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EP4348146A1 - Wand für einen ofen, ein feuerfester stein für eine wand für einen ofen, ein ofen, ein befestigungssystem, ein verfahren zur befestigung eines feuerfesten steines in einer nut sowie ein verfahren zum herstellen einer wand für einen ofen - Google Patents

Wand für einen ofen, ein feuerfester stein für eine wand für einen ofen, ein ofen, ein befestigungssystem, ein verfahren zur befestigung eines feuerfesten steines in einer nut sowie ein verfahren zum herstellen einer wand für einen ofen

Info

Publication number
EP4348146A1
EP4348146A1 EP22731191.7A EP22731191A EP4348146A1 EP 4348146 A1 EP4348146 A1 EP 4348146A1 EP 22731191 A EP22731191 A EP 22731191A EP 4348146 A1 EP4348146 A1 EP 4348146A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fastening
wall
groove
section
wedge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22731191.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bojan Zivanovic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Original Assignee
Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG filed Critical Refractory Intellectual Property GmbH and Co KG
Publication of EP4348146A1 publication Critical patent/EP4348146A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/004—Linings or walls comprising means for securing bricks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/04—Casings; Linings; Walls; Roofs characterised by the form, e.g. shape of the bricks or blocks used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/141—Anchors therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings
    • F27D1/145—Assembling elements
    • F27D1/147—Assembling elements for bricks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D2001/0046—Means to facilitate repair or replacement or prevent quick wearing
    • F27D2001/005—Removable part or structure with replaceable elements

Definitions

  • the invention relates to a wall for a furnace, a refractory brick for a wall for a furnace, a furnace, a fastening system, a method for fastening a refractory brick in a groove and a method for manufacturing a wall for a furnace.
  • Furnaces in particular industrial furnaces, have a combustion chamber in which products can be treated at high temperatures.
  • This combustion chamber is regularly enclosed by refractory bricks.
  • the refractory bricks can be attached to a wall element on their cold side, ie their side facing away from the combustion chamber.
  • Such wall elements can in particular be made of metal and have a frame-like enclosure through which the refractory bricks can be held in a position on the wall element.
  • Such wall elements are also known in the form of cooling elements, through which the refractory bricks are cooled.
  • Such wall elements in the form of cooling elements can have lines for conducting cooling water, as a result of which the wall elements can be cooled.
  • a wall system for a furnace which comprises a wall element with refractory bricks attached thereto, is known, for example, from EP 3500812 B1.
  • a central aspect of such a wall for a furnace lies in the secure attachment of the refractory bricks to the wall element. Because if the refractory bricks come loose during furnace operation, components from the combustion chamber, for example hot fuel gases or molten metal, can get directly to the wall element and thereby impair the integrity of the wall.
  • metal anchors or metal rods are regularly used in the prior art, which extend into the l extend into or through refractory bricks to secure the refractory bricks to the wall panel.
  • metal anchors or metal rods in particular can represent a weak point when attaching the refractory bricks to the wall element.
  • the object of the invention is to provide a wall for a furnace which comprises a wall element with refractory bricks attached thereto, the refractory bricks being securely fastened to the wall element.
  • the stones should be particularly safe and easy to attach to the wall element.
  • the invention is also based on the object of making available a furnace which comprises such a wall.
  • the invention is also based on the object of providing a method for producing such a wall.
  • the invention is also based on the object of providing a refractory brick for a wall for a furnace which can be securely and easily fastened to a wall element of the wall.
  • a wall for an oven comprising a wall member comprising a surface and a plurality of grooves running along the surface, spaced from one another and parallel to one another; refractory bricks each comprising a fixing portion disposed in one of the grooves;
  • Fastening elements each being clamped between one of the fastening sections and the groove in which the respective fastening section is arranged; whereby the refractory bricks are fastened non-positively in the groove by clamping at least one of the fastening elements between the fastening section of the respective refractory brick and the groove in which the respective fastening section is arranged.
  • the invention is based in particular on the surprising finding that a refractory brick can be securely and easily fastened to a wall element of a wall for a furnace if the refractory brick is fastened to the wall element via a non-positive connection.
  • a refractory brick can be fastened to a wall element of a furnace via such a non-positive connection is all the more surprising given the fact that refractory bricks in the prior art were regularly fastened to a wall element via a material connection or a positive connection.
  • refractory bricks as explained above, have hitherto been regularly fastened to the wall element either in a form-fitting manner using anchors or rods or in a cohesive manner using hardening masses, for example refractory concrete.
  • refractory bricks attached to the wall element with a non-positive fit have numerous advantages.
  • the refractory bricks can be attached to the wall element particularly safely and easily.
  • the non-positive connection the only thing that needs to be established is the non-positive connection, which means that the blocks are directly attached to the wall element in a defined position in a non-positive manner.
  • a non-positive connection can be released at any time in a particularly simple manner. For this purpose, it is only necessary to apply a force that counteracts the frictional connection, as a result of which the refractory brick can be detached from the wall element again.
  • Such a release of the non-positive connection may be necessary, for example, to change the position of a refractory brick on the wall element or to detach the refractory brick from the wall element, for example in order to detach it from the wall element in the event of damage or wear and replace it with a new refractory to replace stone.
  • a non-positive attachment is referred to quite generally as a non-positive connection, which is also referred to as a non-positive connection or frictional connection.
  • the wall element has a surface and a plurality of grooves, the grooves running along the surface of the wall element at a distance and parallel to one another.
  • the refractory bricks each have a fastening section which can be arranged in one of the grooves.
  • each refractory brick to the wall element is brought about by clamping one attachment element between the attachment section and the groove in such a way that the refractory brick is non-positively attached in the groove and thus to the wall element.
  • a fastening element is clamped or pushed between the fastening section of a refractory brick and the groove, generating a non-positive connection or frictional connection.
  • the wall according to the invention can therefore also be characterized in particular by the fact that it does not include any metallic elements that are guided through the refractory bricks.
  • the wall according to the invention preferably has no metal rods that are passed through the refractory bricks.
  • the fastening elements are preferably fastened to the wall exclusively via a non-positive connection between the fastening section and the groove, as explained above.
  • the fastening elements are preferably not also fastened to the wall, ie, for example, connected to it in a materially or form-fitting manner, ie particularly preferably not welded or screwed to it.
  • This has the advantage, in particular, that the fastening elements can be detached from the wall at any time simply by means of a force counteracting the frictional connection.
  • This has the particular advantage that the position of a refractory brick on the wall element can be changed or variably selected very easily (e.g. in order to select a specific position of the refractory brick with regard to its respective geometry) or the refractory brick can be detached from the wall element (e.g. in order to replacing the refractory brick with a new refractory brick).
  • the fastening sections each have a wedge-shaped section, with at least one of the fastening elements is clamped between the wedge-shaped portion and the groove.
  • the fastening element can be clamped particularly easily between the fastening section of the respective refractory brick and the groove in order to produce a non-positive connection. This is because such a wedge-shaped section allows the fastening section to be slid onto the fastening element until a positive connection or self-locking is established.
  • the wedge-shaped section of the fastening section forms a ramp or run-on surface onto which the fastening element can be slid until a non-positive connection or self-locking is achieved.
  • the wedge-shaped section expediently widens along the longitudinal extension of the groove.
  • This has the advantage, in particular, that the fastening section arranged in the groove can be displaced along the longitudinal extension of the groove in order to be pushed onto the fastening element in order to generate a frictional connection or self-locking.
  • the "longitudinal extent" of the groove is the main direction along which the groove extends, ie the direction along the longitudinal axis of the respective groove.
  • the wedge-shaped section preferably has an angle of inclination to the longitudinal extent of about 5°, i.e. for example an angle of inclination in the range from 2° to 8°, more preferably in the range from 3° to 7° and particularly preferably 5°. With such an angle of inclination, the wedge-shaped section can be pushed onto a fastening element in a particularly simple manner and can at the same time produce a particularly secure non-positive connection.
  • the fastening elements are wedge-shaped.
  • the fastening element and a fastening section can be slid onto one another in order to thereby produce a non-positive connection or self-locking.
  • the wedge-shaped fastening elements expediently widen in each case along the longitudinal extent of the groove.
  • this also has the advantage that the fastening element and the fastening section can be slid onto one another by displacement along the longitudinal extent of the groove in order to produce a non-positive connection or self-locking.
  • Such wedge-shaped fastening elements preferably have an angle of inclination in the range from 2° to 8°.
  • the fastening sections are each designed in the manner of a bung, which can be inserted into one of the grooves.
  • the fastening sections are preferably each designed in such a way that they can be displaced in one of the grooves. This has the advantage, in particular, that they can each be pushed onto a fastening element in order to produce the non-positive connection by displacement in the respective groove--as explained further below.
  • the fastening sections have a wedge-shaped section designed as above and the fastening elements are designed in a wedge-shaped manner as described above.
  • the wedge-shaped section of the fastening sections and the wedge-shaped fastening elements expediently widen in opposite directions along the longitudinal extent of the groove. As can be seen, the wedge-shaped section of a fastening section and the wedge-shaped fastening element can be pushed onto one another in a particularly simple and effective manner, generating a self-locking effect.
  • the fastening elements can be made of any desired material.
  • the fastening elements are preferably made of a material that is not very brittle.
  • the fastening elements are preferably made from a tough material, for example from at least one of the following materials: wood, plastic or metal.
  • a particular advantage of fastening elements made of such a tough material is in particular the plastic deformability, on the basis of which a particularly strong and durable non-positive connection can be produced.
