskompensation nach der DE-OS 15 58 568 ungenügend ist. Insbesondere hat sich ergeben, daß an den Steinen, speziell an der Ofeninnenseite, Abplatzungen auftreten, insbesondere, wenn anstelle von Magnesia-Chromsteinen, Magnesiasteine verwendet werden.

In der DE 30 35 827 C2 ist ein feuerfester Stein zur Ausmauerung von Drehrohröfen beschrieben. Dort ist am Stein ein Sockel gestaltet, der ofeninnenseitig zu einer Dehnfuge führt. Auch hier ist die Fläche der Dehnfuge wesentlich größer als die des Sockels. Bei Drehrohröfen treten andere Probleme auf als bei Öfen, beispielsweise Kalkschachtöfen, mit vertikaler Achse.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verschleißfutter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei einfachem Aufbau eine hohe thermische und mechanische Stabilität aufweist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Stein für ein solches Verschleißfutter vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verschleißfutter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einlage weniger als die Hälfte der horizontalen Fugenfläche und die Mörtelschicht mehr als die Hälfte der horizontalen Fugenfläche einnimmt. Dadurch ist gewährleistet, daß die aufeinanderstellenden Steinreihen in der Ausmauerung nicht die Tendenz haben, zur vertikalen Ofenachse nach innen zu kippen. Dennoch besteht nach dem Ausbrennen der Einlagen ofeninnenseitig der notwendige Dehnungsfreiraum zwischen den Steinlagen. Bei der vergleichsweise großen Mörtelschicht findet auch bei temperaturbedingten vertikalen Dehnungen die Kraftübertragung über eine vergleichsweise große Mörtelfläche statt, so daß die Steine nicht zu Abplatzungen oder Zerstörungen neigen, selbst wenn sie aus einem weniger festen Material hergestellt sind.

In Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Einlage etwa 1/3 der horizontalen Fugenfläche und die Mörtelschicht etwa 2/3 der horizontalen Fugenfläche ein. Vorzugsweise nimmt die Einlage etwa 1/3 der horizontalen Fugentiefe und die Mörtelschicht etwa 2/3 der Fugentiefe ein.

Versuche haben gezeigt, daß eine solche Gestaltung zu gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserten Standzeiten führt.

Ein feuerfester, keramischer Stein nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß an dem Stein an seiner horizontalen Fläche eine Einlage befestigt ist, die von der heißen Seite weniger als die Hälfte dieser Fläche einnimmt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Ofens mit ofeninnenseitigem Verschleißfutter,

Fig. 2 einen Stein des Verschleißfutters, gegenüber Fig. 1 vergrößert, und

Fig. 3 eine Variante der Fugenausbildung gemäß Fig. 1, vergrößert dargestellt.

Ein zylindrischer Ofen, beispielsweise ein koksbefeuerter Kalkschachtofen, weist eine vertikale Achse (A) auf. Innerhalb eines Außenmantels (1) sind Isoliersteine (2) und ein Dauerfutter (3) angeordnet. Ofeninnenseitig schließt sich an das Dauerfutter (3) ein Verschleißfutter (4) an. Zwischen dem Verschleißfutter (4) und dem Dauerfutter (3) ist eine Lage (5) aus einem aufgeschäumten Kunststoff oder aus Fasermaterial vorgesehen.

Das Verschleißfutter (4) besteht aus feuerfesten, keramischen Steinen (6). Diese sind beispielsweise Magnesiasteine, die aus chromfreiem, feuerfestem, keramischem Material mit dem Handelsnamen Rubinal MZL der Anmelderin gefertigt sind. Die Steine (6) weisen die Gestalt von Drehofenwölbern auf und haben eine Gestalt von Drehofenwölbern auf und haben eine trapezförmige horizontale Fugenfläche der Tiefe (L) und eine ofeninnenseitige Breite (b) sowie eine außenseitige Breite (B), wobei die Breite (B) größer ist als die Breite (b) und etwa 10 cm beträgt. Die Höhe (H) der Steine (6) ist größer als die Breite (B) und beträgt etwa 20 cm. Die vertikale, der Ofeninnenseite zugewandte Steinfläche (7) und die vertikalen Stein-Anlageflächen (8) sind rechteckig.

Auf der einen trapezförmigen Fugenfläche ist angrenzend an die ofeninnenseitige Steinfläche (7) eine Einlage (9) aus einem bei Betriebstemperatur verbrennenden Material, beispielsweise Pappe oder Fasermaterial, befestigt, beispielsweise angeklebt.

