DE1135129B

DE1135129B - Ceiling for metallurgical ovens, especially stove-top ovens

Info

Publication number: DE1135129B
Application number: DEV17760A
Authority: DE
Inventors: Ing Franz Radax
Original assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Current assignee: Veitscher Magnesitwerke AG
Priority date: 1958-12-22
Filing date: 1959-12-18
Publication date: 1962-08-23

Description

Decke für metallurgische Öfen, insbesondere für Herdflammöfen Die Erfindung betrifft eine Decke für metallurgische Öfen, und zwar besonders für Herdflammöfen, die sich gegen wenigstens eine schräge, abgefederte Widerlagerfiäche abstützt. Es sind als Hängegewölbe wirkende Ofendecken bekannt, und darunter versteht man bekanntlich eine Gewölbeausführung, bei der die die Decke ergebenden Steine an einer Hängekonstruktion aufgehängt sind. Aus statischen Gründen empfiehlt es sich, bei Hängegewölben die Decke aus Keilsteinen auszuführen, so daß ein aufgehängtes Bogengewölbe entsteht, welchem mit Bezug auf die Gasführung auch strömungstechnische Vorteile zukommen. Bei dieser Konstruktion stehen die Steine untereinander unter einem gewissen Druck, der sich u. a. aus dem Maß der Deckenwölbung ergibt und gegen die Außenteile des Hängegewölbes zunimmt. Die Widerlager nehmen dann einen Teil des vertikalen Druckes und den gesamten seitlichen Schub auf, wogegen der Großteil des Gewölbegewichtes von der Hängekonstruktion getragen wird.Ceiling for metallurgical furnaces, especially for hearth furnaces Die The invention relates to a ceiling for metallurgical furnaces, especially for hearth furnaces, which is supported against at least one inclined, cushioned abutment surface. It Furnace ceilings that act as hanging vaults are known, and this is understood to mean a vault design in which the stones forming the ceiling are attached to a hanging structure are hung. For static reasons, it is advisable to use the To make the ceiling from wedge stones so that a suspended arched vault is created, which also have fluidic advantages with regard to the gas flow. With this construction, the stones are under a certain amount of pressure, which inter alia from the measure of the ceiling vault and against the outer parts of the Hanging vault increases. The abutments then take some of the vertical pressure and all of the lateral thrust, while most of the vault weight is supported by the hanging structure.

Der Vorteil eines Hängegewölbes gegenüber einem reinen Gewölbe, bei dem sich die Steine bekanntlich nur durch die Gewölbewirkung tragen und das gesamte Gewölbegewicht von Widerlagern aufgenommen wird, d. h. jedwede Aufhängung fehlt, besteht in der geringeren Flächenpressung, die zwischen benachbarten Deckensteinen besteht. Je geringer aber diese Flächenpressung pro Flächeneinheit ist, um so kleiner wird die Neigung der Steine zum Abplatzen, d. h. zum Abfallen von mehr oder minder dicken .Schichten an feuerfestem Material von der Feuerseite der Steine. Eine geringere Neigung zum Abplatzen kann im allgemeinen einer Vergrößerung der Lebensdauer gleichgesetzt werden.The advantage of a suspended vault over a pure vault, at which, as is well known, the stones are only supported by the vault effect and the whole The weight of the vault is taken up by abutments, d. H. any suspension is missing, consists in the lower surface pressure between adjacent ceiling stones consists. However, the lower this surface pressure per unit area, the smaller the tendency of the stones to flake off, d. H. to fall off more or less thick layers of refractory material from the fire side of the bricks. A lesser one The tendency to flake off can generally be equated with an increase in the service life will.