  • the fastening elements are preferably made of at least one of the materials plastic or metal and are particularly preferably made of metal.
  • the fastening elements are designed as a composite material made of plastic and metal. If the fastening element is made of metal, it can be made of steel in particular.
  • the grooves are each formed with an undercut, ie have a recess in relation to the groove opening.
  • Such an undercut has the particular advantage that after the force-locking connection according to the invention has been produced, a positive-locking connection can also be produced. In particular, this has the advantage of additional securing of the refractory bricks on the wall element, as a result of which the refractory bricks can be fastened particularly securely to the wall element.
  • the grooves are each designed as a dovetail groove.
  • the grooves therefore each have a cross-sectional area in the form of a dovetail.
  • the cross-sectional area of the groove is considered herein to be the cross-sectional area of the groove perpendicular to the longitudinal extent of the groove.
  • Such a dovetail-shaped cross-sectional area of a groove is known from structural engineering, in particular in the case of a dovetail bung.
  • refractory bricks can be fastened particularly securely to the wall element if the grooves are each designed as dovetail grooves, because, as explained above, in this case, when the frictional connection according to the invention is produced, a positive connection can also be produced, so that the refractory bricks can be attached particularly securely to the wall element.
  • the refractory bricks can be fastened in the form of a dovetail bung, in which case one fastening section together with a fastening element can form a dovetail bung which is fastened in a non-positive and positive manner in the groove designed as a dovetail groove.
  • the fastening sections can each engage behind the undercut in order to create a positive connection in addition to the non-positive connection, as explained above.
  • the wall element is preferably made of metal, preferably steel or copper.
  • the wall element is particularly preferably designed in one piece.
  • a wall element, in particular made of metal has lines for conducting liquid, in particular water, through the wall element. Such an embodiment is particularly useful if the wall element is designed as a cooling element for cooling the refractory bricks.
  • the grooves are made of metal. Such an embodiment can be evident in particular when the wall element, as explained above, is made of metal.
  • the grooves preferably extend along the entire surface of the wall element, ie over the entire length of the wall element. This has the particular advantage that the refractory bricks can be arranged and fastened to the wall element over its entire length.
  • the grooves are preferably each at the same distance from one another.
  • the grooves are each configured identically, ie in particular also have an identical cross-sectional area.
  • the surface of the wall element along which the grooves run is preferably flat. This enables the refractory bricks to be attached to the wall element in a particularly simple and uniform manner.
  • the refractory bricks form a closed masonry, in particular opposite the combustion chamber.
  • adjacent stones are in particular directly adjacent to one another.
  • penetration of components from the combustion chamber into the masonry for example hot combustion gases or molten metal, can be prevented.
  • This can in particular also be prevented that components from the combustion chamber during furnace operation to the wall element and in particular any metallic components of the wall.
  • the metallic components of a wall have a lower fire resistance than the refractory bricks. Since such contact between components of the combustion chamber and such metallic components of the wall is prevented by the wall according to the invention, the wall according to the invention proves to be particularly durable and corrosion-resistant with respect to components from the combustion chamber.
  • the subject of the invention is also a refractory brick for a wall for a furnace.
  • the refractory bricks of the wall according to the invention can preferably each be designed according to the refractory brick according to the invention, as explained below.
  • the refractory brick for a wall for a furnace comprises a surface and a fixing portion adapted to be fixed in a groove of the wall, protruding from the surface, running along a main direction, and having a wedge-shaped portion extending along the main direction broadened.
  • Fastening section is particularly preferably designed in such a way that it can be fastened with a force fit in a groove of the wall
  • the refractory brick can preferably have a substantially cuboid shape.
  • One of the six side surfaces of such a cuboid block can represent a surface from which the fastening section protrudes.
  • This fastening section can be designed as explained above.
  • the fastening section runs along a main direction, ie along a longitudinal extension.
  • the fastening section preferably runs along a main direction which runs parallel to two opposite side edges of the surface.
  • the fastening section preferably has a wedge-shaped section.
  • This wedge-shaped section preferably widens along the main direction of the fastening section.
  • this has in particular the advantage that such a wedge-shaped fastening section widens when the fastening section is arranged in the straight line along the longitudinal extent of the groove, as a result of which the fastening section can be fastened in the groove particularly easily and securely with a force fit.
  • the wedge-shaped section widens only on one side of the fastening section along the main direction of the fastening section.
  • this also has the advantage that the fastening section can run on its other side along the main direction of the fastening section without changing its width, as a result of which a particularly simple arrangement and fastening of the fastening section in a groove is possible.
  • it may be sufficient in this case, for example, to clamp a fastening element between the fastening element and the groove only on the widening side of the fastening element, as also disclosed in more detail in the following exemplary embodiments.
  • the fastening section can be designed in such a way that, for fastening in a groove, it is aligned with its main direction along the longitudinal extension of the groove. A particularly simple and secure fastening of the block in the groove is thereby possible, since the main direction of the fastening section and the groove are aligned with one another along the same direction.
  • the fastening section is designed in such a way that it engages behind an undercut of a dovetail-shaped groove. As explained above, a particularly secure fastening of the fastening section in the groove is possible as a result of the formation of a dovetail bung.
  • the refractory bricks according to the invention are preferably in the form of refractory ceramic bricks, ie as refractory bricks which consist of a ceramic material.
  • the refractory bricks particularly preferably consist of a sintered ceramic material, in particular a sintered ceramic material based on refractory oxidic materials.
  • the subject matter of the invention is also a fastening system which comprises a refractory brick according to the invention and a fastening element as disclosed herein. includes.
  • a fastening system enables a particularly safe and simple production of a force-fit fastening of the refractory brick in a groove.
  • the fastening section of the refractory brick and the fastening element are designed in such a way that the fastening element can be clamped between the fastening section, in particular the wedge-shaped section of the fastening element, and the groove in such a way that the refractory brick can be fastened in a groove, in particular with a force fit .
  • the fastening element can preferably be arranged on the fastening section or is arranged on this in order to enable fastening in a groove, in particular with a non-positive fit.
  • the fastener is wedge-shaped.
  • the fastening element can preferably be arranged or is arranged on the fastening section in such a way that the wedge-shaped section of the fastening section and the wedge-shaped fastening element widen in opposite directions.
  • the fastening element can be made of any material, but preferably made of metal, as disclosed herein.
  • the invention also relates to a method for fastening a refractory brick in a groove, which comprises the following steps:
  • the refractory brick, fastener and groove may be as disclosed herein. Arranging the fastener between the Fastening section and the groove or the non-positive connection can be carried out as disclosed herein.
  • a “wall” for an oven is not just a side wall of an oven, but all components of an oven that enclose the combustion chamber, ie the side walls, the oven floor or the oven roof.
  • the wall according to the invention particularly preferably forms the furnace roof of a furnace.
  • the subject matter of the invention is also an oven which comprises at least one wall according to the invention.
  • the furnace according to the invention is in particular an industrial furnace.
  • the furnace according to the invention can be in the form of any furnace, ie for example in the form of a kiln, heat treatment furnace, calcination furnace or a metallurgical furnace.
  • the wall according to the invention is intended for a metallurgical furnace or the furnace according to the invention is in the form of a metallurgical furnace.
  • a metallurgical furnace can be designed in particular to accommodate molten metal.
  • the wall element can, as explained above, be present in particular as a coolable wall element, that is to say it can have lines for the passage of cooling liquid.
  • the subject matter of the invention is also a method for producing a wall according to the invention for a stove, which comprises the following steps:
  • a wall panel comprising a surface and a plurality of grooves running along the surface, spaced from one another and parallel to one another;
  • refractory bricks each comprising a mounting portion locatable in one of the grooves
  • the wall, the wall element, the refractory bricks and the fastening elements can be designed as stated above.
  • the respective fastening section of a refractory brick can be arranged in a groove and then the fastening section can be fastened in the groove by clamping at least one of the fastening elements between the fastening section and the groove.
  • the fastening element and the fastening section are pushed onto one another in the groove until a non-positive connection is established.
  • the fastening element and the fastening section can initially be arranged at a distance from one another in the groove and then pushed onto one another until a non-positive connection is established.
  • the fastening section has a wedge-shaped section as described above and/or the fastening element is wedge-shaped as described above
  • the wedge-shaped fastening section and the wedge-shaped fastening element can, for example, be slid onto one another until they are fastened in the groove with self-locking or frictional locking.
  • all refractory bricks of the wall according to the invention can be successively fastened in the grooves until the wall according to the invention is completed.
  • the refractory bricks can, as explained above, preferably be successively fastened to the wall element in such a way that they form a closed masonry.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a wall according to the invention in a perspective view obliquely from above;
  • FIG. 2 shows a wall element of the wall according to FIG. 1 in a perspective view obliquely from above;
  • FIG. 3 shows the wall element according to FIG. 2 in a view from above
  • FIG. 4 shows an enlarged view of area A according to FIG. 3;
  • FIG. 4a shows a detail from an alternative embodiment of a wall element in a view from above
  • FIG. 5 shows a refractory brick of the wall according to FIG. 1 in a perspective view obliquely from above;
  • FIG. 6 shows the stone according to FIG. 5 in a perspective view obliquely from above from a different perspective
  • FIG. 7 shows the block according to FIG. 5 in a front view of a fastening section of the refractory block
  • FIG. 8 shows the stone according to FIG. 5 in a front view from above
  • FIG. 9 shows a fastening element of the wall according to FIG. 1 in a perspective view obliquely from above;
  • FIG. 9a shows an alternative embodiment of a fastening element in a perspective view obliquely from above
  • FIG. 9b shows a further alternative embodiment of a fastening element in a perspective view obliquely from above
  • FIG. 9c shows a further alternative embodiment of a fastening element in a perspective view obliquely from above
  • FIG. 10 shows a section of the wall according to FIG. 1 in a view from above;
  • Figure 10b shows a section of an alternative embodiment of a wall in a
  • FIG. 11 shows a section of the wall according to FIG. 1 in the area of a fastening element in a view from above;
  • FIG. 11b shows a section of an alternative embodiment of a wall in the area of a fastening element in a view from above.
