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Siemens-Martin-Ofen
Bekanntlich ist bei Siemens-Martin-Öfen der Verschleiss der Überdeckung des Herdraumes, also des
Gewölbes oder der Decke, ungleichmässig. Die nahe den Widerlagern gelegenen Stellen verschleissen stärker als die Mitte dieser Abdeckungen. Es ist ferner bekannt, dass auch die oberen Partien des Seitenmauerwerkes des Herdraumes, also der Vorderwand und der Rückwand des Ofens, einem verhältnismässig starken Verschleiss unterliegen. Der stärkere Verschleiss des oberen Teiles der Vorder- und Rückwände und der nahe den Widerlagern liegenden Teile von Gewölben ist auf eine Wirbelbildung der Gase und Flammen zurückzuführen ; dies ist allgemein bekannt und bereits mehrfach durch Strömungsversuche nachgewiesen worden.
Die Wirbelbildung entsteht bei Gewölben insbesondere durch den verhältnismässig kleinen Winkel, den das Gewölbe mit der angrenzenden Seitenwand einschliesst, wenngleich auch noch andere Faktoren, wie z. B. der statische Druck usw., dazukommen. Je kleiner der Winkel zwischen dem Gewölbe und den Seitenwänden ist, umso stärker ist die Wirbelbildung und der Verschleiss in den Ecken zwischen Gewölbe und Seitenwänden. Wird an Stelle eines Gewölbes eine ebene Decke als obere Abdekkung für den Herdraum des Siemens-Martin-Ofens vorgesehen, so werden die Winkel zwischen dieser ebenen Decke und den Seitenwänden des Ofens (Rückwand bzw. Vorderwand) noch kleiner als bei einem Gewölbe und die schädliche Wirbelbildung wird noch weiter verstärkt.
Die aufgezeigten Verschleisserschei- nungen machen jedenfalls eine häufigere Auswechslung der stärker abgenutzten Steine an den beiden äusseren Gewölbeteilen notwendig.
Es wurde bereits vorgeschlagen, das Auftreten solcher spitzer Winkel zwischen Vorder- bzw. Rückwand und dem Gewölbe durch eine bestimmte Konstruktion zu vermeiden. Zu diesem Zwecke ist aber eine ganz besondere Profilgebung der Decke und der Rückwand notwendig. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile auf einem neuen, einfacheren Weg zu beseitigen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Überdeckung des Herdraumes aus mindestens drei in Richtung der Längsachse des Ofens verlaufenden, ebenen oder schwach gewölbtendeckenteilen besteht, von denen die beiden äusseren Deckenteile eine Neigung von mindestens 400 und höchstens 650 zur Horizontalebene einnehmen. Die Aufteilung eines Gewölbes in mindestens drei in Richtung der Längsachse des Ofens verlaufende ebene Teile in Streifenform ist an sich bekannt, jedoch nur für einzeln aufgehängte Steine. Gemäss der Erfindung bildet dagegen jeder Deckenteil, der aus auf einer Tragkonstruktion aufgehängten, und zweckmässig an dieser abgestützten Steinen besteht, mit dieser Tragkonstruktion eine Einheit.
Der mittlere Deckenteil ist für sich abhebbar und kann als Hängedecke mit auf Tragbalken aufgehängten und abgestützten Deckensteinen ausgebildet sein, wobei diese Tragbalken von der Armierung der Seitenwände des Ofens getragen werden.
Durch die Dreiteilung der Überdeckung des Herdraumes in einen mittleren Gewölbe-oder Decken- teil und zwei seitliche streifenförmige Deckenteile hat man es in der Hand, den Winkel zwischen diesen Streifenteilen und den Seitenwänden des Herdraumes so gross zu wählen, dass Wirbelbildungen weitgehend vermindert werden, u. zw. auch dann, wenn die Seitenwände stark nach aussen geneigt sind. Ausserdem wird durch die Dreiteilung der Überdeckung des Herdraumes die Auswechslung dieser Teile und ihrer Steine erleichtert, zumal die Steine unter geringeren Drücken stehen.
Der mittlere oder bzw. und die seitlichen Deckenteile können gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung für sich aus Streifen zusammengesetzt sein.
In der Zeichnung zeigt Fig. l den oberen Teil eines Siemens-Martin-Ofens üblicher Bauart im Quer-
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der Erfindung dargestellt. Diese Darstellungen zeigen nur den oberen Teil des Siemens-Martin-Ofens, weil für die Erfindung nur die Überdeckung des Herdraumes von Bedeutung ist.
In Fig. 1 ist mit 1 das den Herdraum a abdeckende Gewölbe bezeichnet, das sich endweise mittels Widerlager 2,3 an Steher 4 der Ofenarmierung abstützt. Eines der Widerlager kann federnd ausgebildet sein, um die Steine des Gewölbes unter nachgiebigem Druck zu halten. Die Steher 4 sind oben durch Querträger 5 verbunden. Wie bereits einleitend erwähnt wurde, ist der Verschleiss bei der oberen Abdekkung des Herdraumes von Siemens-Martin-Öfen ungleichmässig.