Um den im Ofenbetrieb auftretenden Wärmedehnungen einer reinen Gewölbedecke besser Rechnung tragen zu können, ist es bekannt, wenigstens eines der beiden Gewölbewiderlager durch Anwendung von Stützfeldern seitlich nachgiebig auszuführen, welche Bauweise auch häufig bei Hängegewölben angewendet wird. Derartige federnde Widerlager liefern einen Federdruck, der des kurzen Arbeitsweges wegen als ungefähr konstant betrachtet werden kann. Wenn nun das Gewölbe bzw. das Hängegewölbe durch Abnützung an Gewicht verliert, die die Querkräfte übertragende Fläche mithin verkleinert wird, die vom federnden Widerlager herrührende Pressung aber ungefähr gleichbleibt, so wird die spezifische Flächenpressung im Gewölbe ansteigen. Praktisch erfolgt dies in einem Maße, daß man wieder in den Bereich unerwünschter, unter Umständen sogar gefährlicher Flächenpressungen kommt, was. aber, nach Obigem, einer Verkürzung der Lebensdauer gleichzusetzen ist.About the thermal expansion of a pure vaulted ceiling that occurs when the furnace is in operation To be able to take better account of it, it is known to use at least one of the two vault abutments by using support fields laterally flexible, which construction method is also often used for hanging vaults. Such resilient abutments provide a spring pressure that is considered to be approximately constant due to the short travel to work can be. If now the vault or the hanging vault due to wear and tear in weight loses, the surface that transfers the transverse forces is therefore reduced by the resilient abutment originating pressure but remains about the same, so the specific surface pressure in the vault increase. In practice, this is done in one Measures that you get back into the area undesirable, possibly even more dangerous Surface pressure comes what. but, according to the above, a shortening of the service life is to be equated.

Im praktischen Betrieb müßte man diesem Umstand dadurch Rechnung tragen, daß der Widerlagerdruck mit fortschreitender Abnützung des Hängegewölbes durch Verminderung der Spannung der Widerlagerfeder vermindert wird. In der Praxis herrscht aber erfahrungsgemäß wenig Neigung, solche Nachstellarbeiten während des Ofenbetriebes auszuführen, es fehlt aber auch an einem eindeutigen Maßstab, welcher die Ermittlung des jeweils richtigen Verstellausmaßes erlauben würde. Ein zu weitgehendes Nachlassen des Widerlagerdruckes wäre gleichbedeutend mit einer zu weitgehenden Belastung der Hängeeinrichtung, wofür die Konstruktion nicht ausgelegt ist; im Extremfall verlöre die Decke den Zusammenhang in der Querrichtung des Ofens.In practical operation this would have to be taken into account by that the abutment pressure decreases with progressive wear of the hanging vault the tension of the abutment spring is reduced. In practice, however, experience shows that this prevails little inclination to carry out such readjustment work while the furnace is in operation, it but there is also a lack of an unambiguous standard, which can be used to determine the respective correct amount of adjustment would allow. Too extensive a decrease in the abutment pressure would be synonymous with excessive loading of the hanging device, for what the construction is not designed; in extreme cases, the ceiling would lose its context in the cross direction of the furnace.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie bezweckt eine mit Aufhängung ausgeführte Decke für metallurgische Öfen zu schaffen, in der gefährliche Druckanstiege über die ganze Lebensdauer des Hängegewölbes von selbst vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird, wie schon eingangs erwähnt, von einer Hängedecke für metallurgische. .Öfen, insbesondere für Herdflammöfen, ausgegangen, die mit Widerlagern mit schrägen Flächen versehen ist, wobei mindestens ein Widerlager unter einstellbarem Federdruck steht, und die mit Querträgern mit unter Federspannung stehenden Hängegliedern zur Aufnahme eines Teiles des Gewölbegewichtes ausgestattet ist. Bei dieser Bauweise besteht die Erfindung darin, daß die Federn der nachgiebigen Widerlager mit den Federn der Hängeglieder derart abgestimmt sind, daß auch bei infolge Verschleiß abnehmender Dicke des Gewölbebogens die spezifische Flächenpressung zwischen den einzelnen Steinen des Gewölbebogens nicht über ihren Anfangswert ansteigt.This is where the invention comes in. She aims one with suspension designed ceiling for metallurgical furnaces in which dangerous pressure increases can be avoided by themselves over the entire lifespan of the hanging vault. To the solution This task is, as already mentioned, by a suspended ceiling for metallurgical. . Ovens, in particular for flame ovens, assumed those with abutments is provided with inclined surfaces, with at least one abutment under adjustable Spring pressure is, and the cross members with hanging links under spring tension is equipped to take part of the weight of the vault. With this construction The invention is that the springs of the resilient abutment with the Springs of the hanging links are matched so that even as a result of wear decreasing thickness of the arch the specific surface pressure between the individual stones of the arch does not rise above their initial value.

