DE9201824U1 - Block-shaped ceramic fibre element for heat-resistant inner lining of ovens etc. - Google Patents
Block-shaped ceramic fibre element for heat-resistant inner lining of ovens etc.Info
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Description
Promat GmbH, Scheifenkamp 16, 4030 Ratingen 1Promat GmbH, Scheifenkamp 16, 4030 Ratingen 1
Blockförmiges Keramikfaserelement zur hitzefesten Innenauskleidung von Öfen und dgl.Block-shaped ceramic fibre element for heat-resistant inner lining of ovens and the like.
Die Erfindung betrifft ein blockförmiges Keramikfaserelement zur hitzefesten Innenauskleidung von Öfen und dgl., mit einem aus vorzugsweise geschnittenen oder gefalteten Fasermatten zusammengesetzten Kern und mindestens einer weiteren Fasermatte, welche die dem Ofeninnenraum zugewandte Fläche des Kerns abdeckt und aus einem Material besteht, welches eine höhere Temperaturbeständigkeit als das Material des Kerns aufweist.The invention relates to a block-shaped ceramic fiber element for heat-resistant interior lining of furnaces and the like, with a core composed of preferably cut or folded fiber mats and at least one further fiber mat which covers the surface of the core facing the furnace interior and consists of a material which has a higher temperature resistance than the material of the core.
Ein solches Keramikfaserelement ist in der US-A 4,001,996 beschrieben. Dieses Keramikfaserelement besteht aus einem inneren Kern, der aus gefalteten Fasermatten zusammengesetzt ist, einer diesen Kern an drei Seiten umschließenden weiteren Faserlage sowie einer weiteren Lage, die ausschließlich die dem Ofeninnenraum zugewandte Fläche abdeckt und die aus einem Material besteht, welches eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist als die übrigen Materialien des Keramikfaserelementes. Auf diese Weise werden die Materialkosten des Keramikfaserelementes gesenkt, da ein besonders temperaturbeständiges Keramikfasermaterial nur dort eingesetzt wird, wo die höchsten Temperaturen auftreten, also auf der dem Ofeninnenraum zugewandten Seite. Dieses bekannte Keramikfaserelement läßt sich nur mit beträchtlichem Aufwand herstellen, da zur Befestigung an der Ofenwand sowie zur Verbindung der einzelnen Teile miteinander ein aufwendig gestaltetes Schienensystem erforderlich ist.Such a ceramic fiber element is described in US-A 4,001,996. This ceramic fiber element consists of an inner core made up of folded fiber mats, a further fiber layer enclosing this core on three sides, and a further layer that only covers the area facing the interior of the furnace and which consists of a material that has a higher temperature resistance than the other materials of the ceramic fiber element. In this way, the material costs of the ceramic fiber element are reduced, since a particularly temperature-resistant ceramic fiber material is only used where the highest temperatures occur, i.e. on the side facing the interior of the furnace. This known ceramic fiber element can only be manufactured with considerable effort, since an elaborately designed rail system is required to attach it to the furnace wall and to connect the individual parts to one another.
Insbesondere erfordert die Verbindung der besonders temperaturbeständigen, äußeren Lage mit den übrigen Fasermatten zusätzliche BefestigungsmaOnahmen.In particular, the connection of the particularly temperature-resistant outer layer with the other fiber mats requires additional fastening measures.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mit einem geringen Anteil an hochtemperaturbeständigen Materialien auskommendes, blockförmiges Keramikfaserelement zur hitzefesten Innenauskleidung von Öfen und dgl. zu schaffen, das sich in besonders wenigen Arbeitsgängen herstellen und an einer Ofenwand befestigen läßt.The invention is therefore based on the object of creating a block-shaped ceramic fiber element for heat-resistant interior lining of furnaces and the like, which requires a small proportion of high-temperature-resistant materials and which can be manufactured in a particularly small number of operations and attached to a furnace wall.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die weitere Fasermatte zusätzlich mindestens zwei der Seitenflächen des Kerns abdeckt und nahe der Ofenwand mit Befestigungsteilen zur Befestigung des Keramikfaserelementes an der Ofenwand versehen ist.To solve this problem, it is proposed that the further fiber mat additionally covers at least two of the side surfaces of the core and is provided with fastening parts near the furnace wall for fastening the ceramic fiber element to the furnace wall.