  • the wall in its entirety is identified by the reference number 1 in FIG.
  • the wall 1 comprises a wall element 100, refractory bricks 200 and fastening elements 300, only a few of which can be seen in FIG.
  • the wall element 1 has an essentially tabular shape with a rectangular outer contour. On a flat surface 101 of the wall element 100, which faces the viewer in the view according to Figure 1, a total of eight grooves 102 run at equal intervals and parallel to one another.
  • the wall element 100 is made in one piece from copper.
  • the grooves 102 extend over the entire length of the surface 101, i.e. in the view according to Figure 1 from the lower edge to the opposite upper edge of the wall element 100.
  • each refractory brick 200 is designed as follows:
  • the refractory brick 200 consists of a sintered ceramic material based on the oxides MgO and Al 2 O 3 .
  • the refractory brick 200 has a substantially cuboid shape.
  • One of the six side faces of the refractory brick forms a surface 201 from which an attachment portion 202 projects.
  • the fastening section 202 runs along a main direction, in the illustration according to FIGS. 1, 5, 6 and 7 from top to bottom.
  • the attachment portion 202 extends from one side edge of the surface 201 (the upper side edge in Figures 5, 6 and 7) to the opposite side edge of the surface 201 (the lower side edge in Figures 5, 6 and 7).
  • the fastening section 202 has a wedge-shaped section 203 which widens along the main direction of the fastening section (from top to bottom in the representation according to FIGS. 1, 5 and 6). When the fastening section 202 is arranged in one of the grooves 102, the wedge-shaped section 203 widens accordingly along the longitudinal extent of the groove 102, as explained in more detail below.
  • the wedge-shaped section 203 extends from a first fold edge 204 to a second fold edge 205 of the attachment section 202.
  • the angle of inclination of the wedge-shaped section 203 to the main direction of the attachment section 202 is 5°.
  • the attachment section 202 widens away from the surface 201, so that the attachment section 202 has an overall approximately dovetail-shaped cross-sectional area.
  • the fastening section 202 is designed in the manner of a bung and is dimensioned in such a way that it can be arranged in one of the grooves 102 and can be displaced in the groove 102 along the longitudinal extent of the groove 102 .
  • the fastening element 300 is designed as a composite material made from a plastic plate 301 and a steel block 302 glued onto it.
  • the plastic plate 301 is designed as a tabular plate with a rectangular outer contour.
  • the steel block 302 is glued flush to the outer edges of the plastic plate 301 .
  • the steel block 302 is wedge-shaped with an inclination angle of about 5°. Overall, the fastening element 300 thus has a wedge shape.
  • the refractory bricks 200 are arranged with their respective fastening section 202 in the grooves 102 of the wall 1, the wedge-shaped section 203 of the respective fastening sections 202 being arranged in the respective groove 102 in such a way that it widens along the longitudinal extension of the groove 102.
  • the fastening sections 202 are each arranged in one of the grooves 102 in such a way that the respective wedge-shaped section 203 widens from top to bottom along the longitudinal extent of the respective groove 102.
  • the wedge-shaped fastening elements 300 are each arranged in one of the grooves 102 in such a way that they widen along the longitudinal extent of a groove 102, in the exemplary embodiment according to FIG which widens the wedge-shaped section 203 of the refractory bricks 200.
  • the grooves 102 are each designed as a dovetail groove, that is to say they each have a substantially dovetail-shaped cross-sectional area, as can be seen particularly well in FIG.
  • a fastening element 300 is clamped between the respective fastening section 202 of a refractory brick 200 and the groove 102 in which the respective fastening section 202 is arranged, such that the respective refractory brick 200 is held through it Clamping is non-positively fixed in the respective groove 102.
  • all the refractory bricks 200 of the wall 1 are fastened in a non-positive manner in one of the respective grooves 102 .
  • the refractory bricks 200 are fastened in the grooves 102 particularly securely.
  • the refractory bricks 200 are dimensioned in such a way that they form a closed masonry, as is clearly shown in particular in FIG.
  • this closed masonry the side faces of adjacent refractory bricks 200 lie directly against each other over their entire surface, so that the wall 1 forms a closed masonry opposite the combustion chamber.
  • components in the combustion chamber of the furnace, which is delimited by the wall 1 only come into contact with the refractory bricks 200 of the wall 1, so that the wall 1 represents a highly refractory resistance to components in the combustion chamber.
  • through such a Closed masonry prevents components in the combustion chamber of the furnace from coming into contact with metallic components of the wall 1.
  • the wall 1 shown in the exemplary embodiment serves to delimit a combustion chamber of a metallurgical furnace for receiving molten metal and forms the roof of the furnace.
  • the closed masonry forms a highly refractory resistance to the molten metal.
  • the molten metal does not come into contact with any metallic components of the wall 1 .
  • the wall element 100, the refractory bricks 200 and the fasteners 300 were initially made available.
  • Each refractory brick 200 was then fastened to the wall element 100 as follows: First, a fastening element 300 and the fastening section 202 were arranged in a groove 102 at a distance from one another. The widening direction of the wedge-shaped section 203 and the wedge-shaped fastening element 300 were aligned in opposite directions, so that the wedge-shaped section 203 and the fastening element 300 can be pushed onto one another when pushed onto one another. Subsequently, the refractory brick 200 was slid in the direction of the fastening element 300 so that the fastening section 203 of the refractory brick 200 was slid onto the fastening element 300 .
  • each refractory brick 200 was placed in one of the grooves 102 successively.
  • the refractory bricks 200 were fastened in a groove 102 from top to bottom.
  • FIG. 4a shows an alternative embodiment of a groove 102a.
  • this groove 102a one of the two side walls of the groove 102a has a hump-shaped projection 103.
  • This hump-shaped projection 103 interacts with an alternative embodiment of a fastening element 300a according to FIG. 9a.
  • the fastener 300a corresponds to im Essentially the fastening element 300, but with the difference that the metal block 302a has a groove-like recess 303a in which the hump-like projection 103 rests when the fastening element 300a is clamped between a fastening section 203 and the groove 102a. As a result, the fastening element 300a is additionally secured in position.
  • FIG. 9c shows a further alternative embodiment of a fastening element 300c.
  • Fastening element 300c again essentially has a wedge shape, but with non-wedge-shaped end sections 304c, 305c.
  • FIG. 9b A further, alternative embodiment of a fastening element 300b is shown in FIG. 9b.
  • the fastening element 300b is formed from sheet metal folded in a corrugated manner in a wedge shape.
  • the fastening element 300b is shown in the clamped position between the fastening section 203 and the groove 102 in FIGS. 10b and 11b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wand für einen Ofen, ein feuerfester Stein für eine Wand für einen Ofen, ein Ofen, ein Befestigungssystem, ein Verfahren zur Befestigung eines feuerfesten Steines in einer Nut sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Wand für einen Ofen.

Description

Wand für einen Ofen, ein feuerfester Stein für eine Wand für einen Ofen, ein Ofen, ein Befestigungssystem, ein Verfahren zur Befestigung eines feuerfesten Steines in einer Nut sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Wand für einen Ofen
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Wand für einen Ofen, ein feuerfester Stein für eine Wand für einen Ofen, ein Ofen, ein Befestigungssystem, ein Verfahren zur Befestigung eines feuerfesten Steines in einer Nut sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Wand für einen Ofen.
Öfen, insbesondere Industrieöfen, weisen einen Brennraum auf, in dem Produkte bei hohen Temperaturen behandelbar sind. Dieser Brennraum ist regelmäßig von feuerfesten Steinen umschlossen. Die feuerfesten Steine können auf ihrer Kaltseite, also ihrer dem Brennraum abgewandten Seite, an einem Wandelement befestigt sein. Solche Wandelemente können insbesondere aus Metall gefertigt sein und eine rahmenartige Umfassung aufweisen, durch die die feuerfesten Steine in einer Position am Wandelement gehalten werden können. Solche Wandelemente sind auch in Form von Kühlelementen bekannt, durch die die feuerfesten Steine gekühlt werden. Solche Wandelemente in Form von Kühlelementen können Leitungen zum Leiten von Kühlwasser aufweisen, wodurch die Wandelemente kühlbar sind. Ein Wandsystem für einen Ofen, welches ein Wandelement mit daran befestigten feuerfesten Steinen umfasst, ist beispielsweise aus EP 3500812 B1 bekannt.
Ein zentraler Aspekt einer solchen Wand für einen Ofen liegt in der sicheren Befestigung der feuerfesten Steine an dem Wandelement. Denn bei einem Lösen der feuerfesten Steine während des Ofenbetriebes, können Bestandteile aus dem Brennraum, beispielsweise heiße Brenngase oder Metallschmelze, unmittelbar an das Wandelement gelangen und hierdurch die Integrität der Wand beeinträchtigen.