An Hand der Zeichnung seien diese Verhältnisse an zwei Ausführungsbeispielen noch eingehender erläutert. Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine gewölbte Decke und Fig. 2 auf eine ebene Hängedecke. In beiden Figuren sind entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.These relationships are based on the drawing in two exemplary embodiments explained in more detail. Fig. 1 shows the application of the invention to an arched Ceiling and Fig. 2 on a flat suspended ceiling. There are corresponding in both figures Parts are given the same reference numbers.

Man erkennt in Fig. 1 einen Gewölbebogen 1, der sich gegen ein festes Widerlager 2 und ein unter dem Druck einer einstellbaren Feder 3 stehendes nachgiebiges Widerlager 4 abstützt. Wie bekannt, besteht ein solcher Bogen aus einzelnen Steinen, die einzeln oder in Gruppen an einem im Abstand über der Oberseite der Steine verlaufenden Träger 5 aufgehängt sind. In den Punkten 6 und 7 dieses Trägers greifen Hängeglieder 8, 9 an, die über Hubfedern 10 auf einem Querträger 11 hängen. Die Spannung der Federn 10 kann mittels der Muttern 12 über die Federteller 13 verändert werden; eine ähnliche Konstruktion mit Mutter und Federteller kann, wie bekannt, in Verbindung mit der Feder 3 angewendet werden.1 shows an arched arch 1 which is supported against a fixed abutment 2 and a resilient abutment 4 which is under the pressure of an adjustable spring 3. As is known, such an arch consists of individual stones which are suspended individually or in groups on a carrier 5 which extends at a distance above the upper side of the stones. In points 6 and 7 of this carrier, hanging links 8, 9 engage, which hang on a cross member 11 via lifting springs 10. The tension of the springs 10 can be changed by means of the nuts 12 via the spring plate 13; a similar construction with a nut and spring plate can, as is known, be used in connection with the spring 3.

Eine so beschaffene erfindungsgemäße Decke wird, nachdem der Ofen erstmalig seine Betriebstemperatur erreicht hat, durch Einregulieren der Spannungen der Federn 3 und 10 so eingestellt, daß die Flächenpressung der Steine ein bestimmtes, relativ geringfügiges Ausmaß erreicht; diese Pressung ist um so geringer, je größer die Spannung der Federn 10 und um so geringer jene der Federn 3 ist. Wenn nun die Stärke h des Gewölbebogens durch Verschleiß abnimmt, so würde, wenn die Federn 10 nicht vorhanden wären, der Druck der Feder 3, der ja ungefähr gleich bleibt, zu einer Erhöhung der spezifischen Flächenpressung in einem der Verminderung der Steinstärke h entsprechenden Ausmaß führen. Mit der Verminderung der Größe h geht aber auch eine entsprechende Verminderung des Gewichtes der Decke einher; diese Gewichtsverminderung bedeutet, daß die Federn 10 nunmehr sich entsprechend entspannen, die Decke dadurch etwas anheben und damit den in den Widerlagern 2, 4 bestehenden Druck herabsetzen, weil die Widerlagerflächen schräg zur Lotrechten verlaufen.Such a created ceiling according to the invention is after the furnace has reached its operating temperature for the first time by regulating the voltages the springs 3 and 10 adjusted so that the surface pressure of the stones a certain, reached relatively minor extent; this pressure is the lower, the greater the tension of the springs 10 and the lower that of the springs 3. If now the Thickness h of the arch decreases due to wear, so if the springs 10 would not exist, the pressure of the spring 3, which remains approximately the same, too an increase in the specific surface pressure in one of the reduction in the stone thickness h lead to the appropriate extent. With the reduction of the size h is also possible a corresponding reduction in the weight of the ceiling; this weight reduction means that the springs 10 now relax accordingly, thereby the ceiling raise it slightly and thus reduce the pressure existing in the abutments 2, 4, because the abutment surfaces run obliquely to the perpendicular.