Ein solches Keramikfaserelement läßt sich in besonders wenigen Arbeitsgängen herstellen, da die die Außenfläche des Keramikfaserelements bildende weitere Fasermatte den Kern sowie gegebenenfalls zusätzliche Lagen hitzefesten Materials an drei Seiten umschließt und damit festhält. Zusätzliche Verbindungsmaßnahmen zwischen den einzelnen Matten bzw. Lagen sind daher nicht erforderlich. Das Keramikfaserelement ist außerdem relativ preiswert herstellbar, da besonders hitzebeständige Materialien ausschließlich im Bereich der Oberfläche des Keramikfaserelementes zur Anwendung kommen, während der der Ofenhitze nicht unmittelbar ausgesetzte Kern aus weniger hitzebeständigen, dafür jedoch wesentlich preiswerteren Materialien aufgebaut sein kann.Such a ceramic fiber element can be manufactured in a very small number of steps, since the additional fiber mat forming the outer surface of the ceramic fiber element encloses the core and, if necessary, additional layers of heat-resistant material on three sides and thus holds it in place. Additional connecting measures between the individual mats or layers are therefore not necessary. The ceramic fiber element can also be manufactured relatively inexpensively, since particularly heat-resistant materials are only used in the area of the surface of the ceramic fiber element, while the core, which is not directly exposed to the heat of the furnace, can be made of less heat-resistant but significantly cheaper materials.
Von Vorteil ist ferner, daß sich das Keramikfaserelement in wenigen Arbeitsgängen an der Ofenwand befestigen läßt. Denn die weitere Fasermatte ist nahe der Ofenwand mit BefestigungsteilenAnother advantage is that the ceramic fiber element can be attached to the furnace wall in just a few steps. This is because the other fiber mat is attached to the furnace wall with fastening parts
versehen, so daß sich das Keramikfaserelement einfach und unter gleichzeitigem Umschließen und Festhalten des Kerns aus vorzugsweise geschnittenen oder gefalteten Fasermatten sowie gegebenenfalls weiteren Lagen aus Keramikfasern an der Ofenwand befestigen läßt.so that the ceramic fiber element can be attached to the furnace wall easily and while simultaneously enclosing and holding the core made of preferably cut or folded fiber mats and, if necessary, further layers of ceramic fibers.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Keramikfaserelementes ist vorgesehen, daß die Befestigungsteile stangenförmig ausgebildet sind und sie die weitere Fasermatte an beiden Seitenflächen zugleich durchdringen. Auf diese Weise läßt sich die Befestigung des Keramikfaserelementes an der Ofenwand weiter vereinfachen. Hierbei ist es von zusätzlichem Vorteil, wenn die Befestigungsteile zusätzlich den Kern durchdringen. Hierdurch ist bereits vor der Befestigung des Keramikfaserelementes an der Innenwand des Ofens eine sichere Verbindung der besonders temperaturbeständigen äußeren Fasermatte mit den eingeschlossenen Fasermatten des Kerns sichergestellt.In a preferred development of the ceramic fiber element, the fastening parts are designed in the shape of a rod and penetrate the additional fiber mat on both sides at the same time. In this way, the fastening of the ceramic fiber element to the furnace wall can be further simplified. It is an additional advantage if the fastening parts also penetrate the core. This ensures a secure connection between the particularly temperature-resistant outer fiber mat and the enclosed fiber mats of the core even before the ceramic fiber element is fastened to the inner wall of the furnace.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die Befestigungsteile als an beiden Enden in Winkeleisen gehaltene Stangen ausgebildet. Diese Stangen können sich bereits vor der Befestigung an der Innenwand des Ofens im Keramikfaserelement befinden, so daß zur abschließenden Montage die Enden der Stangen nur noch in die entsprechenden Winkeleisen eingesteckt und dort festgelegt werden müssen.According to one embodiment, the fastening parts are designed as rods held in angle irons at both ends. These rods can already be located in the ceramic fiber element before being attached to the inner wall of the furnace, so that for the final assembly the ends of the rods only have to be inserted into the corresponding angle irons and secured there.
Vorzugsweise ist zwischen der dem Ofeninnenraum zugewandten Außenfläche des Kerns und der weiteren Fasermatte mindestens eine parallel zur Ofenwand verlaufende Zwischenlage angeordnet, deren Material eine höhere Temperaturbeständigkeit als das Material des Kerns aufweist. Hierdurch wird eine zusätzliche Wärmedämmung in den der Ofenhitze besonders ausgesetzten Bereichen erreicht. Vorzugsweise bestehen die weitere FasermattePreferably, between the outer surface of the core facing the furnace interior and the additional fiber mat, there is at least one intermediate layer running parallel to the furnace wall, the material of which has a higher temperature resistance than the material of the core. This achieves additional thermal insulation in the areas particularly exposed to the furnace heat. Preferably, the additional fiber mat consists of
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sowie die mindestens eine Zwischenlage aus dem gleichen Material.and at least one intermediate layer made of the same material.
Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß die weitere Fasermatte spannungsfrei auf dem Kern befestigt ist. Auf diese Weise wird ein späteres Schwundmaß der weiteren Fasermatte ausgeglichen.The invention further proposes that the additional fiber mat is attached to the core without tension. In this way, any subsequent shrinkage of the additional fiber mat is compensated.
Schließlich wird vorgeschlagen, daß der aus gefalteten Fasermatten bestehende Kern eine Vorspannung zwischen 15 und 85 % aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die bei einer Entspannung des Kerns auftretende Druckkraft auf die umhüllende Fasermatte aus besonders hitzebeständigem Material einwirkt.Finally, it is proposed that the core, consisting of folded fiber mats, has a pre-tension of between 15 and 85 % . This ensures that the compressive force that occurs when the core relaxes acts on the enveloping fiber mat made of particularly heat-resistant material.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention is explained below using the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 In einer perspektivischen Ansicht ein blockförmiges Keramikfaserelement zur hitzefesten Innenauskleidung von Öfen und dgl. undFig. 1 In a perspective view, a block-shaped ceramic fiber element for heat-resistant inner lining of furnaces and the like and
Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht mehrere zu einer hitzefesten Innenauskleidung zusammengesetzte Keramikfaserelemente der in Fig. 1 dargestellten Art.Fig. 2 shows a perspective view of several ceramic fiber elements of the type shown in Fig. 1 assembled to form a heat-resistant inner lining.
Das in Fig. 1 dargestellte, blockförmig gestaltete Keramikfaserelement dient der hitzefesten Innenauskleidung von Öfen, thermischen Reaktoren, Brennkammern usw. Es besteht zunächst aus einem blockförmigen Kern 1 aus einer mehrfach geschnittenen oder gefalteten Fasermatte 2 aus einer Aluminiumsilicatfaser. Diese enthält 40 bis 60 % Al7O3 und kann mit Zirkon- oder Chromoxid stabilisiert werden. Die Faltung ist in der Weise ausgeführt, daß die einzelnen Lagen nach Befestigung des Keramikfaserelementes an einer Ofenwand 3 senkrecht zu dieser Ofenwand 3 verlaufen.The block-shaped ceramic fiber element shown in Fig. 1 is used for the heat-resistant inner lining of furnaces, thermal reactors, combustion chambers, etc. It consists of a block-shaped core 1 made of a fiber mat 2 made of aluminum silicate fiber that has been cut or folded several times. This contains 40 to 60% Al 7 O 3 and can be stabilized with zirconium or chromium oxide. The folding is carried out in such a way that the individual layers run perpendicular to a furnace wall 3 after the ceramic fiber element has been attached to this furnace wall 3.
In Fig. 1 ist dargestellt, daß der Kern auf seiner dem Ofeninnenraum zugewandten Seite sowie an zwei Seitenflächen 4 durch eine weitere Fasermatte 5 aus einem keramischen Fasermaterial abgedeckt ist. Die weitere Fasermatte 5 ist einstückig, umschließt also die den Kern 1 bildende, geschnittene oder gefaltete Fasermatte 2 an drei Seiten. Die weitere Fasermatte 5 besteht aus einem Material, welches eine höhere Temperaturbeständigkeit als das Material des Kerns 1 aufweist. In Betracht kommen insbesondere keramische Fasern mit einem Anteil an Al9CU von mehr als 70 %. Derartige Keramikfasermaterialien weisen eine Hitzebeständigkeit bis zu 1600 0C auf. Aber auch Zirkonfasern, Mullitfasern, MgO-Fasern, SiC-Fasern und Kohlenstoffasern können in geeigneten Anteilen zur Anwendung kommen.Fig. 1 shows that the core is covered on its side facing the furnace interior and on two side surfaces 4 by a further fiber mat 5 made of a ceramic fiber material. The further fiber mat 5 is one-piece, i.e. it encloses the cut or folded fiber mat 2 forming the core 1 on three sides. The further fiber mat 5 consists of a material which has a higher temperature resistance than the material of the core 1. Ceramic fibers with an Al 9 CU content of more than 70 % are particularly suitable. Such ceramic fiber materials have a heat resistance of up to 1600 0 C. However, zirconium fibers, mullite fibers, MgO fibers, SiC fibers and carbon fibers can also be used in suitable proportions.