Zur sicheren Befestigung der feuerfesten Steine an dem Wandelement werden im Stand der Technik regelmäßig metallische Anker oder metallische Stangen verwendet, die sich in die l feuerfesten Steine hinein oder durch diese hindurch erstrecken, um die feuerfesten Steine an dem Wandelement zu befestigen.
Durch umfangreiche Versuche hat der Erfinder der vorliegenden Anmeldung herausgefunden, dass insbesondere solch metallische Anker oder metallische Stangen einen Schwachpunkt bei der Befestigung der feuerfesten Steine am Wandelement darstellen können.
Ferner ist die Befestigung feuerfester Steine an einem Wandelement mittels solch metallischer Anker oder Stangen häufig kompliziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wand für einen Ofen zur Verfügung zu stellen, die ein Wandelement mit daran befestigten feuerfesten Steinen umfasst, wobei die feuerfesten Steine sicher am Wandelement befestigt sind. Insbesondere sollen die Steine besonders sicher und einfach am Wandelement befestigbar sein.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen Ofen, der eine solche Wand umfasst, zur Verfügung zu stellen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Wand zur Verfügung zu stellen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen feuerfesten Stein für eine Wand für einen Ofen zur Verfügung zu stellen, der sicher und einfach an einem Wandelement der Wand befestigbar ist.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgaben wird zunächst zur Verfügung gestellt eine Wand für einen Ofen, umfassend ein Wandelement, umfassend eine Oberfläche und mehrere Nuten, die entlang der Oberfläche, mit Abstand zueinander und parallel zueinander verlaufen; feuerfeste Steine, jeweils umfassend einen Befestigungsabschnitt, der in einer der Nuten angeordnet ist;
Befestigungselemente, die jeweils zwischen einen der Befestigungsabschnitte und die Nut, in der der jeweilige Befestigungsabschnitt angeordnet ist, geklemmt sind; wobei die feuerfesten Steine jeweils durch Klemmung wenigstens eines der Befestigungselemente zwischen den Befestigungsabschnitt des jeweiligen feuerfesten Steines und die Nut, in der der jeweilige Befestigungsabschnitt angeordnet ist, kraftschlüssig in der Nut befestigt sind.
Die Erfindung beruht insbesondere auf der überraschenden Erkenntnis, dass ein feuerfester Stein sicher und einfach an einem Wandelement einer Wand für einen Ofen befestigbar ist, wenn der feuerfeste Stein über eine kraftschlüssige Verbindung an dem Wandelement befestigt ist. Dass ein feuerfester Stein über eine solch kraftschlüssige Verbindung an einem Wandelement eines Ofens befestigbar ist, ist umso überraschender vor dem Hintergrund des Umstandes, dass feuerfeste Steine im Stand der Technik regelmäßig über eine stoffschlüssige Verbindung oder eine formschlüssige Verbindung an einem Wandelement befestigt wurden. So wurden feuerfeste Steine, wie zuvor ausgeführt, bislang regelmäßig entweder formschlüssig über Anker oder Stangen oder stoffschlüssig mittels erhärtender Massen, beispielsweise feuerfeste Betone, am Wandelement befestigt.
Kraftschlüssig am Wandelement befestigte feuerfeste Steine haben jedoch zahlreiche Vorteile. So können die feuerfesten Steine zum einen besonders sicher und einfach am Wandelement befestigt werden. Für eine kraftschlüssige Verbindung ist allein der Kraftschluss herzustellen, wodurch die Steine unmittelbar in einer definierten Position kraftschlüssig am Wandelement befestigt sind. Ferner ist jedoch auch vorteilhaft, dass eine kraftschlüssige Verbindung jederzeit wieder besonders einfach gelöst werden kann. Hierzu ist allein eine dem Kraftschluss entgegenwirkende Kraft aufzubringen, wodurch der feuerfeste Stein wieder vom Wandelement gelöst werden kann. Eine solche Lösung der kraftschlüssigen Verbindung kann beispielsweise notwendig sein, um eine Position eines feuerfesten Steines am Wandelement zu ändern oder den feuerfesten Stein auch vom Wandelement zu lösen, beispielsweise um diesen im Falle einer Beschädigung oder eines Verschleißes vom Wandelement zu lösen und durch einen neuen feuerfesten Stein zu ersetzen.
Unter einer kraftschlüssigen Befestigung wird erfindungsgemäß ganz allgemein eine kraftschlüssige Verbindung bezeichnet, die auch als Kraftschluss beziehungsweise Reibschluss bezeichnet wird. Um die feuerfesten Steine erfindungsgemäß kraftschlüssig am Wandelement befestigen zu können, weist das Wandelement eine Oberfläche und mehrere Nuten auf, wobei die Nuten entlang der Oberfläche des Wandelementes mit Abstand und parallel zueinander verlaufen. Ferner weisen die feuerfesten Steine jeweils einen Befestigungsabschnitt auf, der in jeweils einer der Nuten anordenbar ist. Die kraftschlüssige Befestigung eines jeden feuerfesten Steines am Wandelement wird nun jeweils dadurch herbeigeführt, dass jeweils ein Befestigungselement derart zwischen den Befestigungsabschnitt und die Nut geklemmt ist, dass der feuerfeste Stein jeweils kraftschlüssig in der Nut und damit am Wandelement befestigt ist. Ein Befestigungselement ist erfindungsgemäß insoweit unter Erzeugung eines Kraftschlusses beziehungsweise Reibschlusses zwischen den Befestigungsabschnitt eines feuerfesten Steines und die Nut geklemmt beziehungsweise gedrängt.
Auf Grund dieser kraftschlüssigen Verbindung der feuerfesten Steine an dem Wandelement entfällt die Notwendigkeit, die feuerfesten Steine mittels durch die Steine geführter metallischer Elemente an dem Wandelement zu befestigen. Die erfindungsgemäße Wand kann sich daher auch insbesondere dadurch auszeichnen, dass diese keine metallischen Elemente umfasst, die durch die feuerfesten Steine geführt sind. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Wand bevorzugt keine metallischen Stangen auf, die durch die feuerfesten Steine geführt sind.
Bevorzugt sind die Befestigungselemente ausschließlich über einen wie vorstehend ausgeführten Kraftschluss zwischen Befestigungsabschnitt und Nut an der Wand befestigt. Insoweit sind die Befestigungselemente bevorzugt nicht darüber hinaus an der Wand befestigt, also beispielsweise Stoff- oder formschlüssig mit dieser verbunden, also insbesondere bevorzugt nicht mit dieser verschweißt oder verschraubt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Befestigungselemente jederzeit wieder allein durch eine dem Kraftschluss entgegenwirkende Kraft von der Wand lösbar sind. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Position eines feuerfesten Steines am Wandelement sehr einfach geändert beziehungsweise variabel gewählt werden kann (beispielsweise um eine bestimmte Position des feuerfesten Steins hinsichtlich seiner jeweiligen Geometrie zu wählen) oder der feuerfeste Stein vom Wandelement gelöst werden kann (beispielsweise um den feuerfesten Stein durch einen neuen feuerfesten Stein zu ersetzen).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Befestigungsabschnitte jeweils einen keilförmigen Abschnitt auf, wobei jeweils wenigstens eines der Befestigungselemente zwischen den keilförmigen Abschnitt und die Nut geklemmt ist. Bei einer solchen Ausführungsform ist das Befestigungselement besonders einfach zwischen den Befestigungsabschnitt des jeweiligen feuerfesten Steines und die Nut klemmbar, um eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen. Denn ein solch keilförmiger Abschnitt erlaubt es, den Befestigungsabschnitt auf das Befestigungselement aufzuschieben, bis ein Kraftschluss beziehungsweise eine Selbsthemmung hergestellt ist. Der keilförmige Abschnitt des Befestigungsabschnittes bildet insoweit eine Rampe beziehungsweise Auflauffläche, auf die das Befestigungselement aufschiebbar ist, bis ein Kraftschluss beziehungsweise eine Selbsthemmung erreicht ist. Zweckmäßig verbreitert sich der keilförmige Abschnitt entlang der Längserstreckung der Nut. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der in der Nut angeordnete Befestigungsabschnitt entlang der Längserstreckung der Nut verschiebbar ist, um zur Erzeugung eines Kraftschlusses beziehungsweise einer Selbsthemmung auf das Befestigungselement aufgeschoben zu werden. Die „Längserstreckung“ der Nut ist die Hauptrichtung, entlang derer sich die Nut erstreckt, also die Richtung entlang der Längsachse der jeweiligen Nut. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass der keilförmige Abschnitt bevorzugt einen Neigungswinkel zur Längserstreckung von etwa 5° aufweist, also beispielsweise einen Neigungswinkel im Bereich von 2° bis 8°, bevorzugter im Bereich von 3° bis 7° und besonders bevorzugt von 5° aufweist. Bei einem solchen Neigungswinkel ist der keilförmige Abschnitt besonders einfach auf ein Befestigungselement aufschiebbar und kann gleichzeitig eine besonders sichere kraftschlüssige Verbindung erzeugen.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Befestigungselemente keilförmig ausgebildet. Bei einem solch keilförmig ausgebildeten Befestigungselement können das Befestigungselement und ein Befestigungsabschnitt aufeinander aufgeschoben werden, um hierdurch einen Kraftschluss beziehungsweise eine Selbsthemmung zu erzeugen. Zweckmäßig verbreitern sich die keilförmigen Befestigungselemente jeweils entlang der Längserstreckung der Nut. Dies hat insbesondere auch den Vorteil, dass das Befestigungselement und der Befestigungsabschnitt durch Verschiebung entlang der Längserstreckung der Nut zur Erzeugung eines Kraftschlusses beziehungsweise einer Selbsthemmung aufeinander aufschiebbar sind.
