EP0013039B1 - Vorrichtung zur Innenwandauskleidung von Industrieöfen - Google Patents
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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- F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements
- F27D1/0013—Comprising ceramic fibre elements the fibre elements being in the form of a folded blanket or a juxtaposition of folded blankets
Definitions
- the invention relates to a device for lining the inner wall of industrial furnaces with a number of insulating blocks, each of which has a corrugated, possibly needled insulating mat made of high-temperature-resistant material, in particular ceramic fiber material, in the outer fold area of which there are supporting elements which are arranged on the outside of the Fastening means provided for insulating blocks for separate fastening of each insulating block to the furnace wall can be connected.
- the support elements are formed by support profiles embedded in at least two outer ends of the folds, each of which has a web attached to it centrally through a corresponding opening in the insulation mat to the outside of the insulation block and there an opening penetrates in a fastening rail directed transversely to the fibers of the mat and can be connected to the fastening rail by subsequent bending into the plane of the latter.
- the fastening rail itself can be inserted laterally into a C-shaped holding element which can be connected to the furnace wall, a fastening screw or the like being provided through a fastening opening in the C-shaped holding element. can be used for connection to the furnace wall.
- a further opening which can be aligned with the opening in the C-shaped holding element, is also formed in the fastening rail which can be inserted into the C-shaped holding element and which allows access to the fastening means penetrating the opening in the C-shaped holding element, after a corresponding opening has been drilled in the area of the insulating mat opposite these openings.
- a number of fiberboard are connected to each other through all plates penetrating through, at the ends bent at right angles support rods, the support rods by means of this encompassing U-shaped fastening elements attached to a block of refractory material are, in which a central bore is formed, into which, also from the inside of the insulating block, a metallic fastening bolt can be inserted and connected at one end to a metallic furnace wall by means of an arc welding device and then the opposite, threaded end of this fastening bolt with the Block made of refractory material can be connected using a washer.
- This known device accordingly requires access to the interior of the furnace when replacing a single insulation block that has become defective, and accordingly prior stopping and cooling of the entire furnace.
- the object of the invention is to provide a solution by means of which individual insulation blocks which have become defective can be easily removed from the outside without interrupting the operation of the furnace and can be replaced by a new insulation block, and at the same time the individual insulation blocks are inherently stable and easy to handle.
- each insulating block has on its outside a base plate with at least two mutually opposite sides of the webs pointing outwards, such that that adjacent insulating blocks can be connected to one another in a cassette-like manner by means of fastening screws passing through these webs, and that the base plate serves as a connecting element between the supporting elements for the folded insulating mat and the fastening means.
- the furnace wall ie. H. partial removability thereof in such a way that individual insulation blocks which have become defective are accessible from the outside, each insulation block for itself after the loosening of the insulating base blocks of the base plates of adjacent insulation blocks, which are removed to the outside and replaced by a new insulation block, without the furnace being shut down during this work needs to be done, since with the appropriate preparation, the defective and the new insulating block can be removed in a matter of seconds.
- the base plate connecting the supporting elements for the insulating mat and the fastening means for fastening to the furnace wall results in an excellent dimensional stability of each insulating block, both before and during assembly, and above all the fastening webs formed integrally with the base plate Ensure a very safe and exactly regular lining even when fully assembled.
- fastening means are formed by hooks rotatably mounted in the base plate, which can be suspended in holding means provided on the furnace wall, in particular continuous holding rods.
- damping or compensation element made of high-temperature-resistant material between base plate webs of adjacent insulating blocks lying opposite one another.
- damping or compensating elements are simply inserted between the individual insulating blocks and are therefore not securely fixed, while due to the inventive design between the mutually opposed base plate webs of adjacent insulating blocks, secure clamping and additional securing are provided which also ensures the fastening screws penetrating the relevant damping and compensating element in the relevant base plate webs.
- each insulating mat it is advisable to hold each insulating mat together in the folded state with its assembly on the associated base plate to facilitate tapes, such tapes being made of non-heat-resistant material, since these can easily burn off when the oven is in operation after assembly.
- each insulating mat can be made up of several layers, which have a higher temperature resistance towards the inside of the furnace, in order to make production cheaper in this way, since the cost of insulating material naturally increases in accordance with its temperature resistance.
