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Verstärkungseinsatz für einen Ofenbaustein
Die Erfindung bezieht sich auf Ofenbausteine aus einem basischen, feuerfesten Baustoff, die in Industrieöfen verwendet werden, und zwar insbesondere auf solche Bausteine, die von ihrem oberen Ende aus getragen werden, um Feuerraumdecken und OfengewöLbe zu bilden, wie auch auf zur Bildung von Ofen-wänden aufgehängte Bausteine.
Es ist bekannt, dass basisehe feuerfeste Ofenbau- steine verstärkt werden können, indem Metallplatten in die Steire eingefoimt werden, die bei Erhitzung der Steine oxydieren und sich mit dem feuerfesten Baustoff verbinden. Diese Platten vergrössern auch die thermische Leitfähigkeit des feuerfesten Baustoffes, wodurch dieser vor überhit-
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liegtsteine eingeformt werden kann, eine kräftige Verstärkung des Bausteines bewirkt, eine metallische Abdeckung odtsr Verstärkung der Aufhängeaus- nehmung in dem Baustein bildet und eine feste Verankerung eines MetaUrahmens an dem Baustein gestattet.
Gemäss der Erfindung wird bei Bausteinen, die zur Bildung von Feuerraumdecken Verwendung finden, eine aufrecht stehende Metallplatte vorge- sehen, die in vertikaler Richtung durch einen aufrecht stehenden Baustein an einer Seite der für die Aufhängung vorgesehenen Aussparung verläuft, die in der ei, nen Seite des Bausteines nahe dessen oberem Ende eingeformt ist. Mit dieser Platte hängt ein Metallstreifen zusammen, der in einem Winkel zu der Plate entlang einer vertik- len Kante derselben verläuft. Der Streifen ist nur lang genug, um die zurückgesetzte Seite des Bausteines unterhalb der Aussparung teilweise oder vollständig abzudecken.
Das obere Ende des Streifens hat eine nach innen quer über die Platte ge- bogene und sodann nach oben und wiederum nach aufwärts gebogene Verlängerung, um eine zungenförmige Auskleidung für die der Aufhängung dienende Aussparung zu bilden. Zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse befinden sich zwei Metallplatten in dem Baustein, die durch den ausserhalb liegenden Metallstreifen zu einem Teil verbunden sind, so dass ein Einsatz geschaffen wird, der einen aufrecht stehenden Kanal bildet.
Vorzugsweise sind die oberen Ecken der Platten oberhalb des vertikalen Metallstreifens abgeschnitten oder eingekerbt. Der Metallstreifen kann mit einer oder mehreren Öffnungen versehen werden, ,die zur Aufnahme'von in sie ihineingedrückten Vorsprüngen eines auf dem Baustein gelagerten Metallrahmens dienen können.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Fig. 1 ist eine Ansicht der mit einer Aus-
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Seite des verstärkten Bau-steines. Fig. 2 und 3 sind vertikale Schnitte entlang den Linien II-1I bzw. III-III in Fig. 1. Fig. 4 ist ein Grundriss. Fig. 5 ist ein horizontaler Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den in einem Rahmen gelagerten Stein darstellt.
Der basische, feuerfeste Baustein I, der in den Zeichnungen dargestellt ist, kann hergestellt werden aus totgebranntem Magnesit, Chromerz, Olivin oder aus anderen basischen Oxyden oder Mi-
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ocn hie, von, wiekung meist lotrecht, oder hochkant, deshalb soll der Baustein in dieser Lage beschrieben werden.
In die eine Seite des Bausteines nahe dessen oberem Ende ist eine Aussparung 2 zur Aufnahme der Hälfte des üblichen, nicht dargestellten Hänge- eisens eingeformt, durch welches ein Paar derartiger Bausteine getragen wird. Die Aussparung kann in Richtung auf ihr inneres Ende um ein gewisses Mass konisch zusammenlaufen und besitzt ein sich nach oben erweiterndes äusseres Ende. Jedoch ist die hier zu beschreibende Erfindung auf basische Bausteine vielfältiger Formen und Ausführungen anwendbar, die sämtlich Einschnitte irgendwelcher Art zur Aufnahme der Hängeeisen aufweisen.
Anderseits befasst sich die Erfindung lediglich'mit ungebrannten, basischen Steinen, die chemisch abgebunden sind, oder solchen Steinen, die vor ihrem Gebrauch nicht nur auf eine Temperatur erhitzt
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werden, die ausreichen würde, um eine Zerstörung der metallischen Verstärkungselemente zu bewirken.