Bevorzugt weisen solch keilförmig ausgebildete Befestigungselemente einen Neigungswinkel im Bereich von 2° bis 8° auf. Die Befestigungsabschnitte sind nach einer bevorzugten Ausführungsform jeweils nach Art einer Spundung ausgebildet sein, die jeweils in eine der Nuten einführbar ist. Bevorzugt sind die Befestigungsabschnitte ferner jeweils derart ausgebildet, dass sie in einer der Nuten verschiebbar sind. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass sie zur Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung durch Verschiebung in der jeweiligen Nut - wie nachfolgend weiter ausgeführt - jeweils auf ein Befestigungselement aufschiebbar sind.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Befestigungsabschnitte einen wie vorstehend ausgebildeten keilförmigen Abschnitt auf und sind die Befestigungselemente wie vorstehend keilförmig ausgebildet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass besonders einfach eine sichere kraftschlüssige Verbindung der Befestigungselemente in der Nut erzeugbar ist. Zweckmäßig verbreitern sich dabei jeweils der keilförmige Abschnitt der Befestigungsabschnitte und die keilförmigen Befestigungselemente in entgegengesetzte Richtungen entlang der Längserstreckung der Nut. Ersichtlich können dabei jeweils der keilförmige Abschnitt eines Befestigungsabschnittes und das keilförmige Befestigungselement besonders einfach und effektiv unter Erzeugung einer Selbsthemmung aufeinander aufgeschoben werden.
Die Befestigungselemente können grundsätzlich aus einem beliebigen Material ausgebildet sein. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass die Befestigungselemente bevorzugt aus einem Material geringer Sprödigkeit ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Befestigungselemente aus einem zähen Werkstoff ausgebildet, beispielsweise aus wenigstens einem der folgenden Werkstoffe: Holz, Kunststoff oder Metall. Ein besonderer Vorteil von Befestigungselementen aus einem solch zähen Werkstoff liegt insbesondere in der plastischen Verformbarkeit, auf Grund derer eine besonders feste und dauerhafte kraftschlüssige Verbindung erzeugbar ist. Bevorzugt sind die Befestigungselemente aus wenigstens einem der Werkstoffe Kunststoff oder Metall ausgebildet und ganz besonders bevorzugt aus Metall. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass insbesondere durch Befestigungselemente aus wenigstens einem der Werkstoffe Kunststoff oder Metall besonders einfach eine sichere und kraftschlüssige Befestigung der feuerfesten Steine herstellbar ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Befestigungselemente als Kompositwerkstoff aus Kunststoff und Metall ausgebildet. Soweit das Befestigungselement aus Metall besteht, kann diese insbesondere aus Stahl bestehen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nuten jeweils mit Hinterschnitt ausgebildet, weisen also in Bezug auf die Nutöffnung einen Rücksprung auf. Ein solcher Hinterschnitt hat insbesondere den Vorteil, dass nach Herstellung der erfindungsgemäßen kraftschlüssigen Verbindung zusätzlich eine formschlüssige Verbindung herstellbar ist. Dies hat insbesondere den Vorteil einer zusätzlichen Sicherung der feuerfesten Steine am Wandelement, wodurch die feuerfesten Steine besonders sicher am Wandelement befestigbar sind.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Nuten jeweils als Schwalbenschwanznut ausgebildet. Die Nuten weisen jeweils also eine Querschnittsfläche in Form eines Schwalbenschwanzes auf. Als Querschnittsfläche der Nut wird hierin die Querschnittsfläche der Nut senkrecht zur Längserstreckung der Nut betrachtet. Eine solch schwalbenschwanzförmige Querschnittsfläche einer Nut ist insbesondere bei einer Schwalbenschwanzspundung aus der Gefügetechnik bekannt.
Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass feuerfeste Steine besonders sicher am Wandelement befestigbar sind, wenn die Nuten jeweils als Schwalbenschwanznuten ausgebildet sind, denn, wie zuvor ausgeführt, kann in diesem Fall bei Herstellung der erfindungsgemäßen kraftschlüssigen Verbindung zusätzlich eine formschlüssige Verbindung hergestellt sein, so dass die feuerfesten Steine besonders sicher am Wandelement befestigbar sind.
Nach einer Fortbildung des Erfindungsgedankens kann die Befestigung der feuerfesten Steine in diesem Fall in Form einer Schwalbenschwanzspundung vorliegen, wobei jeweils ein Befestigungsabschnitt gemeinsam mit einem Befestigungselement einen Schwalbenschwanzspund bilden kann, der kraft- und formschlüssig in der als Schwalbenschwanznut ausgebildeten Nut befestigt ist.
Soweit die Nuten mit Hinterschnitt ausgebildet sind, insbesondere in Form einer Schwalbenschwanznut, können die Befestigungsabschnitte den Hinterschnitt jeweils hintergreifen, um hierdurch, wie vorstehend ausgeführt, über die kraftschlüssige Verbindung hinaus zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zu erzeugen.
Bevorzugt ist das Wandelement aus Metall ausgebildet, bevorzugt aus Stahl oder Kupfer. Besonders bevorzugt ist das Wandelement einstückig ausgebildet. Nach einer Ausführungsform weist ein, insbesondere aus Metall ausgebildetes Wandelement, Leitungen zur Durchleitung von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durch das Wandelement auf. Eine solche Ausführungsform bietet sich insbesondere an, soweit das Wandelement als Kühlelement zur Kühlung der feuerfesten Steine ausgebildet ist.
Nach einer Ausführungsform sind die Nuten aus Metall ausgebildet. Eine solche Ausführungsform kann ersichtlich insbesondere dann vorliegen, wenn das Wandelement, wie vorstehend ausgeführt, aus Metall ausgebildet ist.
Bevorzugt erstrecken sich die Nuten entlang der gesamten Oberfläche des Wandelementes, also über die gesamte Länge des Wandelementes hinweg. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die feuerfesten Steine über die gesamte Länge des Wandelementes hinweg an diesem angeordnet und befestigt werden können.
Bevorzugt weisen die Nuten jeweils den gleichen Abstand zueinander auf.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Nuten jeweils identisch ausgebildet sind, also insbesondere auch eine identische Querschnittsfläche aufweisen.
Ein solch gleichmäßiger Abstand und eine solch identische Ausbildung der Nuten haben insbesondere den Vorteil, dass sämtliche feuerfeste Steine die gleichen Dimensionen aufweisen können, um an dem Wandelement befestigt zu werden.
Bevorzugt ist die Oberfläche des Wandelementes, entlang derer die Nuten verlaufen, eben ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und gleichmäßige Befestigung der feuerfesten Steine an dem Wandelement.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform bilden die feuerfesten Steine ein geschlossenes Mauerwerk, insbesondere gegenüber dem Brennraum. Bei einem solch geschlossenen Mauerwerk liegen benachbarte Steine insbesondere unmittelbar aneinander an. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein Eindringen von Komponenten aus dem Brennraum in das Mauerwerk, also beispielsweise von heißen Brenngasen oder Metallschmelze, verhindert werden kann. Hierdurch kann insbesondere auch verhindert werden, dass Komponenten aus dem Brennraum beim Ofenbetrieb bis an das Wandelement und insbesondere etwaige metallische Komponenten der Wand gelangen. Denn bekanntermaßen weisen die metallischen Komponenten einer Wand eine geringere Feuerfestigkeit auf als die feuerfesten Steine. Indem durch die erfindungsgemäße Wand ein solcher Kontakt zwischen Komponenten des Brennraumes mit solch metallischen Komponenten der Wand verhindert ist, erweist sich die erfindungsgemäße Wand als besonders dauerhaft und korrosionsfest gegenüber Komponenten aus dem Brennraum.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein feuerfester Stein für eine Wand für einen Ofen. Bevorzugt können die feuerfesten Steine der erfindungsgemäßen Wand jeweils gemäß dem erfindungsgemäßen feuerfesten Stein, wie nachfolgend ausgeführt, ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß umfasst der feuerfeste Stein für eine Wand für einen Ofen eine Oberfläche und einen Befestigungsabschnitt, der ausgebildet ist, in einer Nut der Wand befestigt zu werden, von der Oberfläche hervorsteht, entlang einer Hauptrichtung verläuft, und einen keilförmigen Abschnitt aufweist, der sich entlang der Hauptrichtung verbreitert.
Besonders bevorzugt ist Befestigungsabschnitt, wie hierin offenbart, derart ausgebildet, kraftschlüssig in einer Nut der Wand befestigt zu werden
Der besondere Vorteil eines solchen feuerfesten Steines liegt insbesondere darin, dass dieser besonders einfach und sicher in einer Nut, insbesondere in einer Nut eines Wandelementes eines erfindungsgemäßen Ofens, befestigbar ist.
Der feuerfeste Stein kann bevorzugt eine im Wesentlichen quaderförmige Form aufweisen. Eine der sechs Seitenflächen eines solch quaderförmigen Steines kann eine Oberfläche darstellen, von der der Befestigungsabschnitt hervorsteht. Dieser Befestigungsabschnitt kann wie vorstehend ausgeführt ausgebildet sein.
