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Aus übereinandergeschichteten Blechmantelsteinen aufgebauter, grossformatiger, feuer- fester Block
Die Erfindung betrifft einen grossformatigen feuerfesten Block, der aus übereinandergeschichteten, untereinander durch eine Umschnürung und gegebenenfalls auch durch Vermörtelung zusammengehaltenen feuerfesten Blechmantelsteinen aufgebaut ist, und sie setzt sich das Ziel, Massnahmen anzugeben, die den Transport des Blockes und seinen Einbau in einen metallurgischen Ofen, zu dessen Aufbau er bestimmt ist, vereinfachen.
In dem Masse, wie vorgefertigte Blöcke, seien diese nun aus verdichteter Stampfmasse aufgebaut oder aus einzelnen vorgeformten Körpern zusammengestellt, als Zustellungsmaterial für metallurgische Öfen, namentlich Elektroöfen, Eingang gefunden haben, ist man mehr und mehr dazu übergegangen, solche Blöcke mit einer Höhe auszuführen, die vom Boden des Ofens bis zur oberen Begrenzung der Seitenwand, z. B. bei Elektroöfen also bis zur Gefässoberkante, reicht. Nachdem die Dimensionen der Elektroöfen zunehmen, kommt man auf diese Weise zu immer grösseren Blöcken. Dies bedingt Transportprobleme, die besonders bei Blöcken der eingangs genannten Art auftreten.
Nun haben aber anderseits diese Blöcke den Vorteil, dass sie in ihrem Verhalten im Betrieb Eigenschaften entfalten, die jenen von hochwertigen, fabriksmässig erzeugten Steinen entsprechen, aus denen sie ja tatsächlich aufgebaut werden können.
Blöcke, die aus vorfabrizierte Steinen und diese trennenden Blechzwischenlagen bestehen und mit Hilfe von Metallbändern zu einer Einheit verbunden sind, lassen sich ab einer bestimmten, für die vorliegenden Zwecke aber nicht immer ausreichenden Grösse auf die geschilderte Weise nicht mehr so fest zusammenspannen, dass ein gegenseitiges Verschieben der einzelnen Bauelemente der Blöcke unter dem Einfluss der beim Transport auftretenden Beanspruchungen sicher vermieden wird. Kommt es zu solchen Verschiebungen, so sind, sofern der Block nicht überhaupt auseinanderfällt, zeitraubende Nacharbeiten erforderlich, die darauf hinauslaufen, die Steine des Blockes und die Blechzwischenlagen durch Schlagwirkung insgesamt wieder in Blockform zu bringen.
Derartige Massnahmen sind aber nicht einfach ; sie stehen zudem mit dem Blockgedanken in einem grundsätzlichen Widerspruch, denn der Block zielt auf die Anlieferung fertig einsetzbarer Auskleidungseinheiten und die Verminderung von Facharbeit beim Aufbau der Zustellung ab.
Die vorliegende Erfindung weist nun einen Weg, um Blöcke grosser Dimensionen durch Zusammensetzen vorgefertigter feuerfester Formkörper, vorzugsweise von Normalformat, so aufzubauen, dass sie den üblichen Transportbeanspruchungen, aber auch einer sorglosen Behandlungin zufriedenstellender Weise widerstehen. Mit diesem Ziel kennzeichnet sich die vorliegende Erfindung bei einem Block der eingangs genannten Art dadurch, dass wenigstens ein Teil der die Steine zusammenhaltenden Umschnürung senkrecht zur Bodenfläche des Blockes verläuft, die, wie an sich bekannt, von einer Bodenplatte gebildet wird, und auf der Blockoberseite ein dem Transport des Blockes dienendes Querhaupt übergreift.
Eine weitere Verfestigung des Blockes ergibt sich dadurch, dass zumindest einige der die Umschnürung bildenden Bänder mit Blechauflagen von Steinen und gegebenenfalls mit Blockkantenauflagen verschweisst sind.
Der Zusammenhalt eines aus Einzelsteinen bestehenden Blockes wird begünstigt, wenn die feuerfesten Steine oder wenigstens eine wesentliche Zahl derselben mit den Nachbarsteinen durch eine dünne Mörtelschicht verbunden sind ; diese gewährt gleichzeitig auch die Fugendichtheit des Blockes. Hiefür kommt einerseits eine nasse Vermörtelung in Frage, bei der ein z. B. mit Wasserglas oder wässeriger Bittersalzlösung angerührter feuerfester Mörtel verwendet wird. Es kann aber statt dessen auch eine trockene Vermörtelung angewendet werden, in der Weise, dass der feuerfeste Mörtel, der beispielsweise im wesentlichen aus Magnesitmehl besteht, trocken in die Fugen eingefügt wird.
In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Blockes schaubildlich dargestellt.
