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Dokumentenidentifikation DE69115145T2 10.10.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0466530
Titel Ofenwand und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Anmelder Ceric S.A., Paris, FR
Erfinder Boulger, Jean-Pierre, F-90000 Belfort, FR
Vertreter Dr. Werner Geyer, Klaus Fehners & Partner, 80687 München
DE-Aktenzeichen 69115145
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 14.06.1991
EP-Aktenzeichen 914015805
EP-Offenlegungsdatum 15.01.1992
EP date of grant 06.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.10.1996
IPC-Hauptklasse F27D 1/00
IPC-Nebenklasse F27D 1/14   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Ofenmäntel, insbesondere auf ein Verfahren zur Erstellung der Deckenwand und der Mauern von Industrieöfen.

Die Industrieöfen, in denen man Keramiken, Produkte aus Ton (Ziegeln oder andere) usw., brennt, werden von außen nach innen hin von einer metallischen, gasdichten Wand und sodann von einer Reihe feuerfester Materialien gebildet, die schichtweise nacheinander angeordnet sind.

Der Aufbau dieser Öfen bringt größere Schwierigkeiten mit sich, hauptsächlich deshalb, weil das Brennen in einer korrosiven Gasatmosphäre durchgeführt wird:

1. die Außenwand muß absolut dicht sein;

2. die Isoliermaterialien müssen gut auf der Oberfläche des Blechs verteilt sein, um keinerlei Hohlräume in der Nähe der Metallwand zu belassen, in die das korrosive Gas und der Wasserdampf gelangen und anschließend die Wand zerstören könnten.

Es ist bekannt, solche Öfen insbesondere durch das in der FR-A-2 116 721 beschriebene Verfahren zu erstellen, bei dem die Außenwand aus einem Blech besteht, das ein geripptes oder gewelltes Profil aufweist. Die Metallplatten werden stumpf zusammengesetzt und verschweißt, wodurch sich eine Tragkonstruktion ausbildet.

Bei diesem Verfahren wird die lagenweise Anordnung isolierender Materialien gegenüber der Metallwand durch Verankerungen gehalten, die zum einen an inneren Rippen des Blechs angeschweißt und zum anderen in der feuerfesten Auskleidung verankert werden, wie dies die Fig. 1 zeigt. Nach diesem Verfahren sind die Materialien von gleichen Dimensionen wie die Platte, gegen die sie vorher gestapelt wurden.

Dieses Verfahren verhindert jedoch nicht, daß die Schweißnähte durch die korrosive Anwesenheit von Wasser und Schwefel angegriffen werden, und ziemlich schnell ist der Ofen nicht mehr dicht.

In der Tat, wenn auch die Füllungen von Mineralwolle, die Bindemittel aufweisen, relativ starr bleiben, setzen sich doch die Fasermatten, was Durchgänge für das Gas schafft, insbesondere an der Verbindestelle zwischen zwei benachbarten Platten, und Taschen entstehen läßt, die sich mit Gas füllen. Und dieses Setzen ist umso größer, je größer der Abstand der Verankerungen ist. Das heiße Gas greift die Schweißnähte an, die zunehmend nachgeben, wobei sie eine Lecköffnung hinterlassen.

Man kennt auch die US-A-4 030 261, die einen Ofen beschreibt, dessen Wandung von einer metallischen Außenabschirmung, einer Reihe von Schichten aus einem festen isolierenden Material und von Schichten aus einem Material kompressibler Fasern besteht. Metallische Stäbe sind an die Wand angeschweißt und laufen durch die Isolierschichten hindurch. Ferner sind allerhand Noppen vorgesehen, die mit dem Ende der Stäbe in Eingriff gelangen und die Faserschichten komprimieren sollen; die Wand weist somit ein Matelassé-Aussehen auf, wobei die Zusammendrückung der Fasern auf der Höhe jedes Noppens oder Klotzes maximal ist.