Der Befestigungsabschnitt verläuft entlang einer Hauptrichtung, also entlang einer Längserstreckung. Bevorzugt verläuft der Befestigungsabschnitt entlang einer Hauptrichtung, die parallel zu zwei gegenüberliegenden Seitenkanten der Oberfläche verläuft.
Wie oben ausgeführt, weist der Befestigungsabschnitt bevorzugt einen keilförmigen Abschnitt auf. Bevorzugt verbreitert sich dieser keilförmige Abschnitt entlang der Hauptrichtung des Befestigungsabschnittes. Dies hat, wie oben ausgeführt, insbesondere den Vorteil, dass sich ein solch keilförmig ausgebildeter Befestigungsabschnitt bei Anordnung des Befestigungsabschnittes in der Nur entlang der Längserstreckung der Nut verbreitert, wodurch der Befestigungsabschnitt besonders einfach und sicher unter Kraftschluss in der Nut befestigbar ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich der keilförmige Abschnitt nur auf einer Seite des Befestigungsabschnittes entlang der Hauptrichtung des Befestigungsabschnittes verbreitert. Dies hat insbesondere auch den Vorteil, dass der Befestigungsabschnitt auf seiner anderen Seite ohne Änderung seiner Breite entlang der Hauptrichtung des Befestigungsabschnittes verlaufen kann, wodurch eine besonders einfache Anordnung und Befestigung des Befestigungsabschnittes in einer Nut möglich ist. Insbesondere kann es zur Befestigung des Befestigungsabschnittes in einer Nut in diesem Fall beispielsweise ausreichend sein, ein Befestigungselement nur auf der sich verbreiternden Seite des Befestigungselementes zwischen das Befestigungselement und die Nut zu klemmen, wie auch in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher offenbart.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Befestigungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass er zur Befestigung in einer Nut mit seiner Hauptrichtung entlang der Längserstreckung der Nut ausgerichtet ist. Hierdurch ist eine besonders einfache und sichere Befestigung des Steines in der Nut möglich, da die Hauptrichtung des Befestigungsabschnittes und der Nut miteinander entlang der gleichen Richtung fluchten.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt derart gestaltet ist, einen Hinterschnitt einer schwalbenschwanzförmigen Nut zu hintergreifen. Hierdurch ist, wie oben ausgeführt, eine besonders sichere Befestigung des Befestigungsabschnittes in der Nut durch die Ausbildung einer Schwalbenschwanzspundung möglich.
Die erfindungsgemäßen feuerfesten Steine liegen bevorzugt in Form feuerfester keramischer Steine vor, also als feuerfeste Steine, die aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Besonders bevorzugt bestehen die feuerfesten Steine aus einem gesinterten keramischen Werkstoff, insbesondere einem gesinterten keramischen Werkstoff auf Basis feuerfester oxidischer Werkstoffe.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Befestigungssystem, welches einen erfindungsgemäßen feuerfesten Stein sowie ein Befestigungselement, wie hierin offenbart, umfasst. Wie hierin offenbart, ermöglicht ein solches Befestigungssystem eine besonders sichere und einfache Herstellung einer kraftschlüssigen Befestigung des feuerfesten Steins in einer Nut.
Wie hierin offenbart, sind der Befestigungsabschnitt des feuerfesten Steines und das Befestigungselement derart ausgebildet, dass das Befestigungselement derart zwischen den Befestigungsabschnitt, insbesondere den keilförmigen Abschnitt des Befestigungselementes, und die Nut klemmbar ist, dass der feuerfeste Stein, insbesondere kraftschlüssig, in einer Nut befestigbar ist. Insoweit ist das Befestigungselement bevorzugt am Befestigungsabschnitt anordenbar beziehungsweise ist an diesem angeordnet, um hierdurch eine, insbesondere kraftschlüssige, Befestigung in einer Nut zu ermöglichen.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungselement, wie hierin offenbart, keilförmig ausgebildet. Zweckmäßig ist das Befestigungselement dabei bevorzugt derart am Befestigungsabschnitt anordenbar beziehungsweise ist an diesem angeordnet, dass sich der keilförmige Abschnitt des Befestigungsabschnittes und das keilförmigen Befestigungselemente in entgegengesetzte Richtungen verbreitern.
Das Befestigungselement kann grundsätzlich aus einem beliebigen Material, bevorzugt jedoch aus Metall, wie hierin offenbart, ausgebildet sein.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Befestigung eines feuerfesten Steines in einer Nut, welches die folgenden Schritte umfasst:
Zurverfügungstellung einer Nut;
Zurverfügungstellung eines feuerfesten Steines, umfassend einen Befestigungsabschnitt, der in der Nut anordenbar ist;
Zurverfügungstellung eines Befestigungselementes, das zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Nut, in der der Befestigungsabschnitt anordenbar ist, klemmbar ist;
Anordnen des Befestigungsabschnittes in der Nut; kraftschlüssiges Befestigen des feuerfesten Steines in der Nut durch Klemmen des Befestigungselementes zwischen den Befestigungsabschnitt und die Nut.
Der feuerfeste Stein, das Befestigungselement und die Nut können wie hierin offenbart ausgebildet sein. Das Anordnen des Befestigungselementes zwischen den Befestigungsabschnitt und die Nut beziehungsweise das kraftschlüssige Verbinden können wie hierin offenbart durchgeführt werden.
Als „Wand“ für einen Ofen wird erfindungsgemäß nicht nur eine Seitenwand eines Ofens verstanden, sondern sämtliche Bestandteile eines Ofens, die den Brennraum umschließen, also die Seitenwände, der Ofenboden oder die Ofendecke. Besonders bevorzugt bildet die erfindungsgemäße Wand die Ofendecke eines Ofens.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Ofen, welcher wenigstens eine erfindungsgemäße Wand umfasst. Der erfindungsgemäße Ofen ist insbesondere ein Industrieofen.
Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Ofen in Form eines beliebigen Ofens vorliegen, also beispielsweise in Form eines Brennofens, Wärmebehandlungsofens, Kalzinierofens oder eines metallurgischen Ofens. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Wand für einen metallurgischen Ofen bestimmt beziehungsweise liegt der erfindungsgemäße Ofen in Form eines metallurgischen Ofens vor. Ein solch metallurgischer Ofen kann insbesondere zur Aufnahme einer Metallschmelze ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Wandelement, wie oben ausgeführt, insbesondere als kühlbares Wandelement vorliegen, also Leitungen zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Wand für einen Ofen, welches die folgenden Schritte umfasst:
Zurverfügungstellung eines Wandelementes, umfassend eine Oberfläche und mehrere Nuten, die entlang der Oberfläche, mit Abstand zueinander und parallel zueinander verlaufen;
Zurverfügungstellung von feuerfesten Steinen, jeweils umfassend einen Befestigungsabschnitt, der in einer der Nuten anordenbar ist;
Zurverfügungstellung von Befestigungselementen, die jeweils zwischen einen der Befestigungsabschnitte und die Nut, in der der jeweilige Befestigungsabschnitt anordenbar ist, klemmbar sind;
Anordnen der jeweiligen Befestigungsabschnitte in jeweils einer der Nuten; kraftschlüssiges Befestigen der feuerfesten Steine in den Nuten durch jeweiliges Klemmen wenigstens eines der Befestigungselemente zwischen den Befestigungsabschnitt des jeweiligen feuerfesten Steines und die Nut, in der der jeweilige Befestigungsabschnitt angeordnet ist. Die Wand, das Wandelement, die feuerfesten Steine und die Befestigungselemente können wie vorstehend ausgeführt ausgebildet sein.
Wie oben ausgeführt, kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der jeweilige Befestigungsabschnitt eines feuerfesten Steines in einer Nut angeordnet werden und anschließend der Befestigungsabschnitt mittels Klemmen wenigstens eines der Befestigungselemente zwischen den Befestigungsabschnitt und die Nut kraftschlüssig in der Nut befestigt werden. Besonders bevorzugt werden, wie oben ausgeführt, zum Klemmen beziehungsweise zur Herstellung der kraftschlüssigen Befestigung das Befestigungselement und der Befestigungsabschnitt in der Nut aufeinander aufgeschoben, bis eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt ist. Hierzu können beispielsweise das Befestigungselement und der Befestigungsabschnitt zunächst mit Abstand zueinander in der Nut angeordnet und anschließend auf einander aufgeschoben werden, bis eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt ist. Soweit der Befestigungsabschnitt einen wie oben ausgeführten keilförmigen Abschnitt aufweist und/oder das Befestigungselement, wie oben ausgeführt, keilförmig ausgebildet ist, können beispielsweise der keilförmige Befestigungsabschnitt und das keilförmige Befestigungselement aufeinander aufgeschoben werden, bis diese unter Selbsthemmung beziehungsweise Kraftschluss in der Nut befestigt sind.
Dabei können sukzessive sämtliche feuerfesten Steine der erfindungsgemäßen Wand entsprechend in den Nuten befestigt werden, bis die erfindungsgemäße Wand fertiggestellt ist. Dabei können die feuerfesten Steine, wie zuvor ausgeführt, bevorzugt sukzessive derart am Wandelement befestigt werden, bis diese ein geschlossenes Mauerwerk bilden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der zugehörigen Figurenbeschreibung.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können, einzeln oder in Kombination, beliebig miteinander kombiniert sein.