Der dargestellte Block hat prismatische Form und sei für die Ausmauerung eines Schmelzofens bestimmt.
Er besteht aus einer entsprechenden Anzahl von voll auf Fuge verlegten Blechmantelsteinen 1, die angenommenerweise nur dreiseitig blechummantelt sind, u. zw. so, dass eine ihrer Breitseiten keine Blechauflage trägt. Die unterste Steinlage ruht auf einem Bodenblech 2, und der gesamte Block wird von Blechbändern 3 umgriffen, die ein auf der Blockoberseite aufgelegtes Querhaupt 4, das z. B. ein Kantholz ist, übergreifen und gegen die genannte Oberseite pressen. Dieses Querhaupt enthält Tragösen 5, mittels welcher der Block mit einem Hebezeug erfasst, hochgehoben und abgesetzt werden kann.
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Da es sich um dreiseitig blechummantelte Steine mit einer von Blechauflagen freien Seitenfläche handelt und die Steine flachlegen, erkennt man, dass in den Horizontalfugen jeweils nur eine Blechstärke, in den Vertikalfugen aber zwei Blechstärken vorhanden sein werden. Die sehr feste Verbindung der Blechmäntel mit den Steinkörpern sichert, dass Relativverschiebungen der einzelnen Steinlagen zueinander nur längs der Trennfläche zwischen Blech und feuerfester Masse denkbar sind ; die Zahl dieser Trennfläche ist jedoch um die Hälfte kleiner als bei den eingangs genannten Blöcken.
Dies dürfte die Ursache dafür sein, dass ein solcher Block unter Anwendung von Zugspannungen in den Bändern 3, wie sie unter Verwendung handelsüblicher Eisenbänder und aus der Verpackungstechnik stammender Spannvorrichtungen eingebracht werden können, trotz grosser Länge dieser Bänder einen hinreichend sicheren Zusammenhalt ergeben. Es ist dabei natürlich nicht ausgeschlossen, die Zahl der Bänder 3 zu vergrössern und namentlich auch über die Schmalseiten des Blockes herumlaufende Bänder 6 vorzusehen.
Zum Schutz der Kanten können zwischen den Spannbändern und den feuerfesten Steinen Blechzwischenlagen 7 angeordnet werden. Ferner kann es zweckmässig sein, senkrecht zu den gewichttragenden Bändern 3 verlaufende, den seitlichen Zusammenhalt verbessernde Querbänder 8 vorzusehen. Dabei können die lotrechten Blockkanten mit einen Kantenschutz ergebenden Winkeleisen 9 versehen sein.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Blockbauweise besteht in der Möglichkeit, vorfabrizierte Auskleidungsteile zu schaffen, die aus hochwertigen Spezialsteinen bestehen. So können Steine verwendet werden, die mit metallischen Inneneinlagen, etwa in Form von in Steinlängsrichtung verlaufenden Blechplatten, versehen sind. Zum Aufbau des Blockes eignen sich auch die neuerdings bekanntgewordenen Verbundsteine jener Art, die je aus zwei oder mehr in der Richtung des Temperaturgefälles angeordneten Körpern von sich im Feuer unterschiedlich verhaltenden feuerfesten Stoffen bestehen, die im fertigen Block im schachbrettartigen Wechsel angeordnet sind.
Ausführungsbeispiel : Ein praktisch ausgeführter Block in Spezialmagnesitqualität besteht aus 18 Scharen von Steinen, wobei die Scharen abwechselnd aus 5 Querwölber-Steinen der Grösse +Q 22 (= 131/110x375x76) sowie aus 4 Querwölber-Steinen der Grösse +Q 32 (= 124/110x375x76) und einem Querwölber-Stein der Grösse +QB 2 (= 177/165x375x76), alles dreiseitig blechummantelt, bestehen. Die Steine sind so angeordnet, dass sich eine Grundrissfläche des Blockes ergibt, welche die Form
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te B = 1328 mm, Innenbreite b = 1155 mm ; Höhe 1380 mm, Gewicht zirka 1900 kg.
Dieser Block besitzt eine Bodenplatte aus Eisen, 8 mm stark, und ist durch 6 vertikal und 6 horizontal laufende Blechbänder (1 mm dick, 35 mm breit) zusammengespannt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Grossformatiger feuerfester Block, der aus übereinandergeschichteten, untereinander durch eine Umschnürung und gegebenenfalls auch durch Vermörtelung zusammengehaltenen feuerfesten Blechmantelsteinen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der die Steine zusammenhaltenden Umschnürung (3) senkrecht zur Bodenfläche des Blockes verläuft, die, wie an sich bekannt, von einer Bodenplatte (2) gebildet wird, und auf der Blockoberseite ein dem Transport des Blockes dienendes Querhaupt (4) übergreift.
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