DD286213A5 - Feuerfeststein - Google Patents

Abstract

Ein Feuerfeststein fuer Schmelzoefen ist mit Kuehlkanaelen ausgestattet, die parallel zur Begrenzungsflaeche angeordnet sind, an die die Schmelze anliegt. Ein solcher Feuerfeststein soll zur Einsparung von Material, zur Verringerung der Korrosionserscheinungen und zur Verlaengerung der Standzeit der Schmelzoefen eine verbesserte Ausgestaltung erfahren. Das geschieht dadurch, dasz die Kuehlkanaele in Abhaengigkeit vom Temperaturgradienten und von der Korrosionsgeschwindigkeit an der Begrenzungsflaeche unterschiedliche Querschnittsgroeszen und/oder Abstaende von der Begrenzungsflaeche und/oder Abstaende voneinander haben. Fig. 3{Feuerfeststein; Schmelzofen; Begrenzungsflaeche; Kuehlkanaele, parallel; Temperaturgradient; Korrosionsgeschwindigkeit; Querschnittsgroesze; Abstaende}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuerfeststein für Schmelzöfen, der eine Begrenzungsfläche, an die die Schmelze anliegt, und der in seinem Inneren zu der Begrenzungsfläche im wesentlichen parallele Kühlkanäle aufweist. Die Erfindung ist besonders geeignet zur Zustellung von Glasschmelzwannen oder Glasverarbeitungskanälen, in denen zur Porzeßführung hohe Temperaturen auftreten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits Feuerfeststeine bekannt (DD-PS 240419), bei denen die Korrosion durch im Inneren der Steine in Kühlkanälen geführte Kühlmittel verringert wird. Diese Feuerfeststeine können beispielsweise zur Kühlung der stark korrosionsgefährdeten Zone einer Glasschmelzwanne an der Schwappkante eingesetzt werden (DD-PS 240598). Infolge des dabei oder auch >n anderen Fällen über die Steinbreite bzw. -höhe anliegenden Temperaturgradienten stellen sich stark unterschiedliche Korrosionserscheinungen ein. Die Intensität der Korrosion wird durch die Innenkühlung der Feuer feststeine zwar verringert und damit die Standzeit eines Ofens verlängert, jedoch werden die Differenzen irn Korrosionsabtrag über die Breite bzw. Länge der mit der Schmelze in Berührung kommenden Steinbegrenzungsfläche dadurch nicht beseitigt, so daß nach wie vor ein Bereich des Feuerfeststeines stärker und der andere weniger stark ausgearbeitet ist und die Standzeit des Ofens sich nach dem stärker ausgearbeiteten Bereich bemißt. Die Standzeit der Wanne könnte auf Grund der geringer korrodierten Teile der zur Zustellung benutzten Feuerfeststeine länger sein, so daß dieses Feuerfestmaterial nicht voll ausgenutzt wird.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung soll die aufgezeigten Nachteile der bekannten Lösungen vermeiden und zu einer Einsparung von Feuerfestmaterial sowie zur Verlängerung der Ofenstandzeit führen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feuerfeststein so zu gestalten, daß an ihm auftretende Korrosionserscheinungen trotz örtlich unterschiedlicher thermischer, chemischer und mechanischer Beeinflussungen seiner mit der Schmelze in Berührung stehenden Begrenzungsflächen im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Begrenzungsfläche verteilt und gering sind. Dabei wild davon ausgegangen, daß besonders starke Korrosionen an der Dreiphasengrenze und an den Fugen in einem Schmelzofen auftreten. Es können aber auf Grund von spezifischen Bedingungen auch andere Partien eines Schmelzofens von starken Korrosionserscheinungen betroffen sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in Feuerfeststein vorhandenen Kühlkanäle in Abhängigkeit vom an der Begrenzungsfläche in der Schmelzwanne anliegenden Temperaturgradienten und von dor Korrosionsgeschwindigkeit unterschiedliche Querschnittsgrößen und/oder Abstände von der zu kühlenden Begrenzungsfläche und/oder voneinander haben. Konstruktiv vorteilhaft sind an starkzu kühlenden Stellen der Begrenzungsfläche die Kühlkinäle nicht in einer, sondern in

