DE4409501A1 - Wear lining of a shaft furnace and stone therefor - Google Patents

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.The invention relates to a wear lining of a shaft furnace made of refractory, ceramic stones, which are connected by means of a mortar layer, whereby between the stones in the horizontal joints inside the furnace in front of the Mortar layer inserts burning out at operating temperature are arranged. The invention also relates to a refractory, ceramic stone for a such wear lining.

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.Such a wear lining is described in DE-OS 15 58 568. With this the burned inserts provide room for expansion on the hot side, inside the oven, are open and occupy about 2/3 of the stone depth. With your shorter, about 1/3 of the stone depth, the stones lie on top of each other. Extensive tests have shown that such an arrangement is too difficult Damage to the wear lining can occur. For one, the stability of the Wear chuck in this arrangement because of the relatively small support surface the stones can tilt towards the vertical axis of the furnace. This could only be done by one Elaborate bracing of the stone layers in the radial direction to the vertical axis avoid.

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. It also concentrates the pressure that the upper stones have on the lower ones exercise and which increases due to the temperature-related expansion on a relatively small area of the stones. This can lead to destruction the stones come, especially if not particularly expensive material for the stones is used.  

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.A wear lining of the type mentioned is, for example, at coke-fired lime shaft kilns provided. With such ovens, that is Firing often uneven, so that at one point of the lining in a fire situation, for example 500 ° C and in another fire situation for example 1200 ° occur. It has been shown in practice that the thermal expansion compensation according to DE-OS 15 58 568 is insufficient is. In particular, it has been found that the stones, especially the Inside the furnace, flaking occurs, especially if instead of Magnesia chrome stones, magnesia stones can be used.

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.DE 30 35 827 C2 is a refractory brick for lining Rotary tube furnaces described. There is a base on the stone that leads to an expansion joint on the inside of the furnace. Here, too, is the area of the Expansion joint much larger than that of the base. Step in rotary kilns other problems than with stoves, such as lime shaft stoves vertical axis.

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.The object of the invention is a wear lining of the aforementioned Kind to propose that with a simple structure a high thermal and has mechanical stability. Furthermore, it is an object of the invention to propose a stone for such a wear lining.

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.According to the invention, the above task is for a wear lining at the beginning mentioned type in that the deposit less than half of horizontal joint surface and the mortar layer more than half of the occupies horizontal joint surface. This ensures that the rows of stones in the lining do not have the tendency have to tilt inwards to the vertical furnace axis. Still exists after the inserts have burned out, the necessary inside of the furnace Expansion space between the stone layers. With the comparatively large mortar layer also takes place with temperature-related vertical Strains the power transmission over a comparatively large Mortar surface instead, so that the stones do not cause chipping or destruction tend, even if they are made of a less strong material.

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.In an embodiment of the invention, the insert takes about 1/3 of the horizontal Joint area and the mortar layer about 2/3 of the horizontal joint area a. The insert preferably takes about 1/3 of the horizontal joint depth and the mortar layer about 2/3 of the joint depth.

Versuche haben gezeigt, daß eine solche Gestaltung zu gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserten Standzeiten führt. Experiments have shown that such a design compared to the State of the art leads to significantly improved service life.  

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.A refractory, ceramic stone according to the invention stands out characterized in that an insert on the stone on its horizontal surface is attached to the hot side less than half of this area occupies.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.Further advantageous embodiments of the invention result from the Subclaims and the following description.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Ofens mit ofeninnenseitigem Verschleißfutter, Fig. 1 is a partial perspective view of an oven with ofeninnenseitigem wear lining,

Fig. 2 einen Stein des Verschleißfutters, gegenüber Fig. 1 vergrößert, und Fig. 2 shows a stone of the wear lining, compared to Fig. 1, and

Fig. 3 eine Variante der Fugenausbildung gemäß Fig. 1, vergrößert dargestellt. Fig. 3 shows a variant of the joint formation according to FIG. 1, shown enlarged.

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.A cylindrical furnace, for example a coke-fired lime shaft furnace, has a vertical axis (A). Insulating blocks ( 2 ) and a permanent lining ( 3 ) are arranged within an outer jacket ( 1 ). A wear lining ( 4 ) connects to the permanent lining ( 3 ) on the inside of the furnace. A layer ( 5 ) made of a foamed plastic or of fiber material is provided between the wear lining ( 4 ) and the permanent lining ( 3 ).

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.The wear lining ( 4 ) consists of refractory, ceramic stones ( 6 ). These are, for example, magnesia stones which are made from chrome-free, fire-resistant, ceramic material with the trade name Rubinal MZL from the applicant. The stones ( 6 ) have the shape of rotary kiln arches and have a shape of rotary kiln arches and have a trapezoidal horizontal joint surface of depth (L) and an inside width (b) and an outside width (B), the width (B) is larger than the width (b) and is about 10 cm. The height (H) of the stones ( 6 ) is greater than the width (B) and is approximately 20 cm. The vertical stone surface ( 7 ) facing the inside of the furnace and the vertical stone contact surfaces ( 8 ) are rectangular.