Zur Verstärkung des Bausteins wird bei der Formung des Bausteines in den feuerfesten Baustoff ein Metalleinsatz eingeformt. Vorzugsweise wird der Einsatz gebildet aus einem einzigen Blechstück, das in eine kanalartige Form gebogen wird,
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einer vertikalen Kante durch einen vertikalen Steg 4 miteinander verbunden sind. Vorzugsweise verlaufen die Hauptteile der Seitenplatten im wesentlichen parallel zueinander.
Der Kanal weist eine genügende Weite auf, um den beiden Platten eine Abdeckung des unteren Teiles der Ausnehmung 2 zu gestatten, jedoch ist es wünschenswert, die oberen Teile der Seitenplatten voneinander weg auseinanderzubiegen, um ihnen gegen-
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rung beträchtlich weiter ist als der untere Teil, ist es zweckmässig, die einander benachbarten oberen Kanten der Platten derart abzuschneiden, dass grosse Kerben 6 (Fig. 2) gebildet werden, um zu verhindern, dass dünne Teile des feuerfesten Werkstoffes sich zwischen den Platten und der Ausspa-
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den unteren Teil der Aussparung. In manchen Fällen kann der Kanal weit genug gemacht werden, so dass eine Einkerbung der Seitenplatten über- flüssig gemacht wird.
Die Platten können mit Öffnungen 7 versehen werden, durch die der Grundstoff des Bausteines nach aussen austreten kann, um die Verankerung der Platten innerhalb des Bausteines zu unterstützen.
Der vertikale Verbindungssteg 4 des Einsatzes ist nicht vollständig in den Baustein eingebettet ; seine äussere Oberfläche liegt vielmehr frei, und
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streifen bedeckt den Baustein lediglich zwischen dem Boden desselben und dem Boden der Aus-
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fens besitzt eine mit diesem einteilige Verlängerung 8, die in die Aussparung hinein zurückgebo-
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oberen und unteren Wandfläche der Aussparung und deren innerem Ende entsprechen, um eine metallische Auskleidung der Aussparung zu schaffen.
Falls wünschenswert, kann der obere Teil der zungenförmigen Verlängerung leicht geneigt ausgebildet und vollständig in den Werkstoff des Bausteines 1 eingebettet sein, so dass er eine Verstär- kung des oberen Teiles des Steines zwischen den Seitenplatten bewirkt, jedoch keine freiliegende Auskleidung für die obere Wandfläche der Aussparung bildet.
Wenn ein solcher Baustein bei seinem Einsatz erhitzt wird, bewirkt die Wärme, die dem Baustein an seinem unteren oder heissen Ende zugeführt wird, eine Oxydierung des Metalleinsatzes und eine Bindung desselben mit dem angrenzenden Material des Bausteines, so dass eine kräftige Verstärkung des Bausteines stattfindet. Zusätzlich vergrössert die Metallauskleidung oder Verstärkung der Aussparung für das Hängeeisen die Festigkeit und die Lebensdauer des Bausteines an dieser Stelle, so dass die bisher so häufigen Zerstörungen an dieser Stelle vermieden werden. Da die Auskleidung der Aussparung mit dem metallischen Kanal verbunden ist, wird die durch das Gewicht des aufgehängten Blocks hervorgerufene Zugbeanspruchung der Auskleidung durch den Kanal auf den gesamten Baustein verteilt.
Durch die hiedurch verkörpert Verstärkung ist ein Baustein gemäss der Erfindung besonders zur Lagerung in einem Metallblechrahmen geeignet. Die beiden in der Querverbindung des Einsatzes vorgesehenen Löcher 10 dienen dazu, den Einsatz gegenüber dem magnetisierten oberen Stempel der Form zu zentrieren, in der der Baustein geformt wird. Ddsse Öffnungen JO dienen zur Aufnahme dünner, zylindrischer Zapfenansätze, die von dem Stempel nach vorn ragen. Die gleichen Löcher können zur Verankerung des Rah- men. auf dem Block dienen.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist ein zweiteiliges Gehäuse J j ! rund'um den Block durch Punktschweissung verbunden, und eine Seite des Gehäuses ist in die Öffnungen in dem Verbindungssteg des Einsatzes hineingedornt.
Das in diese Bohrungen hineinragende Metall12 des Gehäuses gewährleistet, dass der Block nicht aus dem Gehäuse herausgleiten kann, wie er es dann tun würde, wenn er mit dem Gehäuse zu Anfang nicht fest genug verbunden wäre. Die Ausbildung des Gehäuses und die Art der Anwen- dung sind nicht Gegenstand der Erfindung. Es ist sogar möglich, gemäss der Erfindung den Verstär- kungseinsatz während des Formens des Bausteines in das feuerfeste Material hineinzudrücken, und gleichzeitig das feuerfeste Material in ein oder mehrere Metallgehäuseelemente hineinzupressen.
