WO2006072425A1 - Hitzeschutzkörper für ein schutzsystem für eine ofeninnenwand - Google Patents

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Joachim Meurer
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Definitions

  • the invention relates to a heat protection body for a protection system for a furnace inner wall. Furthermore, the invention relates to a protection system for a boiler tube wall and a method for producing such a protection system.
  • the inner walls of industrial furnaces must be protected by special protection systems from the very hot and corrosive combustion gases.
  • the furnace inner wall is formed as a Kesseirohrwand.
  • the boiler tube wall is coated with a ceramic mass, for example silicon carbide.
  • steel pins are welded to the tubes at regular intervals, which protrude into the ceramic layer, and thus cause a clamping between the boiler tube wall and the layer.
  • the boiler tube wall is covered by pipe protection plates.
  • the pipe protection plates are held by projecting from the Kesseirohrwand holding elements which engage in corresponding molded into the back of the pipe protection plates recesses or grooves, individually.
  • the space between the boiler tube wall and the pipe protection plates is back-filled with a ceramic-monolithic filling material, for example mortar or silicon carbide.
  • the present invention seeks to provide a heat protection body, which is characterized by a long service life, is inexpensive to manufacture and can be easily mounted on a boiler tube wall. It is another object of the invention to provide an effective protection system for a boiler tube wall and an easy to implement method for mounting a protection system for a boiler tube wall.
  • the first object is achieved with a heat protection body for a protection system for a furnace inner wall having a front side, a back side and the front side connecting the front side edge sides, that the heat protection body has on its back at least one holding element, which consists of the same or a similar material the heat protection body is made.
  • the heat protection body according to the invention is characterized by a very simple structure. Since a rear recess or groove for receiving a retaining element in the heat protection body according to the invention does not have to be provided, the heat protection body can be made relatively thin-walled and thus easy. By means of the formed on the back of the heat protection body at least one holding element, this can be easily anchored in a layer to be protected on the furnace inner wall, such as a boiler tube wall, applied layer.
  • the heat protection body and the retaining element according to the invention are made of the same material, ie have the same thermal and / or mechanical properties. As a result, thermal stresses as a result of different thermal expansion coefficients can not occur at the transition between the heat protection body and the retaining element. This contributes significantly to the longevity of the heat protection body according to the invention.
  • the heat protection body and the holding element are integrally formed.
  • the entire heat protection body can be made in a molding step, without further manufacturing steps, for example, for fixing the retaining element on the body, are required.
  • the heat protection body and the holding element are made of a ceramic material, since this has a particularly high thermal stability.
  • the use of materials based on silicon carbide and / or aluminum oxide is particularly advantageous.
  • the retaining element of the heat protection body can take different forms. A particularly secure anchoring of the retaining element in the layer applied to the furnace inner wall to be protected layer is ensured when the holding element is in the form of a hook or anchor. In the case of a hook-shaped holding element this is preferably at an angle of approx. 30 ° or approx. 45 ° from the back of the heat protection body.
  • the heat protection body has a smooth front.
  • the front surface has a low porosity surface so that it is substantially impermeable to solids (especially dust), liquids and / or gases. This effectively prevents the accumulation and / or infiltration of fly ash during furnace operation.
  • the heat protection body When anchoring the heat protection body according to the invention in a layer applied to the furnace inner wall, the heat protection body as such is slightly pressed into the layer. This layer material is displaced. If several heat protection bodies are anchored in the layer, the displaced material enters the joints formed between adjacent heat protection bodies.
  • the heat protection body at the edge sides in each case has a longitudinal groove. This groove can accommodate the displaced layer material. It is particularly advantageous if the groove cross section has the shape of a circle segment. The opposing grooves of adjacent heat protection bodies thus form a cylinder volume into which the displaced layer material can enter.
  • the front and back of the heat protection body are rectangular and two opposite. Edge sides are beveled towards the front and back.
  • the bevel of the opposite edge sides means in the context of the invention that they are not arranged at right angles to the front and back, but in cross section with front and Forming a parallelogram on the back.