Anhand der nachfolgenden Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wand in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
Figur 2 ein Wandelement der Wand gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
Figur 3 das Wandelement gemäß Figur 2 in einer Ansicht von oben;
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A gemäß Figur 3;
Figur 4a einen Ausschnitt aus einer alternativen Ausführungsform eines Wandelementes in einer Ansicht von oben;
Figur 5 einen feuerfesten Stein der Wand gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
Figur 6 den Stein gemäß Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben aus einer anderen Perspektive;
Figur 7 den Stein gemäß Figur 5 in einer Frontalansicht auf einen Befestigungsabschnitt des feuerfesten Steins;
Figur 8 den Stein gemäß Figur 5 in einer Frontalansicht von oben;
Figur 9 ein Befestigungselement der Wand gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
Figur 9a eine alternative Ausführungsform eines Befestigungselementes in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
Figur 9b eine weitere alternative Ausführungsform eines Befestigungselementes in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben; Figur 9c eine weitere alternative Ausführungsform eines Befestigungselementes in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben;
Figur 10 einen Ausschnitt der Wand gemäß Figur 1 in einer Ansicht von oben;
Figur 10b einen Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Wand in einer
Ansicht von oben;
Figur 11 einen Ausschnitt der Wand gemäß Figur 1 im Bereich eines Befestigungselementes in einer Ansicht von oben; und
Figur 11b einen Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Wand im Bereich eines Befestigungselementes in einer Ansicht von oben.
In ihrer Gesamtheit ist die Wand in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.
Die Wand 1 umfasst ein Wandelement 100, feuerfeste Steine 200 sowie Befestigungselemente 300, von denen in Figur 1 nur wenige zu erkennen sind, da die weiteren Befestigungselemente 300 durch die feuerfesten Steine 200 verdeckt sind.
Das Wandelement 1 weist eine im Wesentlichen tafelförmige Gestalt mit einer rechteckigen Außenkontur auf. An einer ebenen Oberfläche 101 des Wandelementes 100, die in der Ansicht gemäß Figur 1 dem Betrachter zugewandt ist, verlaufen mit gleichmäßigem Abstand und parallel zueinander insgesamt acht Nuten 102.
Das Wandelement 100 ist einstückig aus Kupfer ausgebildet.
Die Nuten 102 erstrecken sich über die gesamte Länge der Oberfläche 101 hinweg, in der Ansicht gemäß Figur 1 also von der Unterkante bis zur gegenüberliegenden Oberkante des Wandelementes 100.
In jeder der acht Nuten 102 sind jeweils sechs feuerfeste Steine 200 übereinander angeordnet. Jeder feuerfeste Stein 200 ist wie folgt ausgebildet: Der feuerfeste Stein 200 besteht aus einem gesinterten keramischen Material auf Basis der Oxide MgO und Al203. Der feuerfeste Stein 200 weist eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt auf. Eine der sechs Seitenflächen des feuerfesten Steins bildet eine Oberfläche 201 von der ein Befestigungsabschnitt 202 hervorsteht. Der Befestigungsabschnitt 202 verläuft entlang einer Hauptrichtung, in der Darstellung gemäß den Figuren 1, 5, 6 und 7 von oben nach unten. Dabei verläuft der Befestigungsabschnitt 202 von einer Seitenkante der Oberfläche 201 (in den Figuren 5, 6 und 7 der oberen Seitenkante) zur gegenüberliegenden Seitenkante der Oberfläche 201 (in den Figuren 5, 6 und 7 die untere Seitenkante). Der Befestigungsabschnitt 202 weist einen keilförmigen Abschnitt 203 auf, der sich entlang der Hauptrichtung des Befestigungsabschnittes verbreitert (in der Darstellung gemäß den Figuren 1, 5 und 6 von oben nach unten). Bei Anordnung des Befestigungsabschnittes 202 in einer der Nuten 102 verbreitert sich der keilförmige Abschnitt 203 entsprechend entlang der Längserstreckung der Nut 102, wie unten noch näher ausgeführt. Der keilförmige Abschnitt 203 erstreckt sich von einer ersten Knickkante 204 bis zu einer zweiten Knickkante 205 des Befestigungsabschnittes 202. Der Neigungswinkel des keilförmigen Abschnitts 203 zur Hauptrichtung des Befestigungsabschnittes 202 beträgt 5°. Der Befestigungsabschnitt 202 verbreitert sich von der Oberfläche 201 weg, so dass der Befestigungsabschnitt 202 eine insgesamt etwa schwalbenschwanzförmige Querschnittsfläche aufweist. Der Befestigungsabschnitt 202 ist nach Art einer Spundung ausgebildet und derart dimensioniert, in einer der Nuten 102 angeordnet zu werden und in der Nut 102 entlang der Längserstreckung der Nut 102 verschoben werden zu können.
Jedes der Befestigungselemente 300 ist wie folgt ausgebildet: Das Befestigungselement 300 ist als Kompositmaterial aus einer Kunststoffplatte 301 und einem darauf aufgeklebten Stahlblock 302 ausgebildet. Die Kunststoffplatte 301 ist als tafelförmige Platte mit einer rechteckigen Außenkontur ausgebildet. Bündig mit den Außenkanten der Kunststoffplatte 301 ist auf diese der Stahlblock 302 aufgeklebt. Der Stahlblock 302 ist keilförmig mit einem Neigungswinkel von etwa 5° ausgebildet. Insgesamt weist das Befestigungselement 300 damit eine Keilform auf.
Die feuerfesten Steine 200 sind mit ihrem jeweiligen Befestigungsabschnitt 202 in den Nuten 102 der Wand 1 angeordnet, wobei der keilförmige Abschnitt 203 der jeweiligen Befestigungsabschnitte 202 derart in der jeweiligen Nut 102 angeordnet ist, dass er sich entlang der Längserstreckung der Nut 102 verbreitert. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind die Befestigungsabschnitte 202 jeweils derart in einer der Nuten 102 angeordnet, dass sich der jeweilige keilförmige Abschnitt 203 von oben nach unten entlang der Längserstreckung der jeweiligen Nut 102 verbreitert. Ferner sind die keilförmigen Befestigungselemente 300 im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 jeweils derart in einer der Nuten 102 angeordnet, dass sie sich entlang der Längserstreckung einer Nut 102 verbreitern, im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 entlang der Richtung von unten nach oben, also entgegengesetzt zur Richtung, entlang derer sich der keilförmige Abschnitt 203 der feuerfesten Steine 200 verbreitert.
Die Nuten 102 sind jeweils als Schwalbenschwanznut ausgebildet, weisen also jeweils im Wesentlichen eine schwalbenschwanzförmige Querschnittsfläche auf, wie dies insbesondere gut in Figur 4 zu erkennen ist.
Zur Befestigung der feuerfesten Steine 200 in einer der Nuten 102 ist jeweils ein Befestigungselement 300 derart zwischen den jeweiligen Befestigungsabschnitt 202 eines feuerfesten Steines 200 und die Nut 102, in der der jeweilige Befestigungsabschnitt 202 angeordnet ist, geklemmt, dass der jeweilige feuerfeste Stein 200 durch diese Klemmung kraftschlüssig in der jeweiligen Nut 102 befestigt ist. Entsprechend sind sämtliche feuerfesten Steine 200 der Wand 1 in einer der jeweiligen Nuten 102 kraftschlüssig befestigt.
Aufgrund der schwalbenschwanzförmigen Querschnittsfläche der Nuten 102 und der schwalbenschwanzförmigen Querschnittsfläche der Befestigungsabschnitte 202 liegen diese nach Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung zusätzlich auch formschlüssig in den Nuten 102 ein. Hierdurch sind die feuerfesten Steine 200 besonders sicher in den Nuten 102 befestigt.
Die feuerfesten Steine 200 sind derart dimensioniert, dass diese ein geschlossenes Mauerwerk bilden, wie dies insbesondere in Figur 1 anschaulich dargestellt ist. In diesem geschlossenen Mauerwerk liegen die Seitenflächen benachbarter feuerfester Steine 200 jeweils vollflächig unmittelbar gegeneinander an, so dass die Wand 1 gegenüber dem Brennraum ein geschlossenes Mauerwerk bildet. Hierdurch treten Komponenten im Brennraum des Ofens, den die Wand 1 begrenzt, ausschließlich mit den feuerfesten Steinen 200 der Wand 1 in Kontakt, so dass die Wand 1 einen hochfeuerfesten Widerstand gegenüber Komponenten im Brennraum darstellt. Insbesondere kann durch ein solch geschlossenes Mauerwerk verhindert werden, dass Komponenten im Brennraum des Ofens mit metallischen Komponenten der Wand 1 in Kontakt treten.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Wand 1 dient zur Begrenzung eines Brennraums eines metallurgischen Ofens zur Aufnahme einer Metallschmelze und bildet dabei die Decke des Ofens. Das geschlossene Mauerwerk bildet einen hochfeuerfesten Widerstand gegenüber der Metallschmelze. Insbesondere tritt die Metallschmelze mit keinen metallischen Komponenten der Wand 1 in Kontakt.
Zum Herstellen der Wand 1 wurden zunächst das Wandelement 100, die feuerfesten Steine 200 sowie die Befestigungsmittel 300 zur Verfügung gestellt.