- a corrugated or meandering folded insulating mat 2 is formed from several layers of temperature-resistant, ceramic fiber material, the individual layers facing the furnace interior, i.e. 1 and 2, have higher temperature resistance graded downwards.
- each insulating mat 2 is penetrated by two support rods 3, which are screwed to support straps 4 or fastened in another way, which in turn are connected to a base plate 5, preferably made of sheet steel, which is folded on two opposite sides, towards the outside has directed webs 6, in which fastening openings 7 are formed, which are provided for connecting adjacent insulating blocks by means of fastening bolts passing through these openings.
- outward-facing suspension hooks 9 are rotatably mounted in the base plate 5. As shown in FIG. 2, these suspension hooks 9 are used for hooking or hanging on support rods 10 which are suspended from U-shaped beams 11 of an oven ceiling, with removable grids 12 being arranged between the beams 11.
- a row of insulating blocks 1 is arranged in an aisle between a row of schematically indicated reaction tubes 13 and burners 14 arranged on the other side, with each of the insulating blocks 1 shown in the suspended state shown in FIG. 2 Suspension hook 9 is assigned a locking piece 15 which is inserted between the folding web 6 and the holding rod 10.
- each insulating mat 2 is held together in the folded state to facilitate the assembly of paper tapes 16. that burn away when first started up.
- an entire furnace ceiling is continuously clad with insulating blocks 1a, which correspond to the insulating blocks 1 described above, with the exception that each base plate 5a is provided with raised webs 6a on all four sides, in such a way that a continuous cassette ceiling is formed , in each case adjacent webs 6a are connected to one another by means of fastening screws passing through their fastening openings.
- insulating blocks 1a which correspond to the insulating blocks 1 described above, with the exception that each base plate 5a is provided with raised webs 6a on all four sides, in such a way that a continuous cassette ceiling is formed , in each case adjacent webs 6a are connected to one another by means of fastening screws passing through their fastening openings.
- a square design of the individual insulation blocks they are expediently arranged in a checkerboard manner, ie the fold path of the insulation mats of adjacent insulation blocks is in each case perpendicular to one another directs, as is already known in principle with insulating blocks of the type in question (DE
- insulating blocks of the type described can also be used for lining side walls.
- honeycomb-shaped hexagons with a corresponding six edge webs or other regularly assembled polygonal shapes can be used instead of square outline shapes.
- other hanging elements such as hanging eyes or the like, can be provided on the relevant furnace wall structure.
- the insulating mat could also be fastened to the base plate in a manner other than that described, for example by the known support profiles according to DE-A 2 635 623 and the like, which are inserted into individual outer fold ends of the insulating mat. more.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Innenwandauskleidung von Industrieöfen mit einer Anzahl von Isolierblöcken, von denen jeder eine wellenförmig gefaltete, ggf. vernadelte Isoliermatte aus hochtemperaturfestem Material, insbesondere keramischem Fasermaterial, aufweist, in deren äusserem Faltenbereich Tragelemente angeordnet sind, welche mit auf der Aussenseite des Isolierblocks vorgesehenen Befestigungsmitteln zur gesonderten Befestigung jedes Isolierblocks an der Ofenwandung verbindbar sind.
- Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-A 2 635 623) sind die Tragelemente von in mindestens zwei äussere Faltenenden eingebetteten Tragprofilen gebildet, wobei sich jeweils ein an diesen mittig befestigter Steg durch eine entsprechende Öffnung in der Isoliermatte zur Aussenseite des Isolierblocks erstreckt und dort eine Öffnung in einer quer zu den Fasern der Matte gerichteten Befestigungsschiene durchsetzt und durch anschliessendes Umbiegen in die Ebene der Befestigungsschiene mit dieser verbindbar ist. Die Befestigungsschiene selbst ist seitlich in ein mit der Ofenwandung verbindbares C-förmiges Halteelement einschiebbar, wobei durch eine Befestigungsöffnung in dem C-förmigen Halteelement eine Befestigungsschraube od.dgl. zur Verbindung mit der Ofenwandung einsetzbar ist. Ferner ist auch in der in das C-förmige Halteelement einschiebbaren Befestigungsschiene eine mit der Öffnung in dem C-förmigen Halteelement ausfluchtbare weitere Öffnung ausgebildet, die den Zugang zu den die Öffnung in dem C-förmigen Halteelement durchsetzenden Befestigungsmitteln ermöglicht, nachdem vorher eine entsprechende Öffnung in dem diesen Öffnungen gegenüberliegenden Bereich der Isoliermatte gebohrt worden ist. Aufgrund dieser Ausbildung ist es demnach beim Schadhaftwerden eines einzelnen Isolierblocks erforderlich, den Ofen stillzusetzen und abzukühlen, um dann vom Ofeninnenraum her die Befestigungsschrauben in der zuvor beschriebenen Weise durch die Isoliermatte hindurch lösen zu können, wobei man dann nach dem Entfernen eines lsolierblocks ggf. auch weitere lsolierblöcke durch seitliches Herausschieben der Befestigungsschienen aus den zugeordneten C-förmigen Halteelementen lösen und auswechseln kann.
- Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-A 2 231 658) sind eine Anzahl von Faserplatten jeweils durch alle Platten durchsetzende, an den Enden rechtwinklig abgebogene Tragstangen miteinander verbunden, wobei die Tragstangen mittels diese umgreifender U-förmiger Befestigungselemente an einem Block aus feuerfestem Material befestigt sind, in dem eine zentrische Bohrung ausgebildet ist, in die, ebenfalls von der Innenseite des Isolierblocks her, ein metallischer Befestigungsbolzen einsetzbar und an einem Ende mittels eines Lichtbogenschweissgerätes mit einer metallischen Ofenwandung verbindbar und anschliessend das gegenüberliegende, mit Gewinde versehene Ende dieses Befestigungsbolzen mit dem Block aus feuerfestem Material mittels einer Beilagscheibe verbindbar ist. Auch diese bekannte Vorrichtung erfordert demnach beim Austausch eines einzelnen schadhaft gewordenen Isolierblocks eine Zugänglichkeit vom Ofeninnenraum her und dementsprechend ein vorheriges Stillsetzen und Abkühlen des ganzen Ofens.
- Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mittels welcher einzelne schadhaft gewordene Isolierblöcke ohne Betriebsunterbrechung des Ofens von aussen her leicht ausbaubar und durch einen neuen Isolierblock ersetzbar sind und gleichzeitig die einzelnen Isolierblocks in sich formbeständig und gut handhabbar sind.
- Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zum Ausbau und/oder Ersetzen einzelner Isolierblöcke von aussen jeder Isolierblock an seiner Aussenseite eine Basisplatte mit mindestens zwei aneinander gegenüberliegenden Seiten befindlichen, nach auswärts gerichteten Stegen aufweist, derart, dass benachbarte Isolierblöcke mittels dieser Stege durchsetzender Befestigungsschrauben kassettenartig miteinander verbindbar sind, und dass die Basisplatte als Verbindungselement zwischen den Tragelementen für die gefaltete Isoliermatte und den Befestigungsmitteln dient.
- Aufgrund dieser Ausbildung kann bei entsprechender Gestaltung der Ofenwandung, d. h. teilweiser Entfernbarkeit derselben derart, dass einzelne schadhaft gewordene Isolierblocks von aussen zugänglich sind, jeder Isolierblock für sich nach dem Lösen der die Stege der Basisplatten benachbarter lsolierblocks mitdurchsetzenden Befestigungsschrauben nach aussen herausgenommen und durch einen neuen Isolierblock ersetzt werden, ohne dass bei diesen Arbeiten der Ofen stillgesetzt zu werden braucht, da bei entsprechender Vorbereitung das Herausnehmen des schadhaften und Wiedereinsetzen des neuen Isolierblocks praktisch in wenigen Sekunden erfolgen kann. Hinzu kommt, dass sich durch die die Tragelemente für die Isoliermatte und die Befestigungsmittel zur Befestigung an der Ofenwandung miteinander verbindende Basisplatte insgesamt eine ausgezeichnete Formbeständigkeit eines jeden Isolierblocks, sowohl vor als auch bei der Montage, ergibt und die einstükkig mit der Basisplatte ausgebildeten Befestigungsstege vor allem auch im fertig montierten Zustand eine sehr sichere und exakt regelmässige Auskleidung gewährleisten.