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mindestens zwei, vorzugsweise gestaffelt hintereinander liegenden Reihen angeordnet sind. Der Querschnitt der Kühlkanäle kann ein Kreis, eine Ellipse, ein Quadrat, ein Rechteck oder eine sonstige, geeignete und leicht herstellbare geometrische Figur sein. Als besonders vorteilhaft bezüglich zur Kühlung der Regrenzungsflftchen wird dar rechteckige oder rechteckähnliche Querschnitt angesehen, dessen längere Rechteckseiten im wesentlichen parallel zur Begrenzungsfläche angeordnet sind. Aus Gründen der Herstellungstechnologie ist es günstig, wenn der Feuerfeststein aus zwei Teilen besteht, von denen der bei Benutzung an einer Schmelzwärme der Schmelze zugewandte teil beispielsweise aus SG 30 oder SG 40 hergestellt ist und, der Begrenzungsfläche abgewandt, eine Ausnehmung aufweist, die eine Ausfüllung, beispielsweise aus Feuerbeton oder Mörtel, enthält. Die Kühlkanäle befinden sich in der Ausfüllung, end zwar in dem Bereich der Grenzfläche zum schmelzgegossenen Teil (SG 30), der der Begrenzungsfläche zur Schmelze am nächsten liegt.

Zur besseren Verbindung zwischen der Ausfüllung und dem schmekgegossenen Teil sind Ausnehmung und Ausfüllung in Form eines Pyramidenstumpfes oder eines Prismas oder Prismenstumpfes ausgebildet, dessan größere Grundfläche im Inneren dis Feuerfeststeines und zur Begrenzungsfläche im wesentlichen parallel angeordnet ist.

In manchen Fällen, insbesondere bei der Eindämmung der Schwappkantenkorrosion kann es auch vorteilhaft sein, die Kühlkanäle in einer Fläche anzuordnen, die dem Verlauf der erwarteten Korrosionsfigur entspricht. Dadurch werden eine konzentrische Kühlwirkung genau in der Korrosionslinie und ein minimaler Korrosionsfortschritt erzielt.

Ausführungsbelsplele

Die Erfindung wird nachstehend in fünf Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feuerfeststeines, in dem die Kühlkanäle unterschiedliche Abstände von der Begrenzungsfläche haben; Fig. 2: einen Längsschnitt durch einen Feuerfeststein mit zwei Reihen Kühlkanälen;

Fig. 3: einen Längsschnitt durch einen Feuerfeststein mit Kühlkanälen von unterschiedlicher Querschnittsgröße; Flg.4: einen Längsschnitt eines Feuerfesvsteines, der eine der erwarteten Korrosionsfigur entsprechende Verteilung der

Kühlkanäle aufweist und Fig. 5: einen Längsschnitt eines Feuerfeststeines, der eine zur Fugenkühlung besonders geeignete Kühlkanalanordnung besitzt.

Die Figuren 1 bis 4 gehen hinsichtlich ihrer Ausbildungen von der Lage der Schwappkante 1 aus, die im Zusammentreffen von Schmelze 2, Ofenatmosphäre 3 und Feuerfeststein 4 entsteht.

In Fig. 1 hat der Feuerfeststein 4 beispielsweise die in mm angegebenen Kantenlängen von 450 χ 250 x 1000. Er ist mit rechteckigen Kühlkanälen 5 gleichen Querschnitts versehen, die von der mit der Schmelze 2 in Berührung stehenden Begrenzungsfläche 6 unterschiedliche Abstände a haben. Damit von Anfang an der Feuerfeststein 4 an der Schwappkante 1 eine ausreichende Kühlung erfährt, sollte der Abstand a des der Schwappkante 1 am nächsten gelegenen Kühlkanals 51 von der Begrenzungsfläche β nicht größer als 80 mm sein. Die Abstände der anderen, von einom KC hlmittel durchströmten Kanäle 5 der Begrenzungsfläche 6 sind größer als 80mm.

In Fig. 2 weist der Feuerfeststein 4 in der Höhe der Schwappkante 1 zwei Reihen (Ebenen) 52; 53 von Kühlkanälen 5 mit gleichgeformten und gleichgroßen Querschnitten auf.

Der in Fig.3 dargestellte Feuerfeststein 4 läßt zwei Teile erkennen, von denen ein Teil 41 aus SG 30 oder einem anderen schmelzgegossenen Material besteht und an der der Grenzfläche 6 abgewandten Seite eine Ausnehmung 7 aufweist, in der sich der andere beispielsweise aus Feuerbeton bestehende Teil 42 als Ausfüllung befindet. In der Ausfüllung 42 sind entlang dem der Schwappkante 1 am nächsten angeordneten Teil 8 der Grenzfläche der Ausnehmung 7 Kühlkanäle 5 ;nit kreisförmigen, aber unterschiedlich großen Querschnitten vorgesehen, von denen der Kühlkanal 51, der der Schwappkante 1 am nächsten liegt, den größten Querschnitt hat, deshalb bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit die größte Menge Kühlmittel durchläßt und die stärkste Kühlung verursacht. Außerdem variiert der Abstand b zwischen den einzelnen Kühlkanälen 5 in Abhängigkeit von der erstrebten Kühlwirkung. Die Vsrteilung der Querschnittsgrößen und der Abstände b der Kühlkanäle 5 ist so bemessen, daß entlang der Begrenzungsfläche β eine minimale Korrosion eintritt.