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand, die vorstehend geschilderten Nachteile zu beheben und einen Ofenmantel zu realisieren, bei dem die Isolierschichten gleichmäßig über die gesamte Fläche zusammengedrückt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Ofenmantel für Industrieöfen des Typs, der nacheinander von außen nach innen eine äußere metallische Abschirmung oder ein äußeres metallisches Tragwerk und wenigstens eine Schicht aus elastischem Isoliermaterial, das in einer Richtung senkrecht zur Abschirmung durch eine Vielzahl von auf Verankerungsstangen befestigten Knöpfen unter Kompression gehalten wird, aufweist und der dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine Vielzahl von Platten aufweist, die das elastische Isoliermaterial zusammendrücken und deren jede von wenigstens zwei Klötzen gehalten wird.

Die Erfindung ist noch durch die folgenden Merkmale bemerkenswert:

- wenigstens eine nicht ausdehnbare Schicht aus zusammengedrückter Mineralwolle, die zwischen dem metallischen Tragwerk und einer Schicht aus elastischem Isoliermaterial angebracht ist;

- das Tragwerk oder die Abschirmung ist mittels eines Formblechs verwirklicht, das eine Folge von Vertiefungen und Rippen aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verankerungselemente am Boden der Vertiefungen befestigt sind;

- die Innenfläche des Blechs ist so mit gepreßter Mineralwolle bedeckt, daß die Vertiefungen ausgefüllt werden und eine im wesentlichen ebene und regelmäßige Oberfläche ausgebildet wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Erstellung eines so definierten Ofenmantels für Industrieöfen, bei dem zuerst ein Tragwerk oder eine Abschirmung aus Blech erstellt wird, dessen bzw. deren zum Ofeninneren hin gerichtete Oberfläche mit einem korrosionsverhütenden Stoff beschichtet und das dadurch gekennzeichnet ist, daß

1. Verankerungsstangen auf dem Mantel angebracht werden;

2. für jede Platte nacheinander die folgenden Schritte vorgenommen werden:

- eine Platte wird zwischen zwei benachbarten Stangen angebracht und von einer unteren Stütze gehalten;

- auf der Platte wird mindestens eine Schicht aus keramischen Fasern angeordnet, die vorher zusammengedrückt wurden und in diesem Zustand mittels Gurten oder irgendeinem anderen Mittel gehalten werden;

- die Gurte werden so entfernt, daß die Schicht aus keramischen Fasern sich entspannt und das ganze Volumen ausfüllt, das die Platte von der Wand trennt, wobei die Schicht weiterhin zusammengedrückt bleibt;

- die Ausrichtung der Platte wird eingestellt und es werden Klötze zum Haltern der Platten an den Enden der Stäbe angebracht.

Bevorzugt wird die Platte schräg gehalten und ruht auf den am nächsten liegenden Schultern der Klötze der vorhergehenden Reihe. Die Schicht aus zusammengedrückten Fasern wird auf die geneigte Oberfläche aufgebracht, man entfernt die Gurte und richtet die Platte auf.

Nur zum Beispiel und zum besseren Verständnis der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung eine Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Ofenmantel für Industrieöfen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Mantels gemäß der früheren Technik;

die Fig. 2a und 2b zwei schematische Schnittdarstellungen eines erfindungsgemäßen Mantels, bei dem verschiedene Stadien des Montageverfahrens dargestellt sind.

Der Mantel nach Fig. 1 zeigt eine bekannte Wölbung: er enthält ein äußeres Blech 100 aus Metall, das eine Folge von Vertiefungen 101 und Rippen 102 aufweist. Die Verankerungen 105 sind, von der Innenseite her gesehen, an der Spitze der Erhöhungen angebracht und dort verschweißt Die wärmeisolierenden Materialien sind in aufeinander folgenden Schichten angeordnet und werden durch die Verankerungen gehalten. Das Setzen der Werkstoffe und das zunehmende Zusammensinken der Schichten ermöglicht den Durchgang von Gas und dessen Ansammlung am Boden der Vertiefungen. Der Wasserdampf kondensiert und rinnt auf dem Boden der Rippen herunter. Dieses Kondensat ist sehr korrosiv und greift die Schweißstellen und die Abdeckung an.

Der erfindungsgemäße Mantel weist folgende Elemente auf:

1º.- ein äußeres metallisches Blech 1 oder eine Abschirmung, das bzw. die in Stellung gehalten wird durch gewellte Profilplatten, die eine Abfolge von Erhöhungen 2 und Vertiefungen 3 ausbilden und durch Verschweißung 4 oder irgendein anderes bekanntes Mittel so aneinander befestigt sind, daß Dichtheit sichergestellt ist. Die Innenfläche ist durch Sandstrahlen, einen Harzüberzug usw. gegen Korrosion behandelt.