Dadurch, dass die Seitenplatten mit dem Ver- bindüngssteg verbunden sind, ist das Problem der Führung der Platten, während sie hochkant nach unten in den in der Form enthaltenen feuerfesten
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; stoft hineingeschobenmit der Aussparung versehenen Ende ein häufiges Problem. Ein wesentlicher,, durch die Erfindung
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Bausteines. Ein anderes Problem, das bei der Bewehrung basischer Bausteine mit metallischen Ele- menten zur Verbindung der Bausteine mit Hängeeisen auftrat, war darin zu sehen, dass die am hei- ssen Ende des Bausteines so erwünschte Oxydation auch in unerwünschter Stärke am gegenüberliegenden Ende auftritt und das mit dem Hängeeisen verbundene metallische Element gefährdet, weil dieses bei seiner Oxydierung geschwächt wird.
Die erfindungsgemässe zungenförmige Metallverstär- kung für'die Aussparung zur Aufnahme des Hän- geoisens hat eine wesentlich grössere Lebensdauer, weil zumindest eine ihrer Hauptflächen völlig durch das feuerfeste Material abgedeckt und ge- schützt : ist.
Die Erfindung wurde an Hand einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt und beschrieben.
Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass im Rahmen der Patentansprüche die Erfindung auch in anderer Weise verwirklicht werden kann, als im einzelnen dargestellt und beschrieben wurde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verstärkungseinsatz für einen Ofenbaustein, der auf seiner einen Seite, nahe seinem oberen Ende, mit einer Aussparung zur Aufnahme eines Hängeeisens versehen ist, gekennzeichnet durch mindestens eine aufrecht stehende Metallplatte (3), die sich auf einer Seite der Aussparung (2) vertikal durch den Baustein (2)'hindurch erstreckt, und einen vertikalen Metallstreifen (4) der entlang einer vertikalen Kante jeder dieser Platten (3) unter einem Winkel zu derselben verläuft und mit den Platten einteilig ist, wobei der vertikale Streifen nur so lang ist, dass er einen Teil der mit der Ausnehnung versehenen Seite des Bausteines unterhalb dieser Ausnehmung abdeckt, wenn er in den Baustein eingeformt wird, und das obere Ende des Streifens eine Verlängerung (8) besitzt, die nach innen quer zu der Platte eingebogen,
sodann bogenförmig nach oben und wiederum nach aussen gebogen ist, um bei Verbindung mit dem Baustein eine zungenförmige Auskleidung der oberen und unteren Fläche der Aussparung zu bilden.
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Reinforcement insert for a furnace module
The invention relates to furnace blocks made of a basic, refractory building material, which are used in industrial furnaces, and in particular to such blocks which are carried from their upper end to form furnace ceilings and furnace vaults, as well as to the formation of furnace building blocks suspended from walls.
It is known that basic refractory furnace blocks can be reinforced by foiming metal plates into the steir, which oxidize when the blocks are heated and bond with the refractory building material. These plates also increase the thermal conductivity of the refractory building material, preventing it from overheating.
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Lying blocks can be molded, causes a strong reinforcement of the block, forms a metallic cover or reinforcement of the suspension recess in the block and allows a fixed anchoring of a metal frame on the block.
According to the invention, an upright metal plate is provided for building blocks that are used to form furnace ceilings, which extends in the vertical direction through an upright building block on one side of the recess provided for the suspension, which is in the one side of the block is molded near its upper end. A metal strip is connected to this plate and runs at an angle to the plate along a vertical edge of the same. The strip is only long enough to partially or completely cover the recessed side of the module below the recess.
The upper end of the strip has an extension which is bent inwardly across the plate and then bent upwards and again upwards to form a tongue-shaped lining for the recess used for the suspension. To achieve the best possible results, there are two metal plates in the building block, which are connected to one part by the metal strip lying outside, so that an insert is created that forms an upright channel.
Preferably, the top corners of the panels are cut or notched above the vertical metal strip. The metal strip can be provided with one or more openings, which can serve to receive projections pressed into them from a metal frame mounted on the building block.
The invention is explained with reference to the drawing. Fig. 1 is a view of the with an embodiment
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Side of the reinforced building block. Figures 2 and 3 are vertical sections along lines II-1I and III-III, respectively, in Figure 1. Figure 4 is a plan view. Fig. 5 is a horizontal section along the line V-V in Fig. 1. Fig. 6 is a perspective view showing the stone stored in a frame.
The basic, refractory building block I, which is shown in the drawings, can be made from dead-burned magnesite, chrome ore, olivine or from other basic oxides or minerals.
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ocn here, from, usually vertical, or upright, so the module should be described in this position.
