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Erwärmungsanordnung
An ein feuerfestes Material, das in Wärmesystemen verwendet wird, wird bei vielen Anwendungsge- bieten die Forderung gestellt, dass es nicht mit einem angrenzenden feuerfesten Material zusammen- sintert. Unter diesen Gebieten können beispielsweise austauschbare Brennermundstücke, Messeinsätze mit eingeschlossenen Messgeräten (z. B. Thermostaten), Inspektionssteine, dichtende Luken in metallurgischen Öfen und Zustellungen bei Induktoreinheiten des Rinnentyps genannt werden, die austauschbar sind und mit der Zustellung des Ofentiegels in Kontakt stehen. Man hat bereits vorgeschlagen, in der Fuge zwi- schen den austauschbaren und den stationären feuerfesten Teilen eine Zwischenschicht aus Glimmer oder
Asbest anzubringen. Diese widerstehenderSinterungnurbis zu zirka 1200 C. Man hat auch die Verwen- dung von Chromspinell vorgeschlagen.
BeiChromspinell ist jedoch die Wärmefestigkeit auf Temperaturen begrenzt, die unter den in vielen Fällen vorkommenden liegen, so dass die Gefahr von Zusammensinterung in dünnen Fugen nicht vermieden werden kann.
Die Erfindung betrifft eine Erwärmungsanordnung, die wenigstens zwei keramische Teile umfasst, die aneinander grenzen, z. B. einen metallurgischen Ofen mit keramischer Zustellung und mit austauschbarer
Induktoreinheit mit keramischer Zustellung, bei welcher Anordnung eine wärmebeständige Masse zwischen den keramischen Teilen angeordnet ist, um deren Zusammensintern zu verhindern, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Masse bis zu mindestens 85 Gewichtsprozenten, vorzugsweise bis mindestens 95 Gewichtsprozenten aus Magnesiumoxyd und Chromoxyd besteht, von welchen mindestens 90 Ge- wichtsprozente als Magnesiumchromit (MgO. Cr Og) gebunden sind. Es hatsich gezeigt, dassMagnesium- chromit (MgO.
Cr Os) erheblich bessere Eigenschaften als sinterungssicheres Fugenmaterial besitzt als Chromspinell, (FeMg) 0 (Al, Cr, Fe) Og und dass Magnesiumchromit bei 16000C und darüber wirksam ist, während Chromspinell nur bis zu rund 14000C verwendbar ist. Die Verwendung von Magnesiumchromit bedeutet somit eine klare und unerwartete Verbesserung. Die Masse in der Erwärmungsanordnung gemäss der Erfindung enthält höchstens 6 Gewichtsprozente Magnesiumoxyd, MgO, und/oder 6 Gewichtsprozente Chromoxyd, Cr O, in freier Form. Am zweckmässigsten besteht die Masse ganz aus Magnesiumchromit.
Damit die durch Verunreinigungen verursachte Neigung zum Sintern so gering wie möglich wird, soll die Masse höchstens 6 Gewichtsprozente Verunreinigungen enthalten, wobei Verunreinigungen in der Form von Aluminiumoxyd und Eisenoxyd höchstens 3 Gewichtsprozente von jedem und in der Form von Siliziumoxyd höchstens 2 Gewichtsprozente betragen sollen. Die Korngrösse der Masse wird der vorgesehenen Schichtdicke der Fuge, die aus der Masse hergestellt werden soll, und der Aufbringungsart angepasst, z. B. Aufstreichen oder Spachteln.
Wenn die Masse für die Herstellung einer Fuge von einer bestimmten Dicke verwendet werden soll, ist es zweckmässig, dass 20 - 70, vorzugsweise 30 - 60 Gewichtsprozente der Kömer eine Grösse haben, die im wesentlichen gleich der beabsichtigten Dicke der Fuge ist, die hergestellt werden soll, während die übrigen Körner eine wesentlich geringere Grösse haben, vorzugsweise unter ungefähr 1/4 der vorgesehenen Fugendicke. Wenn die herzustellende Fuge eine Dicke von 1 mm haben soll, ist es also zweckmässig, dass 20-70, vorzugsweise 30-60 Gewichtsprozente der Körner eine Grösse von ungefähr 1 mm haben und der Rest der Körner eine Grösse, die unter zirka 0,25 mm liegt.
Die groben
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Körner dienen als Distanzelement zwischen den keramischen Teilen, und die feinen Körner füllen die
Zwischenräume zwischen den groben aus.