Das Anheben des Gewölbebogens mittels der Hänglieder 8 und 9 bewirkt nur ein Gleiten, der die Enden des Gewölbebogens bildenden Schrägflächen gegenüber den ihnen zugeordneten Schrägflächen der Widerlager 2 und 4, ohne daß ein stärkeres Durchbiegen des Gewölbebogens eintritt, d. h. es kommt zu einer entsprechenden Verminderung der spezifischen Flächenpressung zwischen benachbarten Steinen gegenüber dem sonst zu erwartenden Wert, was im Resultat auf eine Beibehaltung des ursprünglichen Wertes hinausläuft.The lifting of the vault by means of the pendants 8 and 9 causes only one sliding, opposite of the inclined surfaces forming the ends of the arch their associated inclined surfaces of the abutments 2 and 4, without a stronger one Bending of the arch occurs, d. H. there is a corresponding reduction the specific surface pressure between neighboring stones compared to the other expected value, which means that the original value will be retained runs out.

Es läßt sich rechnerisch nachweisen, daß für ein basisches Gewölbe bei einem Gewölberadius von 7 m, einer Spannweite von 7,5 m und einem Gewölbegewicht pro Laufmeter von 8830 kg die spezifische Flächenpressung 2,5 kg/cm2 beträgt. Das gleiche Gewölbe würde dann unter Einhaltung der erfindungsgemäßen Maßnahmen erlauben, den Stützdruck auf 1235 kg/m zu ermäßigen, woraus sich eine spezifische Flächenpressung von 0,35 kg/em2 errechnet. Dieser Wert bleibt während der gesamten Ofenreise ungefähr konstant und hat eine absolute Größe, die beträchtlich unterhalb jener liegt, für welche die Neigung zu Steinbeschädigungen entsteht. Die erfindungsgemäße einfache Maßnahme ergibt demnach auch aus den eingangs dargelegten Gründen eine erhöhte Lebensdauer der Ofendecke, ein Vorteil, der ohne jegliche Wartungsarbeiten erzielt wird.It can be proven mathematically that for a basic vault with a vault radius of 7 m, a span of 7.5 m and a vault weight the specific surface pressure per running meter of 8830 kg is 2.5 kg / cm2. That the same vault would then allow in compliance with the measures according to the invention, to reduce the support pressure to 1235 kg / m, which results in a specific surface pressure of 0.35 kg / em2 is calculated. This value remains approximately during the entire oven journey constant and has an absolute magnitude well below that for which the tendency to stone damage arises. The inventive simple The measure therefore also results in an increased service life for the reasons set out at the beginning the furnace roof, an advantage that is achieved without any maintenance work.