Der Verschleiss ist an der Stelle b, also nahe den Widerlagern und im oberen Teil der Vorder- und Rückwände, am stärksten, bedingt durch die Wirbelbildung der Gase und Flammen, die durch dei verhältnismässig kleinen Winkel verursacht wird, den das Gewölbe oder die Decke mit den angrenzenden Seitenwänden 6,7 (Vorderwand und Rückwand) des Herdraumes a einschliesst. Der stärkere Verschleiss im Bereich b macht eine öftere Auswechslung der dort befindlichen Gewölbesteine erforderlich, was mit erheblichem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden ist, weil das Gewölbe mit grosser Spannweite den Herdraum a überbrückt und demzufolge einen erheblichen Steindruck aufweist.
Gemäss der Erfindung ist nun die Überdeckung des Herdraumes in drei in Richtung der Längsachse des Ofens verlaufende Teile 10, 15 und 16 in Streifenform aufgeteilt, von denen die beiden äusseren Deckenteile 15,16 eine Neigung unter einem spitzen Winkel ci gegen die Horizontalebene E haben, der zwischen 400 und 65 liegt, vorzugsweise aber höchstens 600 beträgt. Bei einem Winkel von der angegebenen Grösse bilden sich weder zwischen dem mittleren Teil 10 und der seitlichen Deckenteilen 15,16, noch zwischen diesen seitlichen Deckentrilen 15,16 und den Seitenwänden 6,7 schädliche Wirbel aus.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der mittlere Deckenteil 10 als ebene Hängedecke ausgeführt. Die Hängesteine sind am Tragbalken 11 aufgehängt und abgestützt. Auch die seitlichen Deckenteile 15,16 sind in Hängekonstruktion ausgeführt ; ihre Steine sind an Trägern 17 aufgehängt und gegen- über diesen abgestützt, wobei die Träger 17 ihrerseits an der Armierung 4 befestigt sind.
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le in ebensolchen Streifen herausgenommen werden. Die Zustellung dieser Streifen erfolgt ausserhalb des Ofens und die Zustellung der Decke selbst beschränkt sich auf das Abheben der verbrauchten bzw. das Einsetzen neuer Gewölbestreifen. Die Steine der seitlichen Deckenteile 15,16 sind unabhängig vom mittleren Deckenteil an der Armierung 4 der Vorder-bzw. Rückwand 6,7 befestigt.
Damit ist ein Auswechseln dieser seitlichen Deckenteile 15,16 möglich, ohne dass der mittlere Deckenteil 10 entfernt oder zerstört werden muss.
Der mittleredeckenteil der Herdraumabdeckung kann auch bogenförmig in Form eines Gewölbes mit zweckmässig schwachem Stich ausgebildet sein. Auch können die seitlichen Deckenteile 15,16 als leicht gekrümmtes Mauerwerk ausgeführt sein. Fig. 3 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel. Die sonstige Bauart des Siemens-Martin-Ofens nach Fig. 3 ist die gleiche wie die nach Fig. 2, und es sind die gleichen Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Selbstredend kann der obere Abschluss des Herdraumes auch in mehr als drei Deekenabschnitte aufgeteilt sein. Wesentlich ist nur, dass die beiden äusseren Deckenteile eine Neigung von mindestens 400 und höchstens 650 zur Horizontalebene einnehmen.
Die seitlichen Deckenteile reichen an der Vorderwand des Siemens-Martin-Ofens bis zur Oberkante der Türöffnung, an der Rückwand etwa bis zur gleichen Höhe. Bei dieser Anordnung entfällt eine Sonderkonstruktion für den Türbogen, wodurch die Zustellung und der Bau des Ofens wesentlich vereinfacht werden.
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Siemens-Martin furnace
It is well known that Siemens-Martin ovens wear and tear on the covering of the oven space, i.e. the
Vault or ceiling, uneven. The areas close to the abutments wear out more than the middle of these covers. It is also known that the upper parts of the side masonry of the hearth space, that is to say the front wall and the rear wall of the furnace, are also subject to relatively heavy wear. The greater wear and tear on the upper part of the front and rear walls and the parts of the vaults near the abutments is due to the formation of vortices in the gases and flames; this is well known and has already been proven several times by flow tests.
The vortex formation occurs in vaults in particular due to the relatively small angle that the vault includes with the adjacent side wall, although other factors, such as, for. B. the static pressure etc., added. The smaller the angle between the vault and the side walls, the stronger the vortex formation and the wear and tear in the corners between the vault and the side walls. If, instead of a vault, a flat ceiling is provided as the upper cover for the hearth of the Siemens-Martin furnace, the angles between this flat ceiling and the side walls of the furnace (rear wall or front wall) are even smaller than with a vault and the damaging one Vortex formation is further intensified.