  • a protective system for a boiler tube wall comprising a ceramic layer applied to the boiler tube wall and at least one heat protection body mounted on the layer according to one of claims 1 to 9, wherein the ceramic layer with the boiler tube wall is clamped over at least one of the Kesseirohrwand projecting holding element and wherein the heat protection body is anchored via its at least one holding element in the ceramic layer.
  • the protection system according to the invention provides an effective and inexpensive to implement protection for boiler tube walls.
  • the cladding of the wall by at least one heat shield largely prevents the entry of hot, corrosive gases into the protection system.
  • the heat protection bodies are no longer directly mechanically connected to the Kesslerohrwand, which is why expensive precision welding can be omitted.
  • the ceramic layer may consist of different materials. Be particularly useful ceramic monolithic materials such. B. Casting, stamping, spraying or lubricating compounds based on silicon carbide and / or aluminum oxide.
  • the at least one holding element projecting from the boiler tube wall can have different geometries.
  • Anchors in particular as Y-anchors, boiler tube pins, slotted pins or wave anchors, in particular made of metal, are preferably used.
  • the holding element which serves to clamp the Kesseirschreibwand with the ceramic layer may be provided on the tubes as well as on the webs connecting the tubes.
  • the at least one retaining element is arranged in alignment with the at least one retaining element of the heat protection body.
  • the protection system comprises a plurality of heat protection bodies, wherein the joints formed between the heat protection bodies are filled with temperature-resistant ceramic fiber material.
  • the fiber material filled in the joints has favorable sealing properties and, due to its elasticity, can absorb the thermally induced expansion of the heat protection bodies, without stressing the material.
  • the method according to the invention is simple and inexpensive to carry out, since, in contrast to methods known from the prior art, method steps which require high precision can be dispensed with.
  • the holding elements are attached to the boiler tube wall. These can be mounted in detail on the pipes and / or on the webs located between the pipes.
  • the ceramic layer is applied to the boiler tube wall. This can be done by means of different application techniques. Preferably, the layer is sprayed, stamped, cast or lubricated. After completion of the order, the setting process is initiated on the ceramic layer. As long as the layer is still malleable, d. H . not yet completely set, the at least one retaining element of the heat protection body is pressed into the ceramic layer, so that the heat protection body is seated on the ceramic layer.
  • the setting speed of the binder contained in the ceramic layer can be precisely adjusted by adding retarders or accelerators.
  • Fig. 1 shows a heat protection body according to the invention in a perspective view
  • Fig. 2 shows the heat protection body of FIG. 1 in side view
  • Fig. 3 shows the detail X from FIG. 2 in longitudinal section of the heat protection body from FIG. 2,
  • Fig. 4 shows an inventive system for protecting a boiler tube wall in plan view
  • Fig. 5 shows the detail Y from FIG. 5 in cross section of the heat protection body of the protection system of FIG. 4 and
  • FIG. 6 The protection system of FIG. 4 in an alternative embodiment.
  • the in Fig. 1 heat protection body according to the invention for a protective system for an inner wall of a furnace, in particular for a boiler tube wall has a front 3, a back 2, wherein the front and back 3, 2 are rectangular, and the front 3 with the rear side 2 connecting edge sides 4a, 4b, 4c, 4d.
  • the heat protection body 1 has at least one - in the present case three - mutually arranged holding elements 5.
  • the holding elements 5 In each case, they are designed in the shape of a hook, whereby they are each held at an angle of approx. Protrude 45 ° from the back 2 of the heat protection body 1.
  • the retaining elements can also be designed differently, for example anchor-shaped.
  • the holding elements 5 are made of the same material as the heat protection body 1.
  • heat protection body 1 and holding elements 5 consist uniformly of the ceramic material silicon carbide.
  • the front 3 of the heat protection body 1 has a particularly smooth surface, so that during operation, the deposition of fly ash can be almost completely avoided.