Diese Konstruktion der abgefederten Aufhängung wirkt sich auch bei einer vollkommenen ebenen Decke günstig aus, sofern sie sich gegen wenigstens eine schräge, abgefederte Widerlagerfläche stützt, wie an Hand der Fig: 2,- ersichtlich ist. Obwohl eine Decke aus Rechtecksteinen theoretisch keinen Seitendruck ergibt und die einzelnen Steine 1 drucklos zueinander eingebaut werden können, empfiehlt es sich trotzdem, eine solche ebene Decke, einerseits zur Ausschaltung klaffender Fugen, die den Verschleiß fördern, und andererseits zur Aufnahme der Wärmedehnung, seitlich mittels Federn 3 elastisch abzustützen, wozu schräge Widerlager 2; 4 dienen. Diese ergeben schräge Gleitflächen, wodurch sich eine selbsttätige Druckregelung bzw. konstante spezifische Flächenpressung in der Decke einhalten läßt. Es sei dazu bemerkt, daß man in der Praxis wohl stets zwei solcher Schrägflächen ausführen wird, obgleich theoretisch deren eine genügt.This construction of the sprung suspension also has an effect a perfectly flat ceiling, provided it is against at least one inclined, cushioned abutment surface is supported, as can be seen from FIG. 2 is. Although a ceiling made of rectangular stones does not theoretically result in any side pressure and the individual stones 1 can be installed to one another without pressure, recommends it is nevertheless, such a flat ceiling, on the one hand to eliminate gaping Joints that promote wear and tear and, on the other hand, to absorb thermal expansion, laterally supported elastically by means of springs 3, including inclined abutment 2; 4 serve. These result in inclined sliding surfaces, which results in automatic pressure regulation or constant specific surface pressure in the ceiling can be maintained. Let it be notes that in practice one will probably always make two such inclined surfaces, although theoretically one of them is sufficient.

Es ist ersichtlich, daß es vorteilhaft ist, wenn die federnden Hängeglieder über Träger an der Decke angreifen, an welchen Trägern die deckenbildenden feuerfesten Bauelemente, d. h. die feuerfesten Steine befestigt sind. Diese Maßnahme ist an sich bekannt.It can be seen that it is advantageous if the resilient hanging links Attack via beams on the ceiling, on which beams the ceiling-forming refractories Components, d. H. the refractory bricks are attached. This measure is on known.

Zur Einregelung der Spannungen der Federn 3 und 10 kann so vorgegangen werden, daß man zuerst bei ganz entlasteten Federn 10 die Kräfte der Federn 3 unter Verwendung der hierfür bekannten Behelfe, die der Ermittlung von Pufferkräften dienen, in Abhängigkeit vom Gewölberadius, der Gewölbespannweite und des auf eine Feder entfallenden Gewölbegewichtes ermittelt und diese Kraft dann an Hand der Federcharakteristik einstellt. Anschließend kann die so eingestellte Druckkraft durch Anziehen der Muttern 12 etwa auf den halben Wert ermäßigt werden.This can be used to adjust the tensions of the springs 3 and 10 be that you first with completely relieved springs 10, the forces of the springs 3 under Use of the aids known for this, which serve to determine buffer forces, depending on the arch radius, the arch span and the on a spring The weight of the arch is determined and this force is then determined using the spring characteristics adjusts. The pressure force set in this way can then be adjusted by tightening the nuts 12 can be reduced to about half the value.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Suspended ceiling for metallurgical furnaces, in particular for flame ovens, with abutments with sloping surfaces, with at least one abutment is under adjustable spring pressure as well as with cross members with spring tension standing hanging links for receiving part of the vault weight, thereby characterized in that the springs (3) of the flexible abutment (4) with the springs (10) of the hanging links (8, 9) are matched in such a way that even when due to wear decreasing thickness (h) of the arch (1) the specific surface pressure between the individual stones of the arch does not rise above their initial value: 2. Ceiling according to Claim 1, characterized in that the hanging links (8, 9) are attached to the Attack cross members (5) to which the ceiling-forming refractory structures are attached are. 3. Cover according to claim 1, characterized in that the cover, as per se known, is designed as a hanging vault and on the hanging links (5 to 9) vault ribs (Stones) hang. Publications considered: Austrian patent specifications No. 200175, 199 213, 190 078; U.S. Patent No. 1574,976; German interpretation document D 138601 a / 24k (published April 5, 1956); Radex-Rundschau, 1950, H.

2, p. 91 to 124.