Fjg.4 zeigt wieder einen Feuerfeststein 4, der aus zwei Teilen 41; 42 unterschiedlichen Materials besteht von denen der Teil 42 eine Ausfüllung der Ausnehmung 7 des Teiles 41 ist. In der Ausfüllung 42 sind entlang der Grenzfläche Ö der Ausnehmung 7 Kühlkanäle 5 in unterschiedlichen Abständen b voneinander so angeordnet, daß sie im Bereich der Schwappkante am dichtesten beieinander liegen. An der Dreiphasengrenze wird in der Begrenzungsfläche 6 eine zulässige Korrosionsfigur 9 erwartet. Entsprechend ist auch die Grenzfläche 8 mit einer Ausbuchtung 10 versehen, an der sich die Kühlkanäle 5 konzentrieren. Durch die Anordnung der gleichgeformten, zylindrischen Kühlkanäle 5 wird erreicht, daß die Korrosionslinie in Vordringrichtung konzentrisch gekühlt wird.

Fig.b zeigt einen Feuerfeststein 4, bei dem der mit einer im Querschnitt trapezförmigen Ausnehmung 7 versehene Teil 41 eine Ausfüllung 42 enthält, in der sich an den Grenzflächen zum Teil 41 rechteckige Kühlkanäle 5 befinden. Zum bevorzugten Kühlen von nicht dargestellten Horizontalfugen befinden sich Kühlkanäle 64; 55 auch an den schrägen Trapezseiten 71; 72, wobei der Abstand a der Begrenzungsfläche 6 von den Kanälen 5; 54; 55100mm und der Abstand c der Kanäle 54; 55 von den entsprechenden fugenbildenden Seitenflächen 61; 62 60mm nicht übersteigen soll.

Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellten Querschnitte und Abstände der Kühlkanäle sind vielfältig miteinander variierbar. Die Erfindung ist ebensowenig an die genannten Maße wie an die Anzahl der Teile gebunden. In Fig. 5 kann die Ausnehmung 7 die einer vierseitigen Pyramide oder eines vierseitigen Prismas haben. Schließlich können die Kühlkanäle 5 der nebeneinander gesetzten Feuerfeststeine 4 sich aneinander anschließen und nur an ausgewählten Stellen, z.B. an den Wannenecken, mit einem zentralen Kühlsystem verbunden sein, oder es kann jeder Feuerfeststein über einem getrennten Anschluß mit dem zentralen Kühlsystem in Verbindung stehen.

Claims (6)

1. Feuerfeststein für Schmelzöfen, der eine Begrenzungsfläche aufweist, an die die Schmelze anliegt und der im Inneren zu der Begrenzungsfläche im wesentlichen parallele Kühlkanäle aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß die Kühlkanäle in Abhängigkeit vom Temperaturgradienten und von der Korrosionsgeschwindigkeit an der Begrenzungsfläche unterschiedliche Querschnittsgrößen und/oder Abstände von der Begrenzungsfläche und/oder Abstände voneinander haben.

2. Feuerstein gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kühlkanäle in einer Fläche angeordnet sind, die einer zu erwartenden Korrcsiorisfigur entspricht.

3. Feuerfeststein gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Kühlkanäle in einer Ausfüllung angeordnet sind, die sich in einer i'.jr Begrenzungsfläche des Steines abgewandt liegenden Ausnehmung befindet, wobei die Kühlkanäle an dem Teil der Grenzfläche zwischen Ausnehmung und Ausfüllung angeordnet sind, der der Begrenzungsfläche am nächsten liegt.

4. Feuerfeststein gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausnehmung und die Ausfüllung die Form eines Pyramidenstumpfes oder Prismas haben, dessen Grundfläche zur Begrenzungsfläche im wesentlichen parallel angeordnet ist.

5. Feuerfeststein gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Kühlkanäle in zwei Ebenen, vorzugsweise gegeneinander versetzt, angeordnet sind.

6. Feuerfeststein, gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Kühlkanäle bandartig ausgebildet und parallel zur Begrenzungsfläche gerichtet sind.