Damit die Masse ohne Schwierigkeiten auf den dafür vorgesehenen Stellen aufgebracht werden kann, kann sie mit einem Bindemittel versetzt werden. Als Bindemittel wählt man vorzugsweise eines, das bei Erwärmung verdunstet oder zerfällt, ohne irgend einen Rückstand zu hinterlassen, oder einen Rückstand, der nicht die Sinterung fördert. Der Gehalt des Bindemittels beträgt zweckmässig bis zu 9 Gewichtspro- zenten. Beispiele von anwendbaren Bindemitteln sind z. B. Zellulosederivate, wie Äthylhydroxyäthyl- zellulose, Carboxymethylzellulose und Methylzellulose, polymerisierte Vinylverbindungenwie Polyvinyl- chlorid und Polyvinylalkohol, Stärke, Dextrin, verschiedene Typen von Harzbindemitteln, wie Melaminharze, Karbamidharze und Esterharze usw.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1 einen Teil eines Ofens, z. B. eines Schmelz- oder Warmhalteofens für Eisen in der Form eines Schnittes durch eine Induktoreinheit längs der Linie A-A in Fig. 2 und einen Teil der Zustellung des Ofenkörpers zeigt, und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie B - B in Fig. 1 darstellt, wobei der Kern und die Spule weggelassen sind. Fig. 3 ist eine Seitenansicht und Fig. 4 eine Vorderansicht des Warmhalteofens.
Die Induktoreinheit 1 hat wie gewöhnlich einen Eisenkern 2, eine Spule 3, eine Schmelzrinne 4, eine Zustellung 5 und eine Haut 6. Von dem Ofenkörper 7 ist nur ein kleiner Teil dargestellt. Die Zustellung wird von einer inneren Schicht 8 aus wärmebeständigem, gesintertem, keramischem Material und einer äusseren Schicht 9 aus nicht gesintertem Material in Pulverform gebildet. Ein Isoliermaterial 10 aus gewöhnlichem keramischen Material umgibt die äussere Schicht 9 und ist seinerseits von einem Metallmantel U umgeben. Die Zustellungen 5 und 8 können je ein neutraler, basischer oder saurer Typ oder voneinander verschiedene Typen sein. Die Zustellung 5 kann z. B. basisch sein, wenn die Zustellung 8 sauer ist.
Die äussere Schicht 9 ist mit einer rahmenförmigen Platte 12 armiert, die einen ringförmigen Kühlkanal 13 trägt, an dem die äussere Schicht 9 anliegt. Der Kühlkanal 13, die Platte 12, eine äussere Wand 14 und eine Decke 15 bilden einen Mantelraum 16, der als Abzugskanal für Kondens- oder anderes Wasser aus dem Kühlkanal 13 dient.
Zwischen der Zustellung für den Ofenkörper und der Induktoreinheit ist als Fugenmaterial eine Schicht 17 gemäss der Erfindung eingelegt.
Die Haut 6 auf der Induktoreinheit ist von einer Wand 18 umgeben, so dass ein Mantelraum 19 gebildet wird, der gleichfalls als Abzugskanal dient. Hier ist eine Anzahl von Kühlrohren 20 vor-
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der vereinfachten Skizze nach den Fig. 3 und 4 sind zwei angebaute Induktoreinheiten 1 und dievon 1, 68 bis 2,0 mm haben und der Rest eine Korngrösse, die 0,5 mm unterschreitet, mit 1 Gewichtsteil Äthylhydroxyäthylzellulose gemischt werden. Die Masse wird mit Wasser zu einer geeigneten Konsistenz verdünnt. Sie wird dann in einer 2 mm dicken Schicht in der beschriebenen Weise aufgetragen. Bindemittel und Verdünnungsmittel entweichen beim Erwärmen des Ofens.
Obwohl die Erfindung besonders für den Fall beschrieben ist, dass die Erwärmungsanordnung aus einem Ofen besteht, ist es offenbar, dass sie mit Vorteil für andere Erwärmungsanordnungen verwendet werden kann, die zwei aneinander grenzende keramische Teile umfassen, die man am Zusammensintem hindern will.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Erwärmungsanordnung, die mindestens zwei keramische Teile umfasst, die aneinander grenzen, z. B. einen metallurgischen Ofen mit keramischer Zustellung und mit einer austauschbaren Induktoreinheit mit keramischer Zustellung, bei welcher Anordnung eine wärmebeständige Masse zwischen den
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