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. An insert ( 9 ) made of a material that burns at the operating temperature, for example cardboard or fiber material, is attached, for example glued, on one trapezoidal joint surface adjacent to the inside of the stone surface ( 7 ).

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.The insert ( 9 ) has a thickness (d) which corresponds to the strength of the expansion distances in the wear lining ( 4 ) in the area of the stone surfaces ( 7 ) on the furnace side. For example, the thickness is between 0.2 mm and 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.The insert ( 9 ) extends from the stone surface ( 7 ) on the trapezoidal, horizontal joint surface to a depth ( 11 ), so that a depth ( 12 ) remains on the trapezoidal joint surface for receiving mortar ( 10 ).

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).The partial area of the horizontal joint area covered by the insert ( 9 ) is smaller than the free-standing area on the horizontal joint area for the mortar ( 10 ). The depth ( 11 ) that the insert ( 9 ) occupies is approximately 1/3 of the depth (L). Accordingly, the depth ( 12 ) of the mortarable partial surface of the trapezoidal joint surface is approximately 2/3 of the length (L). The depth ( 11 ) is, for example, 50 mm. If necessary, it is also possible within the scope of the invention to provide a mortar layer ( 13 ) over the insert ( 9 ) to make the joint more uniform, but which is thinner than the mortar layer ( 10 ) by approximately the thickness of the insert ( 9 ) ( 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.When creating the wear lining, the stones ( 6 ) are built up one after the other in horizontal layers, with mortar being applied in the horizontal joint surface areas of the length ( 12 ). Cardboard inserts ( 11 ) can be inserted between the stone surfaces ( 8 ).

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.The inserts ( 9 ) burn out during commissioning, so that expansion spaces are created between the stone surfaces ( 7 ) on the furnace side. The mortar layers ( 10 ), which have a large surface area in comparison to these expansion spaces, ensure that the rows of stones lying vertically on top of one another do not have the tendency to tip inwards towards the axis (A). In addition, a good pressure distribution between the superimposed stone layers is achieved via these comparatively large mortar surfaces ( 10 ), so that the individual stones ( 6 ) do not load themselves in the direction of the vertical axis (A) in such a way that the load of the upper stone layers or by the Exposure to thermal expansion leads to considerable quarries.

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.In the exemplary embodiment described, the stones ( 6 ) are designed as rotary kiln arches. But it is also possible without further ado, the joint formation according to the invention with similar stone formats, such as. B. in transverse arches, the height of which is smaller than the width.

Claims (10)

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.1. Wear lining of a shaft furnace made of refractory, ceramic stones, which are connected by means of a mortar layer, inserts burning out at operating temperature between the stones in the horizontal joints inside the mortar layer at operating temperature, characterized in that the inserts ( 9 ) are less than half the horizontal joint surface (L, B, b) and the mortar layer ( 10 ) occupies more than half of the horizontal joint surface (L, B, b). 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.2. Wear lining according to claim 1, characterized in that the insert ( 9 ) about 1/3 of the horizontal joint surface (L, B, b) and the mortar layer ( 10 ) about 2/3 of the horizontal joint surface (L, B, b) occupies. 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.3. Wear lining according to one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 9 ) occupies approximately 1/3 of the horizontal joint depth (L) and the mortar layer approximately 2/3 of the horizontal joint depth (L). 4. Verschleißfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) aus Pappe oder Fasermaterial besteht.4. Wear lining according to one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 9 ) consists of cardboard or fiber material. 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. 5. Wear lining according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness (d) of the insert ( 9 ) is approximately 0.2 mm to 2.0 mm. 6. Verschleißfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine (6) aus einem Magnesia-Material bestehen.6. Wear lining according to one of the preceding claims, characterized in that the stones ( 6 ) consist of a magnesia material. 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.7. Refractory, ceramic stone for a wear lining of a shaft furnace, characterized in that an insert ( 9 ) is attached to the stone ( 6 ) on its horizontal joint surface (L, B, b), less of the hot stone surface ( 7 ) than half of this joint area. 8. Stein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) etwa 1/3 der Fugenfläche (L, B, b) einnimmt.8. Stone according to claim 7, characterized in that the insert ( 9 ) occupies about 1/3 of the joint surface (L, B, b). 9. Stein nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (9) etwa 1/3 der horizontalen Fugentiefe (L) bedeckt.9. Stone according to claim 7 or 8, characterized in that the insert ( 9 ) covers about 1/3 of the horizontal joint depth (L). 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.10. Stone according to one or more of the preceding claims, characterized in that a mortar layer ( 13 ) is also provided over the insert ( 9 ), which is thinner than the mortar layer ( 10 ) approximately by the thickness of the insert ( 9 ).