- Eine besonders vorteilhafte Ausbildung ergibt sich dabei, wenn die Befestigungsmittel von in der Basisplatte drehbar gelagerten Haken gebildet sind, die in an der Ofenwandung vorgesehene Haltemittel, insbesondere durchlaufende Haltestangen, einhängbar sind.
- Um hierbei zu verhindern, dass - etwa bei im Ofen auftretenden Verpuffungen - ein unbeabsichtigtes Lösen einzelner Isolierblocks auftritt, empfiehlt es sich, jedem Befestigungshaken ein Arretierungselement zuzuordnen, wobei sich eine besonders einfache Ausführung ergibt, wenn man ein solches Arretierungselement als ein zwischen Haltemittel und benachbartem Basisplattensteg einschiebbares Sperrstück ausbildet, das nach dem Einhängen des zugeordneten Befestigungshakens eingeschoben und vor dem Aushaken wieder entfernt wird.
- Weiterhin kann man als Tragelemente für die gefaltete Isoliermatte mindestens zwei alle Falten derselben durchsetzende, mit der Basisplatte verbindbare Tragstangen verwenden, derart, dass ein sicherer Halt aller Falten der Isoliermatte gewährleistet und insbesondere verhindert ist, dass die Endfalten von den Tragstangen abfallen können, wie dies bei den einfach an den Enden umgebogenen Tragstangen der Isolierblocks gemäss DE-A 2 231 658 vorkommen kann.
- Ferner kann man zwischen gegeneinanderliegenden Basisplatten-Stegen benachbarter Isolierblöcke besonders einfach und sicher jeweils ein an sich bekanntes Dämpfungs- bzw. Ausgleichselement aus hochtemperaturfestem Material anordnen. Bei der bekannten Vorrichtung gemäss DE-A 2 231 658 sind derartige Dämpfungs- bzw. Ausgleichselemente einfach zwischen den einzelnen Isolierblöcken eingesetzt und folglich nicht sicher festgelegt, während aufgrund der erfindungsgemässen Ausbildung zwischen den gegeneinanderliegenden Basisplatten-Stegen benachbarter Isolierblöcke eine sichere Festklemmung und zusätzliche Sicherung durch die auch das betreffende Dämpfungs-und Ausgleichselement durchsetzenden Befestigungsschrauben in den betreffenden Basisplatten-Stegen gewährleistet ist.
- Es empfiehlt sich, jede Isoliermatte im gefalteten Zustand mit deren Montage an der zugeordneten Basisplatte erleichternden Bändern zusammenzuhalten, wobei derartige Bänder aus nichthitzebeständigem Material bestehen können, da diese nach beendeter Montage ohne weiteres beim Ofenbetrieb abbrennen können.
- Schliesslich kann man jede Isoliermatte aus mehreren Lagen bilden, die zum Ofeninneren hin abgestuft höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen, um derart die Herstellung preiswerter zu machen, da naturgemäss die Kosten für Isoliermaterial entsprechend dessen Temperaturbeständigkeit ansteigen.
- Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
- Fig. 1 eine Vorrichtung gemäss der Erfindung mit zwei aneinandergrenzenden Isolierblocks in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2 einen in eine Ofenecke fertig eingesetzten Isolierblock in Seitenansicht und in
- Fig. 3 eine perspektivisch-schematische Darstellung einer Vielzahl von fertig montierten Isolierblocks zur vollständigen Auskleidung einer Ofendecke gemäss der Erfindung.
- Bei den in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen, jeweils insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehenen Isolierblocks ist jeweils eine wellenförmig bzw. mäanderartig gefaltete Isoliermatte 2 aus mehreren Lagen temperaturfesten, keramischen Fasermaterials gebildet, wobei die einzelnen Lagen zum Ofeninneren hin, d.h. gemäss den Fig. 1 und 2, nach unten abgestuft höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen.
- Etwas unterhalb der äusseren Faltenden wird jede Isoliermatte 2 von zwei Tragstangen 3 durchsetzt, die mit Traglaschen 4 verschraubt oder in anderer Weise befestigt sind, welche ihrerseits mit einer vorzugsweise aus Stahlblech gebildeten Basisplatte 5 verbunden sind, welche an zwei einander gegenüberliegenden Seiten abgekantete, nach aussen gerichtete Stege 6 aufweist, in denen Befestigungsöffnungen 7 ausgebildet sind, die zur Verbindung benachbarter Isolierblöcke mittels dieser Öffnungen durchsetzender Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Zwischen benachbarten Isolierblocks 1 ist dabei jeweils ein Dämpfungs- bzw. Ausgleichselement 8 angeordnet, das ebenfalls aus keramischem Fasermaterial besteht, vorzugsweise dem gleichen Fasermaterial wie die innere Lage jeder Isoliermatte 2.