Zwischen der dem Ofeninnenraum zugewandten Fläche des Kerns 1 und der weiteren Fasermatte 5 befinden sich beim Ausführungsbeispiel insgesamt zwei parallel zur Ofenwand 3 verlaufende Zwischenlagen 6. Die Zwischenlagen 6 bestehen ebenfalls aus einem besonders hitzebeständigen Material. Beim Ausführungsbeispiel kommen für die beiden Zwischenlagen 6 die gleichen Materialien wie für die weitere Fasermatte 5 zur Anwendung.In the exemplary embodiment, there are a total of two intermediate layers 6 running parallel to the furnace wall 3 between the surface of the core 1 facing the furnace interior and the additional fiber mat 5. The intermediate layers 6 are also made of a particularly heat-resistant material. In the exemplary embodiment, the same materials are used for the two intermediate layers 6 as for the additional fiber mat 5.
Zur Befestigung an der Ofenwand 3 ist das Keramikfaserelement mit mindestens zwei Befestigungsteilen 7 versehen. Diese bestehen jeweils aus zwei in dem Winkel zwischen Ofenwand 3 und der weiteren Fasermatte 5 befestigten Winkeleisen 8, die über eine das Keramikfaserelement durchdringende Stange 9 miteinander verbunden sind. Die Stange 9 durchdringt hierbei sowohl die die Seitenflächen 4 des Kerns 1 bedeckenden beiden Seitenteile der weiteren Fasermatte 5 als auch das Material des Kerns 1 und fixiert diese mittels Clips. Bei der Montage wird die Stange 9 in das befestigte Winkeleisen 8 des zuvor montierten Elementes eingeschoben. Auf diese Weise dienen die Befestigungsteile 7 nicht nur der Befestigung des Keramikfaserelementes an der Ofenwand 3 sondern sie halten auch das Keramikfaserelement alsFor fastening to the furnace wall 3, the ceramic fiber element is provided with at least two fastening parts 7. These consist of two angle irons 8 fastened in the angle between the furnace wall 3 and the further fiber mat 5, which are connected to one another via a rod 9 penetrating the ceramic fiber element. The rod 9 penetrates both the two side parts of the further fiber mat 5 covering the side surfaces 4 of the core 1 and the material of the core 1 and fixes them using clips. During assembly, the rod 9 is inserted into the fastened angle iron 8 of the previously assembled element. In this way, the fastening parts 7 not only serve to fasten the ceramic fiber element to the furnace wall 3, but they also hold the ceramic fiber element as
solches zusammen und verleihen ihm die erforderliche mechanische Stabilität.such together and give it the necessary mechanical stability.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie mehrere der Keramikfaserelemente gemäß Fig. 1 zu einer hitzefesten Innenauskleidung eines Ofens zusammengesetzt werden. Zur Abdichtung der Fugen zwischen den einzelnen Reihen von Keramikfaserelementen sind Mattenstreifen 10,11 vorgesehen. Die wandnahen Mattenstreifen 10 können aus dem gleichen Material bestehen wie die Fasermatte 2 des Kerns 1, während die ofenseitigen Mattenstreifen 11 aus der besonders hitzebeständigen Keramikfaser bestehen können, welches auch in der weiteren Fasermatte 5 verarbeitet ist.Fig. 2 shows how several of the ceramic fiber elements according to Fig. 1 are assembled to form a heat-resistant inner lining of a furnace. Mat strips 10, 11 are provided to seal the joints between the individual rows of ceramic fiber elements. The mat strips 10 near the wall can be made of the same material as the fiber mat 2 of the core 1, while the mat strips 11 on the furnace side can be made of the particularly heat-resistant ceramic fiber, which is also processed in the further fiber mat 5.
Claims (8)
daß die weitere Fasermatte (5) zusätzlich mindestens zwei der Seitenflächen (4) des Kerns (1) abdeckt und nahe der Ofenwand (3) mit Befestigungsteilen (7) zur Befestigung des Keramikfaserelements an der Ofenwand (3) versehen ist.characterized,
that the further fibre mat (5) additionally covers at least two of the side surfaces (4) of the core (1) and is provided near the furnace wall (3) with fastening parts (7) for fastening the ceramic fibre element to the furnace wall (3).
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|---|---|---|---|
| DE9201824U DE9201824U1 (en) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Block-shaped ceramic fibre element for heat-resistant inner lining of ovens etc. |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE9201824U1 true DE9201824U1 (en) | 1992-04-02 |
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ID=6876084
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| DE9201824U Expired - Lifetime DE9201824U1 (en) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | Block-shaped ceramic fibre element for heat-resistant inner lining of ovens etc. |
Country Status (1)
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1992
- 1992-02-13 DE DE9201824U patent/DE9201824U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Vol.117,No.9,1984, S.785-786 * |
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