Die Einlage (9) weist eine Dicke (d) auf, welche der Stärke der im Verschleißfutter (4) gewünschten Dehnungsabstände im Bereich der ofenseitigen Steinflächen (7) entspricht. Beispielsweise liegt die Dicke zwischen 0,2 mm und 2,0 mm.

Die Einlage (9) erstreckt sich von der ofenseitigen Steinfläche (7) auf der trapezförmigen, horizontalen Fugenfläche bis in ein Tiefe (11), so daß auf der trapezförmigen Fugenfläche eine Tiefe (12) für die Aufnahme von Mörtel (10) freibleibt.

Die von der Einlage (9) bedeckte Teilfläche der horizontalen Fugenfläche ist kleiner als die an der horizontalen Fugenfläche für den Mörtel (10) freistehende Fläche. Die Tiefe (11), die die Einlage (9) einnimmt, beträgt etwa 1/3 der Tiefe (L). Dementsprechend beträgt die Tiefe (12) der bemörtelbaren Teilfläche der trapezförmigen Fugenfläche etwa 2/3 der Länge (L). Die Tiefe (11) beträgt beispielsweise 50 mm. Im Bedarfsfall ist es auch im Rahmen der Erfindung möglich, zur Vergleichsmäßigung der Fuge auch über die Einlage (9) eine Mörtelschicht (13) vorzusehen, die aber gegenüber der Mörtelschicht (10) etwa um die Dicke der Einlage (9) dünner ist (Fig. 3).

Bei der Erstellung des Verschleißfutters werden die Steine (6) in horizontalen Lagen nacheinander aufgebaut, wobei in den horizontalen Fugenflächenbereichen der Länge (12) Mörtel aufgetragen wird. Zwischen die Steinflächen (8) können Pappeinlagen (11) eingelegt werden.

Bei der Inbetriebnahme brennen die Einlagen (9) aus, so daß zwischen den ofenseitigen Steinflächen (7) Dehnungsräume entstehen. Die im Vergleich zu diesen Dehnungsräumen großflächigen Mörtelschichten (10) stellen sicher, daß die vertikal aufeinanderlagernden Steinreihen nicht die Tendenz haben, nach innen zur Achse (A) hin zu kippen. Außerdem wird über diese vergleichsweise großen Mörtelflächen (10) eine gute Druckverteilung zwischen den aufeinanderliegenden Steinlagen erreicht, so daß die einzelnen Steine (6) nicht in Richtung der vertikalen Achse (A) sich so belasten, daß die Last oberer Steinlagen bzw. die durch die Wärmedehnung entstehende Belastung zu beträchtlichen Steinbrüchen führt.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Steine (6) als Drehofenwölbern ausgebildet. Es ist aber auch selbstverständig ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Fugenausbildung bei ähnlichen Steinformaten, wie z. B. bei Querwölbern, deren Höhe kleiner ist als deren Breite, vorzusehen.

Claims

1. Verschleißfutter eines Schachtofens aus feuerfesten, keramischen Steinen, die mittels einer Mörtelschicht verbunden sind, wobei zwischen den Steinen in den horizontalen Fugen ofeninnenseitig vor der Mörtelschicht bei Betriebstemperatur ausbrennende Einlagen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (9) weniger als die Hälfte der horizontalen Fugenfläche (L, B, b) und die Mörtelschicht (10) mehr als die Hälfte der horizontalen Fugenfläche (L, B, b) einnimmt.

2. Verschleißfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) etwa 1/3 der horizontalen Fugenfläche (L, B, b) und die Mörtelschicht (10) etwa 2/3 der horizontalen Fugenfläche (L, B, b) einnimmt.

3. Verschleißfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) etwa 1/3 der horizontalen Fugentiefe (L) und die Mörtelschicht etwa 2/3 der horizontalen Fugentiefe (L) einnimmt.

4. Verschleißfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) aus Pappe oder Fasermaterial besteht.

5. Verschleißfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (d) der Einlage (9) etwa 0,2 mm bis 2,0 mm beträgt.

6. Verschleißfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine (6) aus einem Magnesia-Material bestehen.

7. Feuerfester, keramischer Stein für ein Verschleißfutter eines Schachtofens, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stein (6) an seiner horizontalen Fugenfläche (L, B, b) eine Einlage (9) befestigt ist, die von der heißen Steinfläche (7) weniger als die Hälfte dieser Fugenfläche einnimmt.

8. Stein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) etwa 1/3 der Fugenfläche (L, B, b) einnimmt.

9. Stein nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) etwa 1/3 der horizontalen Fugentiefe (L) bedeckt.

10. Stein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch über die Einlage (9) eine Mörtelschicht (13) vorgesehen ist, die gegenüber der Mörtelschicht (10) etwa um die Dicke der Einlage (9) dünner ist.