- Ferner sind in der Basisplatte 5 nach aussen gerichtete Aufhängehaken 9 drehbar gelagert. Wie Fig. 2 zeigt, dienen diese Aufhängehaken 9 zum Einhaken bzw. Einhängen an Haltestangen 10, die an U-förmigen Trägern 11 einer Ofendecke abgehängt sind, wobei zwischen den Trägern 11 lösbare Gitterroste 12 angeordnet sind.
- Bei dem in Fig. 2 wiedergegebenen Einbaubeispiel ist jeweils eine Reihe von Isolierblöcken 1 in einer Gasse zwischen einer Reihe von schematisch angedeuteten Reaktionsrohren 13 sowie auf der anderen Seite angeordneten Brennern 14 angeordnet, wobei in dem in Fig. 2 wiedergegebenen eingehängten Zustand der Isolierblöcke 1 jedem Aufhängehaken 9 ein Sperrstück 15 zugeordnet ist, das zwischen Abkantsteg 6 und Haltestange 10 eingesetzt ist.
- Wie Fig. 2 ferner zeigt, ist jede Isoliermatte 2 in gefaltetem Zustand zur Erleichterung der Montage von Papierbändern 16 zusammengehalten. die bei der ersten Inbetriebnahme wegbrennen.
- Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ist eine ganze Ofendecke durchgehend mit Isolierblocks 1a verkleidet, die den vorbeschriebenen Isoiierblocks 1 mit der Ausnahme entsprechen, dass jede Basisplatte 5a an allen vier Seiten mit hoehgekanteten Stegen 6a versehen ist, derart, dass eine zusammenhängende Kassettendecke gebildet ist, wobei jeweils benachbarte Stege 6a mittels deren Befestigungsöffnungen durchsetzender Befestigungsschrauben miteinander verbunden sind. Bei im Grundriss quadratischer Ausbildung der einzelnen Isolierblöcke ordnet man diese zweckmässig schachbrettartig an, d. h. der Faltenverlauf der Isoliermatten benachbarter Isolierblöcke ist jeweils senkrecht zueinander gerichtet, wie dies grundsätzlich bereits bei Isolierblocks der betreffenden Art bekannt ist (DE-A 2 231 658).
- Wie die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, ist es aufgrund der erfindungsgemässen Ausbildung ohne weiteres möglich, nach Lösen der einem schadhaft gewordenen Isolierblock gegenüberliegenden Abdeckplatte 12 der Ofenwandung und nach Lösen der Befestigungsschrauben in den Stegen des betreffenden lsolierblocks und Entfernen der Sperrstücke 15 einen einzelnen Isolierblock zu entfernen und innerhalb weniger Sekunden durch einen neuen lsolierblock zu ersetzen, so dass der Ofenbetrieb ungestört weitergehen kann, worauf dann das Verbinden des betreffenden Isolierblocks mit den benachbarten Isolierblöcken und Wiederanbringen der Sperrstücke in Ruhe erfolgen kann.
- Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele in vielfacher Weise abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So können insbesondere Isolierblöcke der beschriebenen Art auch zur Auskleidung von Seitenwandungen verwendet werden. Ferner können anstelle quadratischer Grundrissformen wabenförmige Sechsecke mit entsprechend sechs Randstegen oder andere regelmässig zusammensetzbare Polygonformen verwendet werden. Anstelle von durchgehenden Haltestangen für das Einhängen der an den Basisplatten befestigten Haken, können andere Aufhängeelemente, wie Einhängeösen od.dgl., an der betreffenden Ofenwandkostruktion vorgesehen sein. Auch könnte die Isoliermatte in anderer als der beschriebenen Weise an der Basisplatte befestigt sein, beispielsweise durch die bekannten, in einzelne äussere Faltenenden der Isoliermatte eingelegte Tragprofile gemäss DE-A 2 635 623 u.dgl. mehr.
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