Anschließend wurde jeder feuerfeste Stein 200 wie folgt am Wandelement 100 befestigt: Zunächst wurden ein Befestigungselement 300 und der Befestigungsabschnitt 202 mit Abstand zueinander in einer Nut 102 angeordnet. Dabei wurden die Verbreiterungsrichtung des keilförmigen Abschnitts 203 und des keilförmigen Befestigungselementes 300 entgegengesetzt ausgerichtet, so dass der keilförmige Abschnitt 203 und das Befestigungselement 300 bei einem Aufeinanderschieben aufeinander aufschiebbar sind. Anschließend wurde der feuerfeste Stein 200 in Richtung auf das Befestigungselement 300 geschoben, so dass der Befestigungsabschnitt 203 des feuerfesten Steines 200 auf das Befestigungselement 300 aufgeschoben wurde. Dieses Aufschieben wurde fortgeführt, bis das Befestigungselement 300 derart zwischen den Befestigungsabschnitt 203 und die Nut 102 geklemmt beziehungsweise gequetscht war, dass der feuerfeste Stein 200 über den Befestigungsabschnitt 202 kraftschlüssig beziehungsweise selbsthemmend in der Nut 102 befestigt war. Das zwischen den Befestigungsabschnitt 203 und die Nut 102 geklemmte Befestigungselement 300 ist gut in Figur 11 zu erkennen.
Entsprechend wurde sukzessive jeder feuerfeste Stein 200 in einer der Nuten 102 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erfolgte die Befestigung der feuerfesten Steine 200 in einer Nut 102 jeweils von oben nach unten.
Figur 4a zeigt eine alternative Ausführungsform einer Nut 102a. Bei dieser Nut 102a weist eine der beiden Seitenwände der Nut 102a einen buckelförmigen Vorsprung 103 auf. Dieser buckelförmige Vorsprung 103 wirkt zusammen mit einer alternativen Ausführungsform eines Befestigungselementes 300a gemäß Figur 9a. Das Befestigungselement 300a entspricht im Wesentlichen dem Befestigungselement 300, jedoch mit dem Unterschied, dass der Metallblock 302a einen nutartigen Rücksprung 303a aufweist, in dem der buckelartige Vorsprung 103 einliegt, wenn das Befestigungselement 300a zwischen einen Befestigungsabschnitt 203 und die Nut 102a geklemmt ist. Hierdurch ist das Befestigungselement 300a zusätzlich lagegesichert.
In Figur 9c ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Befestigungselementes 300c dargestellt. Das Befestigungselement 300c weist im Wesentlichen wiederum eine Keilform auf, jedoch mit jeweils nicht keilförmigen Endabschnitten 304c, 305c.
Eine weitere, alternative Ausführungsform eines Befestigungselementes 300b ist in Figur 9b dargestellt. Das Befestigungselement 300b ist aus wellenförmig gefalztem Metallblech in Keilform ausgebildet. Das Befestigungselement 300b ist in Klemmlage zwischen dem Befestigungsabschnitt 203 und der Nut 102 in den Figuren 10b und 11b dargestellt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Wand (1) für einen Ofen, umfassend:
1. Ein Wandelement (100), umfassend
1.1 eine Oberfläche (101) und
1.2 mehrere Nuten (102), die
1.2.1 entlang der Oberfläche (101),
1.2.2 mit Abstand zueinander und
1.2.3 parallel zueinander verlaufen;
2. feuerfeste Steine (200), jeweils umfassend
2.1 einen Befestigungsabschnitt (202), der
2.1.1 in einer der Nuten (102) angeordnet ist;
3. Befestigungselemente (300), die jeweils
3.1 zwischen einen der Befestigungsabschnitte (202) und die Nut (102), in der der jeweilige Befestigungsabschnitt (202) angeordnet ist, geklemmt sind; wobei
4. die feuerfesten Steine (200) jeweils durch Klemmung wenigstens eines der Befestigungselemente (300) zwischen den Befestigungsabschnitt (202) des jeweiligen feuerfesten Steines (200) und die Nut (102), in der der jeweilige Befestigungsabschnitt (202) angeordnet ist, kraftschlüssig in der Nut (102) befestigt sind.
2. Wand (1) nach Anspruch 1 , wobei die Befestigungsabschnitte (202) jeweils einen keilförmigen Abschnitt (203) aufweisen und wobei jeweils wenigstens eines der Befestigungselemente (300) zwischen den keilförmigen Abschnitt (203) und die Nut (102) geklemmt ist.
3. Wand (1) nach Anspruch 2, wobei sich der keilförmige Abschnitt (203) entlang der Längserstreckung der Nut (102) verbreitert.
4. Wand (1) nach wenigsten einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungselemente (300) keilförmig ausgebildet sind.
5. Wand (1) nach Anspruch 4, wobei sich die keilförmigen Befestigungselemente (300) entlang der Längserstreckung der Nut (102) verbreitern.
6. Wand (1) nach den Ansprüchen 2 und 4, wobei sich jeweils der keilförmige Abschnitt (203) der Befestigungsabschnitte (202) und die keilförmigen Befestigungselemente (300) in entgegengesetzten Richtungen entlang der Längserstreckung der Nut (102) verbreitern.
7. Wand (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungselemente (300) aus Metall ausgebildet sind.
8. Wand (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nuten (102) mit Hinterschnitt ausgebildet ist.
9. Wand (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nuten (102) jeweils als Schwalbenschwanznut ausgebildet sind.
10. Wand (1) nach Anspruch 8, wobei die Befestigungsabschnitte (202) den Hinterschnitt jeweils hintergreifen.
11. Wand (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wandelement (100) aus Metall ausgebildet ist.
12. Feuerfester Stein (200) für eine Wand (1) für einen Ofen, umfassend:
12.1 Eine Oberfläche (201); und
12.2 einen Befestigungsabschnitt (202), der
12.2.1 ausgebildet ist, in einer Nut (102) der Wand (1) befestigt zu werden,
12.2.2 von der Oberfläche (201) hervorsteht,
12.2.3 entlang einer Hauptrichtung verläuft, und
12.2.4 einen keilförmigen Abschnitt (203) aufweist, der sich entlang der Hauptrichtung verbreitert.
13. Ofen, umfassend eine Wand (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11.
14. Verfahren zum Herstellen einer Wand (1) für einen Ofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 , umfassend die folgenden Schritte:
A. Zurverfügungstellung eines Wandelementes (100), umfassend
A.1 eine Oberfläche (101) und
A.2 mehrere Nuten (102), die
A.2.1 entlang der Oberfläche (101),
A.2.2 mit Abstand zueinander und
A.2.3 parallel zueinander verlaufen;
B. Zurverfügungstellung von feuerfesten Steinen (200), jeweils umfassend
B.1 einen Befestigungsabschnitt (202), der
B.1.1 in einer der Nuten (102) anordenbar ist;
C. Zurverfügungstellung von Befestigungselementen (300), die jeweils
C.1 zwischen einen der Befestigungsabschnitte (202) und die Nut (102), in der der jeweilige Befestigungsabschnitt (202) anordenbar ist, klemmbar sind;
D. Anordnen der jeweiligen Befestigungsabschnitte (202) in jeweils einer der Nuten (102);
E. kraftschlüssiges Befestigen der feuerfesten Steine (200) in den Nuten (102) durch jeweiliges Klemmen wenigstens eines der Befestigungselemente (300) zwischen den Befestigungsabschnitt (202) des jeweiligen feuerfesten Steines (200) und die Nut (102), in der der jeweilige Befestigungsabschnitt (202) angeordnet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei zum Klemmen des jeweiligen Befestigungselementes (300) zwischen den Befestigungsabschnitt (202) des jeweiligen feuerfesten Steines (200) und die Nut (102) der jeweilige Befestigungsabschnitt (202) und das jeweilige Befestigungselement (300) aufeinander aufgeschoben werden.
16. Feuerfester Stein (200) nach Anspruch 12, wobei der Befestigungsabschnitt (202) ausgestaltet ist, einen Hinterschnitt einer schwalbenschwanzförmigen Nut (102) zu hintergreifen.
17. Befestigungssystem, umfassend einen feuerfesten Stein (200) nach Anspruch 12 sowie ein Befestigungselement (300).
18. Befestigungssystem nach Anspruch 17, wobei der Befestigungsabschnitt (202) des feuerfesten Steines (200) und das Befestigungselement (300) derart ausgebildet sind, dass das Befestigungselement (300) derart zwischen den Befestigungsabschnitt (202) und die Nut (102) klemmbar ist, dass der feuerfeste Stein (200) in der Nut (102) befestigbar ist.
19. Befestigungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei das Befestigungselement (300) keilförmig ausgebildet ist.
20. Befestigungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei sich der keilförmige Abschnitt (203) und das keilförmige Befestigungselement (300) in entgegengesetzten Richtungen verbreitern.
21. Befestigungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei das Befestigungselement (300) aus Metall ausgebildet ist.
22. Verfahren zur Befestigung eines feuerfesten Steines (200) in einer Nut (102), welches die folgenden Schritte umfasst:
A. Zurverfügungstellung einer Nut (102);
B. Zurverfügungstellung eines feuerfesten Steines (200), umfassend einen Befestigungsabschnitt (202), der in der Nut (102) anordenbar ist;
C. Zurverfügungstellung eines Befestigungselementes (300), das zwischen dem Befestigungsabschnitt (202) und der Nut (102), in der der Befestigungsabschnitt (202) anordenbar ist (202), klemmbar ist;
D. Anordnen des Befestigungsabschnittes (202) in der Nut (102);
E. kraftschlüssiges Befestigen des feuerfesten Steines (200) in der Nut (102) durch Klemmen des Befestigungselementes (300) zwischen den Befestigungsabschnitt (202) und die Nut (102).
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