The signs of wear and tear shown make it necessary to replace the more worn stones on the two outer parts of the vault.
It has already been proposed to avoid the occurrence of such acute angles between the front or rear wall and the vault by a specific construction. For this purpose, however, a very special profile of the ceiling and the rear wall is necessary. The present invention is now based on the object of eliminating the disadvantages indicated in a new, simpler way.
According to the invention, this is achieved in that the covering of the oven space consists of at least three flat or slightly curved ceiling parts running in the direction of the longitudinal axis of the furnace, of which the two outer ceiling parts have an inclination of at least 400 and at most 650 to the horizontal plane. The division of a vault into at least three flat parts in the form of strips running in the direction of the longitudinal axis of the furnace is known per se, but only for individually suspended stones. According to the invention, on the other hand, each ceiling part, which consists of stones suspended on a support structure and suitably supported on this, forms a unit with this support structure.
The middle ceiling part can be lifted off by itself and can be designed as a suspended ceiling with ceiling stones suspended and supported on supporting beams, these supporting beams being supported by the reinforcement of the side walls of the furnace.
By dividing the cover of the hearth space into three parts in a central vault or ceiling part and two lateral strip-shaped ceiling parts, you have the option of choosing the angle between these strip parts and the side walls of the hearth space so large that vortex formation is largely reduced, u . between even if the side walls are strongly inclined outwards. In addition, by dividing the cover of the oven space into three parts, it is easier to replace these parts and their stones, especially since the stones are under lower pressures.
According to a further embodiment of the invention, the middle or and the side ceiling parts can be composed of strips.
In the drawing, Fig. 1 shows the upper part of a Siemens-Martin furnace of conventional design in the transverse
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of the invention shown. These representations only show the upper part of the Siemens-Martin oven, because only the covering of the oven space is important for the invention.
In Fig. 1, 1 denotes the vault covering the hearth space a, which is supported at the end by means of abutments 2, 3 on posts 4 of the furnace reinforcement. One of the abutments can be designed to be resilient in order to hold the stones of the vault under flexible pressure. The uprights 4 are connected at the top by cross members 5. As already mentioned in the introduction, the wear on the upper cover of the hearth space of Siemens-Martin ovens is uneven.
The wear is strongest at point b, i.e. near the abutments and in the upper part of the front and rear walls, due to the vortex formation of the gases and flames, which is caused by the relatively small angle that the vault or ceiling with the adjacent side walls 6,7 (front wall and rear wall) of the hearth space a. The greater wear and tear in area b makes it necessary to replace the vault stones located there more often, which is associated with considerable expenditure of time and effort, because the vault with a large span bridges the hearth space a and consequently has a considerable stone impression.
According to the invention, the covering of the oven space is now divided into three parts 10, 15 and 16 running in the direction of the longitudinal axis of the furnace in strip form, of which the two outer ceiling parts 15, 16 have an inclination at an acute angle ci to the horizontal plane E, which is between 400 and 65, but is preferably at most 600. At an angle of the specified size, no harmful eddies form between the central part 10 and the lateral ceiling parts 15, 16, nor between these lateral ceiling triles 15, 16 and the side walls 6, 7.
In the embodiment according to FIG. 2, the middle ceiling part 10 is designed as a flat suspended ceiling. The hanging stones are suspended from the support beam 11 and supported. The side ceiling parts 15, 16 are also designed as a suspended construction; their stones are suspended from girders 17 and supported against them, the girders 17 in turn being fastened to the reinforcement 4.
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le can be taken out in such strips. The delivery of these strips takes place outside the furnace and the delivery of the ceiling itself is limited to lifting off the used vaulted strips or inserting new vaulted strips. The stones of the side ceiling parts 15, 16 are independent of the middle ceiling part on the reinforcement 4 of the front or. Back wall 6.7 attached.
This enables these side ceiling parts 15, 16 to be replaced without the central ceiling part 10 having to be removed or destroyed.
The central part of the ceiling of the oven cover can also be arched in the form of a vault with an expediently weak stitch. The side ceiling parts 15, 16 can also be designed as slightly curved masonry. Fig. 3 shows such an embodiment. The other design of the Siemens-Martin furnace according to FIG. 3 is the same as that according to FIG. 2, and the same components are provided with the same reference numerals.
Of course, the upper end of the stove area can also be divided into more than three ceiling sections. It is only essential that the two outer ceiling parts have an incline of at least 400 and at most 650 to the horizontal plane.
The side ceiling parts on the front wall of the Siemens-Martin furnace extend to the upper edge of the door opening, and on the rear wall to about the same height. With this arrangement, there is no need for a special construction for the door arch, which considerably simplifies the delivery and construction of the furnace.
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