  • the opposite edge sides 4a, 4c are bevelled with respect to the front 3 and the back 2, d. H. they do not form a right angle to the front 3 and the back 2 in contrast to the two other edge sides 4b, 4d.
  • the heat protection body 1 thus has the shape of a parallelogram.
  • a second heat protection body arranged adjacent to the heat protection body 1 has a likewise bevelled edge side corresponding to the bevelled edge side 4c.
  • the heat protection body 1 in each case has a longitudinal groove 6a, 6b on its four edge sides 4a, 4b, 4c, 4d, whose cross-section preferably takes the form of a circle segment.
  • a longitudinal groove 6a, 6b on its four edge sides 4a, 4b, 4c, 4d, whose cross-section preferably takes the form of a circle segment.
  • FIG. 3 and FIG. 5 particularly close recognizable, close each other facing edge sides of each adjacent heat protection body 1 due to the shape of the groove cross-sections and j ered position of the grooves 6a, 6b relative to the parallel edges of the edge sides each have a cylinder volume 7 a.
  • the in Fig. 4 and in a modified embodiment in FIG. 6 illustrated protection system 8 comprises a boiler tube wall 9, which in turn is composed of parallel tubes 10 and the tubes 10 connecting webs 11. Furthermore, the protection system includes a one-sided on the Kesseirohrwand 8 - for example by. Injection - applied ceramic layer 9, which consists of a ceramic-monolithic material, for example mortar or silicon carbide. The ceramic layer 9 is clamped to the boiler tube wall 8 via pins 10a welded to the tubes of the boiler tube wall. As an alternative to the pins, Y anchors may also be provided.
  • Hitzetikk ⁇ rper 1 of the type described above are arranged one above the other like a checkerboard and side by side.
  • the heat protection body 1 are about their holding elements 5 in the ceramic layer. 9 anchored.
  • the heat protection body 1 are pressed into the ceramic layer with their holding elements 5 vorderst and thus securely anchored on the support members 5 in the layer 9.
  • the ceramic must Layer still be malleable, ie not yet cured.
  • the layer material displaced when the heat protection body 1 is pressed in penetrates into the joints between each of the adjacent heat protection bodies 1, where it is absorbed by the cylinder volume 7, 7 'enclosed by the grooves 6a, 6b.
  • the layer material can be removed after assembly from the joints and replaced by a fiber material, which can absorb the thermal expansion of the heat protection body 1 due to its elasticity particularly well without it comes to material stress voltages.
  • Fig. 6 illustrated alternative embodiment of the protection system are provided instead of the welded to the tubes boiler tube pins as Y-armature retaining elements 12 on the webs 11, which take over the clamping of the ceramic layer 9 with the boiler tube wall.
  • the holding elements 12 are formed as Y-anchors and partially arranged in alignment with the hook-shaped holding elements 5 of the heat protection body 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hitzeschutzkörper (1) für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand mit einer Vorderseite (3), einer Rückseite (2) und die Vorderseite (3) mit der Rückseite (2) verbindenden Randseiten (4a, 4b, 4c, 4d). Der Hitzeschutzkörper (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass er an seiner Rückseite (2) wenigstens ein Halteelement (5) aufweist, welches aus dem gleichen Werkstoff wie der Hitzeschutzkörper (1) gefertigt ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Schutzsystem für einen Kesselrohrwand sowie ein Verfahren zur Montage eines solchen Schutzsystems.

Description

Hitzeschutzkörper für ein Schutzsystem für eine
Ofeninnenwand
Die Erfindung betrifft einen Hitzeschutzkörper für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand. Weiter betrifft die Erfindung ein Schutzsystem für eine Kesselrohrwand sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schutzsystems .