2º.- Verankerungen 5, die am Boden der Nuten 3 durch Verschraubung, Verschweißen oder jedes andere äquivalente Mittel befestigt und dem Fall entsprechend gegen Korrosion behandelt sind.

Diese Verankerungen umfassen einen Stab 6, längs dem an sich bekannte Organe 7 angebracht sind, um Platten 8 aus Isoliermaterialien zu halten, und die an ihren Enden einen Klotz 9 aus hitzebeständigem Material tragen, der ringförmig oder anders ausgebildet ist und eine Schulter aufweist. Die Verankerungen sind längs der Vertiefungen sowie quer zu diesen angebracht und zwar in allen oder nur einem Teil aufeinanderfolgender Vertiefungen derart, daß ein regelmäßiges Flächenmuster gebildet wird. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Klötze vorgesehen, um Platten 10 zu tragen, die ebenfalls aus hitzebeständigem Material bestehen.

Die Innenfläche des Ofens wird damit von diesen Platten gebildet, die über die Klötze gehalten werden.

3º.- Zwischen dem Blech und den Platten ist wenigstens eine dehnbare Schicht 11 aus komprimierten keramischen Fasern angebracht.

Die Anzahl der Faserschichten variiert hauptsächlich entsprechend deren technischen Eigenschaften (Wärmeübergangskoeffizient, ...) und der maximalen Temperatur des Ofens.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist eine erste Schicht 12 aus gepreßter Mineralwolle auf der Metallwand derart vorgesehen, daß die Vertiefungen ausgefüllt werden und eine im wesentlichen ebene Oberfläche ausgebildet wird.

Unter dieser ersten Schicht sind nacheinander mehrere Schichten 13 aus komprimierter Mineralwolle (z.B. drei Schichten) angebracht, die in Form von aneinander liegenden, nicht ausdehnbaren Platten ausgebildet sind. Diese Platten werden in Anlage gegen die metallische Wand oder, im Ausführungsbeispiel, gegen die erste Schicht durch Halteorgane 7 gehalten, die längs der Verankerungsstäbe 6 angebracht sind.

Gemäß der Erfindung ist die Zahl von Plattenschichten so gewählt, daß ein deutlicher Spalt 14 zwischen der letzten Schicht und der unteren Platte ausgebildet wird, in den die komprimierte dehnbare Schicht eingeführt wird.

Die Ausdehnung dieses Spaltes 14 und die anfängliche Kompression der Faserschicht 11 werden so gewählt, daß die Schicht 11 leicht eingeführt werden kann und, nach ihrer Ausdehnung, wieder komprimiert wird. So steht die Gesamtheit der Schichten zwischen der Platte und der metallischen Wand laufend unter Kompression.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Spalt 14 etwa 220 mm groß und die Schicht 11 aus komprimierten Fasern wird von übereinanderliegenden Bahnen gebildet. Vor dem Zusammendrücken liegt deren Dicke in einer Größenordnung von 275 mm. Diese Schicht wird komprimiert, wodurch die Dicke auf 200 mm zusammengedrückt und in dieser Form durch Gurte gehalten wird. Sodann wird sie eingeführt, indem sie auf die Platte gelegt wird und man anschließend die Gurte entfernt. Die Schicht entspannt sich dann und füllt den Spalt von 220 mm aus.

Dieses Beispiel soll nicht beschränken und die komprimierte Schicht kann auch in unterschiedlichen Weisen realisiert werden, ohne daß von der Erfindung abgewichen wird. Die Bahn kann insbesondere komprimiert werden, ohne daß sie in übereinander liegende Schichten zerlegt wird, sie kann auch eingerollt oder auf sich selbst mehrere Male umgeschlagen werden usw.

Das Anbringen der Platte und der komprimierten Schichten wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in folgender Weise vorgenommen: zuerst werden die Stäbe 6 (ohne Klötze 9) genommen und die ersten nicht ausdehnbaren Schichten 12, 13 in Stellung gebracht. Anschließend installiert man die Platten mit den komprimierten Schichten eine nach der anderen und hält sie durch die Klötze. Zur noch näheren Erläuterung ordnet man eine Platte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten von Stäben 6', 6" an. Die Platte ruht mit einem ihrer Ränder auf den Schultern der Klötze der Enden 9', die schon in Stellung gebracht sind, und wird in einer nach unten geneigten Lage gehalten, wie dies Fig. 2a zeigt, und zwar durch jede Stütze 16. Anschließend führt man die komprimierte Schicht über den oberen Rand ein und öffnet und entfernt die Riemen 17: nun besetzt die Schicht das ganze Volumen (Fig. 2b). Sodann richtet man die Platte auf, wodurch die Schicht komprimiert wird, bis die gewünschte Höhe erreicht ist, und installiert die Klötze 9".

Das Erstellungsverfahren, das eben beschrieben wurde, beinhaltet keine Beschränkung und auch andere Verfahren können vorgesehen werden, ohne daß die Erfindung verlassen wird.

Ferner weisen in einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform die Platten auf wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Rändern Befestigungsmittel auf, die es gestatten, daß sich jede derselben auf der benachbarten abstützt und/oder dort festgehalten wird. Diese Verbindungsmittel werden z.B. durch eine entsprechend angepaßte Formgebung realisiert, etwa in der Art einer Nut-Zapfen-Verbindung, allgemein als ein Vorsprung in einer Nut, als Formschluß, ein freies Gelenk usw.

Der Mantel steht unter Druck über seine ganze Dicke hinweg, was die Ausbildung von Taschen und von Leckagedurchlässen für Gas vermeidet.

Dieser Ofenmantel kann auch für die Wände, und zwar insbesondere für die horizontalen, aber auch für die vertikalen Wände, vorgesehen werden.


Anspruch[de]

1. Ofenmantel für Industrieöfen, mit (nacheinander von außen nach innen) einer äußeren metallischen Abschirmung oder einem äußeren metallischen Tragwerk (1), mit mindestens einer Schicht aus elastischem Isoliermaterial (11), das in einer Richtung senkrecht zur Abschirmung durch eine Vielzahl von Klötzen (9), die auf Verankerungsstangen (6) befestigt sind, unter Kompression gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Platten (10) vorgesehen ist, die das elastische Isoliermaterial (11) zusammendrücken und deren jede von wenigstens zwei Klötzen (9) gehalten wird.

2. Ofenmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine nicht ausdehnbare Schicht aus zusammengedrückter Mineralwolle zwischen dem metallischen Tragwerk (1) und einer Schicht (11) aus elastischem Isoliermaterial vorgesehen ist.

3. Ofenmantel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Tragwerk oder die Abschirmung mittels eines Formblechs (1) verwirklicht ist, das eine Folge von Vertiefungen (3) und Rippen (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungselemente (5, 6) am Boden der Vertiefungen (3) befestigt sind.

4. Ofenmantel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Blechs (1) mit gepreßter Mineralwolle (12) so bedeckt ist, daß die Vertiefungen (3) ausgefüllt werden und eine im wesentlichen ebene und regelmäßige Oberfläche ausgebildet wird.

5. Verfahren zur Erstellung eines Ofenmantels für Industrieöfen nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem zuerst ein Tragwerk oder eine Abschirmung aus Blech erstellt wird, dessen bzw. deren zum Ofeninneren hin gerichtete Oberfläche mit einem korrosionsverhütenden Stoff beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

1.) Verankerungsstangen (6) auf dem Mantel angebracht werden;

2.) für jede Platte (10) nacheinander folgende Schritte vorgenommen werden:

* eine Platte (10) wird zwischen zwei benachbarten Stangen (6', 6") angebracht und von einer unteren Stütze (16) gehalten;

* auf der Platte (10) wird mindestens eine Schicht (11) aus keramischen Fasern angeordnet, die vorher zusammengedrückt wurden und in diesem Zustand mittels Gurten (17) oder irgendeinem anderen Mittel gehalten werden;

* die Gurte werden so entfernt, daß die Schicht aus keramischen Fasern sich entspannt und das ganze Volumen ausfüllt, das die Platte von der Wand trennt, wobei die Schicht weiterhin zusammengedrückt bleibt;

* die Ausrichtung der Platte wird eingestellt und es werden Klötze (9") zum Haltern der Platten an den Enden der Stäbe angebracht.







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