In one side of the building block near its upper end, a recess 2 is formed for receiving half of the usual hanging iron, not shown, through which a pair of such building blocks is carried. The recess can conically converge to a certain extent in the direction of its inner end and has an outer end that widens upward. However, the invention to be described here is applicable to basic building blocks of various shapes and designs, all of which have incisions of any kind for receiving the hanging iron.
On the other hand, the invention is concerned only with unfired, basic stones that are chemically bonded, or stones that are not only heated to one temperature before use
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that would be sufficient to cause destruction of the metallic reinforcing elements.
To reinforce the building block, a metal insert is molded into the refractory building material when the building block is being formed. The insert is preferably formed from a single piece of sheet metal that is bent into a channel-like shape,
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a vertical edge are connected to one another by a vertical web 4. Preferably the main parts of the side panels are substantially parallel to one another.
The channel is of sufficient width to allow the two plates to cover the lower part of the recess 2, but it is desirable to bend the upper parts of the side plates away from one another in order to face them.
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tion is considerably wider than the lower part, it is expedient to cut off the adjacent upper edges of the plates in such a way that large notches 6 (Fig. 2) are formed to prevent thin parts of the refractory material from getting between the plates and the off
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the lower part of the recess. In some cases the channel can be made wide enough to eliminate the need for notching the side plates.
The plates can be provided with openings 7 through which the basic material of the building block can escape to the outside in order to support the anchoring of the plates within the building block.
The vertical connecting web 4 of the insert is not completely embedded in the building block; rather, its outer surface is exposed, and
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strip covers the building block only between the bottom of the same and the bottom of the
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fens has a one-piece extension 8 that is bent back into the recess.
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upper and lower wall surfaces of the recess and their inner end correspond to create a metallic lining of the recess.
If desired, the upper part of the tongue-shaped extension can be designed to be slightly inclined and completely embedded in the material of the building block 1, so that it effects a reinforcement of the upper part of the stone between the side plates, but no exposed lining for the upper wall surface of the Forms recess.
If such a building block is heated when it is used, the heat that is supplied to the building block at its lower or hot end causes the metal insert to oxidize and bond with the adjacent material of the building block, so that the building block is strongly reinforced. In addition, the metal lining or reinforcement of the recess for the hanging iron increases the strength and the service life of the building block at this point, so that the damage that has hitherto been so frequent at this point is avoided. Since the lining of the recess is connected to the metallic channel, the tensile stress on the lining caused by the weight of the suspended block is distributed over the entire building block by the channel.
The reinforcement embodied by this means that a module according to the invention is particularly suitable for storage in a sheet metal frame. The two holes 10 provided in the cross connection of the insert serve to center the insert with respect to the magnetized upper punch of the mold in which the building block is being molded. The openings JO serve to receive thin, cylindrical tenons that protrude forward from the punch. The same holes can be used to anchor the frame. serve on the block.
As shown in Fig. 6, a two-part housing J j! connected around the block by spot welding, and one side of the housing is spiked into the openings in the connecting web of the insert.
The metal12 of the housing protruding into these bores ensures that the block cannot slide out of the housing, as it would if it were not connected to the housing firmly enough at the beginning. The design of the housing and the type of application are not the subject of the invention. According to the invention, it is even possible to press the reinforcement insert into the refractory material while the building block is being formed, and at the same time to press the refractory material into one or more metal housing elements.
Because the side plates are connected to the connecting web, the problem is how to guide the plates while they are upright down in the refractory elements contained in the mold
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; often pushed in with the notched end is a common problem. An essential, through the invention
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Building block. Another problem that arose when reinforcing basic building blocks with metallic elements to connect the building blocks with hanging iron was that the oxidation so desired at the hot end of the building block also occurs to an undesirable degree at the opposite end and that the metallic element connected to the hanging iron is endangered because it is weakened when it is oxidized.
The tongue-shaped metal reinforcement according to the invention for the recess for receiving the hanging geese has a significantly longer service life because at least one of its main surfaces is completely covered and protected by the refractory material.
The invention has been illustrated and described using a preferred embodiment.
However, it should be pointed out that within the scope of the patent claims the invention can also be implemented in a different manner than has been shown and described in detail.
PATENT CLAIMS:
1. Reinforcement insert for a furnace block, which is provided on its one side, near its upper end, with a recess for receiving a hanging iron, characterized by at least one upright metal plate (3) which extends vertically on one side of the recess (2) extends through the building block (2) ', and a vertical metal strip (4) which runs along a vertical edge of each of these plates (3) at an angle to the same and is in one piece with the plates, the vertical strip being only so long, that it covers part of the side of the building block provided with the recess below this recess when it is molded into the building block, and that the upper end of the strip has an extension (8) which is bent inwardly across the plate,
is then arcuately bent upwards and outwards again in order to form a tongue-shaped lining of the upper and lower surfaces of the recess when connected to the building block.