Die Innenwände industrieller Feuerungsöfen, beispielsweise in Müllverbrennungsanlagen, müssen durch spezielle Schutzsysteme vor den sehr heißen und korrosiv wirkenden Verbrennungsgasen geschützt werden . Bei einem aus der Praxis bekannten Ofen ist die Ofeninnenwand als Kesseirohrwand ausgebildet . Zum Schutz vor den Verbrennungsgasen ist die Kesselröhrwand mit einer keramischen Masse , beispielsweise Siliziumcarbid, beschichtet . Um einen sicheren Halt der keramischen Schicht an der Kesselrohrwand zu gewährleisten, sind an die Rohre in regelmäßigen Abständen Stahlstifte angeschweißt , welche in die keramische Schicht hineinragen, und so eine Verklammerung zwischen der Kesselrohrwand und der Schicht bewirken.
Problematisch an diesem relativ kostengünstig zu realisierenden Wandschutz ist die rauhe Oberfläche der keramischen Schicht an der dem Ofeninnenraum zugewandten Seite . An dieser lagert sich während des Ofenbetriebes Flugasche an, welche mit der Zeit mit der keramischen Schicht reagiert , was zu harten Verkrustungen der Oberfläche führt . Diese müssen unter hohem Arbeitsaufwand entfernt werden . Zudem treten Verbrennungsgase in die poröse Schicht ein, was nach einiger Zeit zur Korrosion der in die Schicht hineinragenden Stahlstifte führt . Dies kann wiederum dadurch verhindert werden, dass die Metallstifte mit Kappen aus ebenfalls keramischen Material , beispielsweise Siliziumcarbid, versehen werden . Hierbei handelt es sich allerdings um eine aufwendige und teure Maßnahme .
Bei einem weiteren ebenfalls aus der Praxis bekannten Wandschutz ist die Kesselrohrwand durch Rohrschutzplatten verkleidet . Die Rohrschutzplatten werden dabei durch von der Kesseirohrwand abstehende Halteelemente, die in entsprechende in die Rückseite der Rohrschutzplatten eingeformte Ausnehmungen oder Nuten eingreifen, einzeln gehalten. Der Zwischenraum zwischen Kesselrohrwand und den Rohrschutzplatten ist mit einer keramisch-monolithischen Füllmasse , beispielsweise Mörtel oder Siliziumcarbid hintergossen .
Ein solches Schutzsystem ist j edoch ebenfalls mit Nachteilen behaftet . So müssen die die Rohrschutzplatten tragenden Halteelemente mit großer Präzision an die Rohre bzw. die die Rohre untereinander verbindenden Stege geschweißt werden, um einen möglichst spaltfreie Bedeckung der Kesseirohrwand durch die Rohrschutzplatten zu gewährleisten . Zudem sind die Rohrschutzplatten des beschriebenen Typs relativ schwer, da sie aufgrund der in ihre Rückseiten j eweils eingeformten Ausnehmungen bzw. Nuten eine Mindestdicke nicht unterschreiten können. Weiterhin ist der Aufbau eines solchen Schutzsystems mit einem beträchtlichen Montageaufwand verbunden. Schließlich kann es durch die Rauchgase auch zur Korrosion der Halteelemente kommen, weshalb diese nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden müssen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , einen Hitzeschutzkörper zu schaffen, welcher sich durch eine lange Lebensdauer auszeichnet , kostengünstig in der Herstellung ist und einfach an einer Kesselrohrwand montiert werden kann . Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein wirksames Schutzsystem für eine Kesselröhrwand sowie ein einfach zu realisierendes Verfahren zur Montage eines Schutzsystems für eine Kesselrohrwand anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird mit einem Hitzeschutzkörper für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand mit einer Vorderseite , einer Rückseite und die Vorderseite mit der Rückseite verbindenden Randseiten dadurch gelöst , dass der Hitzeschutzkörper an seiner Rückseite wenigstens ein Halteelement aufweist , welches aus dem gleichen oder einem gleichartigen Werkstoff wie der Hitzeschutzkörper gefertigt ist .
Der erfindungsgemäße Hitzeschutzkörper zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau aus . Da eine rückseitige Ausnehmung bzw. Nut zur Aufnahme eines Halteelementes bei dem erfindungsgemäßen Hitzeschutzkörper nicht vorgesehen sein muss , kann der Hitzeschutzkörper relativ dünnwandig und damit leicht ausgeführt sein . Mittels des an der Rückseite des Hitzeschutzkörpers ausgebildeten wenigstens einen Halteelements kann dieser problemlos in einer auf die zu schützende Ofeninnenwand, beispielsweise eine Kesselrohrwand, aufgetragenen Schicht verankert werden . Der Hitzeschutzkörper und das Halteelement sind erfindungsgemäß aus dem gleichen Werkstoff gefertigt , weisen also die gleichen thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften auf . Dadurch kann es an dem Übergang zwischen dem Hitzeschutzkörper und dem Halteelement nicht zu thermischen Spannungen infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten kommen. Dies trägt entscheidend zur Langlebigkeit des erfindungsgemäßen Hitzeschutzkörpers bei .
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Hitzeschutzkörper und das Halteelement einstückig ausgebildet . Somit kann der gesamte Hitzeschutzkörper in einem Formungsschritt gefertigt werden, ohne dass weitere Fertigungsschritte, beispielsweise zur Befestigung des Halteelementes auf dem Grundkörper, erforderlich sind.
Vorzugsweise sind der Hitzeschutzkörper und das Halteelement aus einem keramischen Werkstoff gefertigt , da dieser eine besonders hohe thermische Stabilität aufweist . Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung von Materialien auf der Basis von Siliziumcarbid und/oder Aluminiumoxid.
Das Halteelement des Hitzeschutzkörpers kann unterschiedliche Formen annehmen . Eine besonders sichere Verankerung des Halteelements in der auf die zu schützende Ofeninnenwand aufgetragenen Schicht ist gewährleistet , wenn das Halteelement in Form eines Hakens oder Ankers ausgebildet ist . Im Falle eines hakenförmigen Halteelementes steht dieses vorzugsweise in einem Winkel von ca . 30 ° oder ca . 45 ° von der Rückseite des Hitzeschutzkörpers ab . Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hitzeschutzkörper eine glatte Vorderseite aufweist . Vorzugsweise weist die Vorderseite eine Oberfläche mit geringer Porosität auf , so dass diese -im Wesentlichen undurchlässig bzw. abweisend für Feststoffe (insbesondere Staube) , Flüssigkeiten und/oder Gase ist . Dies verhindert wirksam die Anlagerung und/oder Infiltration von Flugasche während des Ofenbetriebes .
Bei der Verankerung des erfindungsgemäßen Hitzeschutzkörpers in einer auf die Ofeninnenwand aufgetragenen Schicht wird auch der Hitzeschutzkörper als solcher geringfügig in die Schicht eingedrückt . Dabei wird Schichtmaterial verdrängt . Werden mehrere Hitzeschutzkörper in der Schicht verankert , so tritt das verdrängte Material in die zwischen benachbarten Hitzeschutzkörpern gebildete Fugen ein . Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dazu vorgesehen, dass der Hitzeschutzkörper an den Randseiten j eweils eine Längsnut aufweist . Diese Nut kann das verdrängte Schichtmaterial aufnehmen. Besonders vorteilhaft ist es , wenn der Nutquerschnitt die Form eines Kreissegments hat . Die sich gegenüberliegenden Nuten benachbarter Hitzeschutzkörper bilden somit ein Zylindervolumen, in das das verdrängte Schichtmaterial eintreten kann .
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Vorderseite und Rückseite des Hitzeschutzkörpers rechteckig ausgebildet sind und zwei gegenüberliegende. Randseiten gegenüber Vorder- und Rückseite abgeschrägt sind. Die Abschrägung der gegenüber liegenden Randseiten bedeutet im Sinne der Erfindung, dass diese nicht rechtwinklig zu Vorder- und Rückseite angeordnet sind, sondern im Querschnitt mit Vorder- und Rückseite ein Parallelogramm ausbilden . Ein Hitzeschutzkörper der beschriebenen Geometrie, welcher zusammen mit gleichartigen Hitzeschutzkörpern eine Ofeninnenwand bedeckt , wobei j eweils benachbarte Hitzeschutzkörper korrespondierende schräg verlaufende Randseiten aufweisen, kann im Falle einer Beschädigung besonders leicht ausgetauscht werden .
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird auch durch ein Schutzsystem für eine Kesselrohrwand gelöst , wobei das Schutzsystem eine auf die Kesselrohrwand aufgetragene keramische Schicht und wenigstens einen auf der Schicht aufsitzenden Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst , wobei die keramische Schicht mit der Kesselrohrwand über wenigstens ein von der Kesseirohrwand abstehendes Halteelement verklammert ist und wobei der Hitzeschutzkörper über sein wenigstens ein Halteelement in der keramischen Schicht verankert ist .
Das erfindungsgemäße Schutzsystem bietet einen wirksamen und kostengünstig zu realisierenden Schutz für Kesselrohrwände . Die Verkleidung der Wand durch wenigstens einen Hitzeschutzkörper verhindert weitgehend den Eintritt heißer, korrosiver Gase in das Schutzsystem. Zudem werden die Hitzeschutzkörper nicht mehr direkt mechanisch mit der Kesslerohrwand verbunden, weshalb aufwendige Präzisionsschweißarbeiten entfallen können . Für weitere Vorteile insbesondere in bezug auf den Hitzeschutzkörper gilt das Vorstehende .
Die keramische Schicht kann aus verschiedenen Materialien bestehen . Als besonders zweckmäßig erweisen sich keramischmonolithische Werkstoffe, wie z . B . Gieß- , Stampf- , Spritz- oder Schmiermassen auf Basis von Siliciumcarbid und/oder Aluminiumoxid.
Das wenigstens eine von der Kesselrohrwand abstehende Halteelement kann unterschiedliche Geometrien aufweisen. Bevorzugt werden Anker, insbesondere als Y-Anker, Kesselrohrstift , Schlitzstift oder Wellenanker, insbesondere aus Metall , eingesetzt .
Das Halteelement , welches der Verklammerung der Kesseiröhrwand mit der keramischen Schicht dient , kann an den Rohren wie auch an den die Rohre verbindenden Stegen vorgesehen sein. Bevorzugt ist das wenigstens eine Halteelement zu dem wenigstens einen Halteelement des Hitzeschutzkörpers fluchtend angeordnet .
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Schutzsystem mehrere Hitzeschutzkörper, wobei die zwischen den Hitzeschutzkörpern gebildeten Fugen mit temperaturbeständigen keramischen Fasermaterial gefüllt sind. Das in die Fugen gefüllte Fasermaterial weist günstige Dichteigenschaften auf und kann aufgrund seiner Elastizität die thermisch bedingte Ausdehnung der Hitzeschutzkörper aufnehmen, ohne dass es zu materialbelastenden Spannungen kommt .
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Montage eines Schutzsystems für eine Kesselrohrwand gemäß den Ansprüchen 13 bis 18 gelöst , welches durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist :
— Befestigung der Halteelemente an der Kesselrohrwand,
— Auftragen der keramischen Schicht auf die Kesse1röhrwand, — zumindest teilweises Abbinden der keramischen Schicht und
- Eindrücken des wenigstens einen Halteelements des Hitzeschutzkörpers in die keramische Schicht im noch nicht vollständig- abgebundenen Zustand (z . B . im pastösen Zustand) der keramischen Schicht , so dass der Hitzeschutzkörper auf der keramischen Schicht aufsitzt .
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und kostengünstig durchzuführen, da im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren auf Verfahrensschritte, die eine hohe Präzision erfordern, verzichtet werden kann .
Zunächst werden die Halteelemente an der Kesselrohrwand befestigt . Diese können im einzelnen an den Rohren oder/und an den zwischen den Rohren befindlichen Stegen montiert werden. Anschließend erfolgt der Auftrag der keramischen Schicht auf die Kesselröhrwand . Dies kann mittels verschiedener Auftragstechniken geschehen . Vorzugsweise wird die Schicht aufgespritzt , -gestampft , -gegossen oder -geschmiert . