DE967895C

DE967895C - Haengedecke fuer Industrieoefen

Info

Publication number: DE967895C
Application number: DEH7865A
Authority: DE
Inventors: Russel Pearce Heuer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1945-06-26
Filing date: 1949-04-24
Publication date: 1957-12-27

Description

Hängedecke für Industrieöfen Die Erfindung bezieht sich auf Hängedecken für Industrieöfen, die aus feuerfesten Steinen aufgebaut sind.
Die Verwendung von Hängedecken bei mit hoher Temperatur arbeitenden Feuerungen ist vielfach üblich und ergibt zahlreiche an sich bekannte Vorteile. Die bisher bekannten Hängedecken für Industrieöfen weisen aber auch Nachteile auf. Bei einer -der bekannten Hängedecken sind die Deckensteine mit T-förmigen Köpfen ausgestattet und mittels dieser in bogenförmig gekrümmten, konzentrisch zur Ofendecke verlaufenden Kastenträgern eingefädelt, so daß Steinreihen in Form von Gewölbebogen gebildet werden, gegen deren endweise liegende Steine federnde Druckmittel einwirken. Durch diese federnden Mittel sollen die Deckensteine unter elastischem Druck gegeneinandergepreßt werden, doch nimmt der Anpreßdruck wegen der verhältnismäßig großen Flächenreibung zwischen den Steinköpfen und den Kastenträgern rasch in Richtung zur Bogenmitte ab. Ein ungleichförmiger Anpreßdruck ist aber bekanntlich sehr nachteilig, vor allem für die Haltbarkeit der Decke und für eine einwandfreie Verschmelzung der zwischen den Deckensteinen eingelegten metallischen Einlagen.
Bei einer anderen bekannten Ofendecke werden die feuerfesten Steine in Form eines Gewölbes von Hängeeisen getragen, wobei sowohl die Steine als auch die um ihren Unterstützungspunkt schwenkbaren Hängeeisen im wesentlichen radial zum Krümmungsmittelpunkt des Gewölbebogens angeordnet sind. Bei diesen bekannten Ofendecken sind die Gewölbebogen entweder zwischen festen Widerlagern oder zwischen gegen Druck etwas nachgiebigen Widerlagern aus Asbest, Mineralwolle, Sand od. dgl. ausgespannt. Bei starren Widerlagern besteht überhaupt keine Ausdehnungsmöglichkeit der Decke, während sie bei den nachgiebigen Widerlagern der vorerwähnten Art viel zu gering ist, um die aus der thermischen Beanspruchung der Decke sich ergebenden Spannungen im Gewölbebogen auszugleichen. Zudem ergeben diese nachgiebigen Wi.derlager praktisch keine Rückführkraft. Schließlich besteht sowohl bei den bekannten Hängedecken. mit starren Wiederlagern als auch bei den Hängedecken mit beschränkt nachgiebigen Widerlagern hinsichtlich der Wahl an feuerfestem Material für die Deckensteine große Beschränkung, da man auf einen kleinenAusdehnungskoeffizienten Bedacht nehmen muß.
Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung geeigneter Mittel und Ausbildung von Hängedecken, damit diese den Ausdehnungen und Zusammenziehungen leicht folgen können. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Ofenhängedecke, bei der in bekannter Weise feuerfeste Steine von Hängeeisen in Form eines Gewölbes getragen werden und sowohl die Steine als auch dieum ihrenUnterstützungspunkt schwenkbaren Hängeeisen im wesentlichen radial zum Krümmungsmittelpunkt des Gewölbebogens angeordnet sind, :dadurch erreicht, daß :die zweckmäßig Chromerz oder/und Magnesia enthaltenden Gewölbesteine durch die Hängeeisen um deren Unterstützungspunkte, die auf gekrümmten, in bekannter Weise konzentrisch zur Ofendecke verlaufenden Tragelementen, vorzugsweise Stangen, liegen, schwenkbar und entgegen der Wirkung federnder, wenigstens im Bereich eines der Widerlager vorgesehener Mittel seitenbeweglich gelagert sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß sich die Decke an allen ihren zwischen den Widerlagern gelegenenStellen völlig selbsttätig denDimensionsänderungen anpaßt, die im Betrieb der Decke auftreten. Weiter wird hierdurch ermöglicht, daß sich die Decke auch von selbst den durch die Oxydation hervorgerufenen Ausdehnungen metallischer Einlagen zwischen den Steinen anpaßt, welche Einlagen häufig bei Hängedecken von Siemens-Martin-Öfen und anderen Industrieöfen angewendet werden.
Bei der Ofenhängedecke gemäß der Erfindung werden die feuerfesten Steine zweckmäßig von Hängeeisen getragen, die von gekrümmten, in bekannter Weise konzentrisch zur Ofendecke verlaufenden Stangen herabhängen und an diesen Stangen dadurch schwenkbar gelagert sind, daß die Stangen an ihrer oberen Seite zwecks Bildung von Unterstützungspunkten für die Hängeeisen mit Kerben ausgestattet sind.
Es ist auch vorteilhaft, die feuerfesten Steine im ungebrannten Zustand zu verwenden.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Ofenhängedecke gemäß der Erfindung dar. Fig. i und i a zeigen, Seite an Seite aneinandergelegt, die eine Hälfte eines Siemens-Martin-Ofens mit .der Hängedecke im Längsschnitt; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. i ; Fig.3 stellt einen entlang der Trennungslinie zwischen den Fig. i und i a geführten Querschnitt durch den Ofen dar.
Mit i ist der Herdraum des Ofens bezeichnet. Die Ofenbauart ist an beiden Seiten der Mittellinie A-B in Fig. i a die gleiche, wobei jeder Ofenkopf einen Schacht 2 aufweist, der über den Mündungsteil 3 mit dem Herdraum i in Verbindung steht. Jeder Schacht :2 kommuniziert überdies durch einen Kanal q. mit dem in üblicher Weise bei Siemens-Martin-Ofen angewendeten, in der Zeichnung aber nicht dargestellten Gitterwerk der Regenerationskammern. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die über dem Herdraum i des Ofens liegende Decke in Form eines bogenförmig gekrümmten Gewölbes ausgebildet, dessen Enden sich an Widerlagersteinen 53 abstützen. Beide oder mindestens eines der Widerlager, bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel das rechts liegende Widerlager, steht unter der ständigen Wirkung federnder Druckmittel, z. B. einer Druckfeder 5q.. Die Steine 9 des Gewölbes enthaften Chromerz oder/und Magnesia und sind mechanisch unterstützt ;bzw. aufgehängt; dies wird durch Hängeeisen i i bewirkt, die mittels Köpfe, z. B. T-förmiger Köpfe, in unterschnittene Ausnehmungen der äußeren Steinpartien eingreifen. Die Steine und die Hängeeisen verlaufen radial mit Bezug zum Mittelpunkt C, von welchem der Gewölbebogen geschlagen ist. Die Steine sind mittel der Hängeeisen auf bogenförmig gekrümmten Stangen 55 aufgehängt (Fig. i a, 3), die an ihrer Oberseite Kerben aufweisen, um die benachbarten Enden der Hängeeisen i i an ihren Plätzen zu halten und Schwenkbewegungen derselben um diese Unterstützungspunkte zu ermöglichen. DieStangen 55 verlaufen konzentrisch zum Gewölbebogen und werden von der oberen Tragkonstruktion 56 des Ofens durch Haltemittel, z. B. Stangen 57, getragen. Durch die Hängeeisen sind die Gewölbesteine um :die auf den Stangen 55 liegenden Unterstützungspunkte schwenkbar und entgegen d:er Wirkung der federnden Mittel seitenbeweglich gelagert. In der Zeichnung sind nur einige Hängeeisen i i und Stangen 55 dargestellt, doch sind alle Steine jeder zwischen den Widerlagern eingespannten Gewölbebogenreihe in der beschriebenen Weise schwenkbar und seitenbeweglich gelagert. Der geböschte, über der Mündung 3 liegende Deckenteil 58 (Fig. i) kann in gleicher Weise bogenförmig gekrümmt ausgebildet sein und aus Steinen bestehen, die mittels Hängeeisen i i aufgehängt sind; allerdings kann hier wegen der Längsneigung der Decke die Notwendigkeit bestehen, daß die Steine stufenweise angeordnet sind. Über dem Schacht 2 ist jedoch die Ausbildung der Decke die gleiche wie über dem Herdraum.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß bei der Decke des Herdes und den Deckenteilen über den Schächten die Steine so aufgehängt sind, daß ihre unteren Enden eine glatte Innenfläche ergeben. Dies ist insofern von Vorteil, als hierdurch die Tendenz nach Abnutzung der Decke durch die hohen Ofentemperaturen erheblich vermindert wird.
Die zum Aufbau der Ofenhängedecke verwendeten Steine können vorzugsweise aus feuerfestem Material hergestellt sein, das nach seiner Trocknung bei mäßiger Temperatur, also ohne Brennen, verwendungsfähig ist. Damit soll aber nicht gesagt werden, daß nicht auch gebrannte Steine zum Aufbau der Hängedecke verwendet werden können; es soll vielmehr bloß ausgedrückt werden, daß es einen Vorteil darstellt, daß die Steine durch die Ofenhitze allmählich gebrannt werden, so daß der Vorteil des ungebrannten Steines in den jeweils noch nicht gebrannten Steinpartien erhalten bleibt.
Die Zusammensetzung des feuerfesten Materials kann in weiten Grenzen variieren, trotzdem aber einen Stein ergeben, der ohne vorheriges Brennen gebrauchsfähig ist.
Eine geeignete Zusammensetzung eines Chrom-Magnesit-Materials ist die folgende: Chromerz, 3,3 bis 0,59 mm lichte Maschenweite . . . . . . . . . . . . . . . . . 6% GesinterteMagnesia, 0,2i mm lichte ,Maschenweite . . . . . . . . . . . . . . . . . 400/0 Dieser Mischung werden 2% windgesichtetes Kaolin und eine genügende Menge einer Schwefelsäurelösung zugesetzt, um in die bereitete Mischung etwa q.0/0 Feuchtigkeit und i % Schwefelsäure einzubringen.
Eine andere empfehlenswerte Mischung ist die folgende: Chromerz, grobkörnig, 3,3 bis o,59 mm lichte Maschenweite ... 60% Magnesia (Periklas), feinkörnig, 0.2i mm lichte Maschenweite ... q.00/0 gleichfalls mit einem Zusatz von 2 Gewichtsprozent windgesichtetem Kaolin und einer genügenden Menge Schwefelsäurelösung, um etwa i %Schwefelsäure und q.0/0 Feuchtigkeit in die bereitete Mischung einzubringen.
Es können auch andere Zusammensetzungen und Typen feuerfesten Materials Verwendung finden. Nach der Forrnung werden die feuerfesten Steine bei etwa i50° oder einer sonstigen passenden Temperatur getrocknet, und zwar vorzugsweise unter Verhältnissen, die eineKontrolle desFeuchtigkeitsgrades erlauben. Nach dem Trocknen sind die Steine ohne Brennen bei hohen Temperaturen gebrauchsfähig. Es ist notwendig, jegliche Hochtemperaturbehandlung im Brennofen zu vermeiden, da hierdurch allenfalls im Stein eingebettete Metalleinsätze bzw. Metallhalter geschmolzen oder deren Metall so weit oxydiert würde, daß die Festigkeit und Brauchbarkeit leidet.
Die Hängedeckenkonstruktion gemäß der Erfindung ist für alle Hängedecken von metallurgischen und anderen Öfen einschließlich Kupferschmelz-und -raffinationsöfen, Siemens-Martin-Schmelzöfen zur Stahlbereitung, Glühöfen od. dgl. mit Vorteil geeignet. Der in der Zeichnung dargestellte Ofen ist für Ölfeuerung bestimmt; die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auch bei Öfen anwendbar, .die mit Generatorgas oder anderswie geheizt werden. Schließlich ermöglicht die Erfindung, das Gewölbe des Herdraumes i höher zu verlegen als ein übliches Gewölbe, das in Fig. 2 mit der gestrichelten Linie ioo angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Ofenhängedecke, bei der feuerfeste Steine von Hängeeisen in Form eines Gewölbes getragen werden und sowohl die Steine als auch die um ihren Unterstützungspunkt schwenkbaren Hängeeisen im wesentlichen radial zum Krümmungsmittelpunkt des Gewölbebogens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweckmäßig Chromerz oder/und Magnesia enthaltenden Gewöl.besteine durch die Hängeeisen um deren Unterstützungspunkte, die auf gekrümmten, in bekannter Weise konzentrisch zur Ofendecke verlaufenden Tragelementen, vorzugsweise Stangen, liegen, schwenkbar und entgegen der Wirkung federnder, wenigstens im Bereich eines der Widerlager vorgesehener Mittel seitenbeweglich gelagert sind.
2. Ofenhängedecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Stangen an ihrer oberen Seite zwecks Bildung von Unterstützungspunkten für die Hängeeisen mit Kerben ausgestattet sind.
3. Ofenhängedecke nach Anspruch i oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfesten Steine im ungebrannten Zustand verwendet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 7q.7424, 484 169, 5044i5 51758i, 438568 464696 456590 österreichische Patentschrift Nr. i60892; französische Patentschrift Nr. 692391; USA.-Patentschriften Nr. r 738 527, I 571 561, 2187669.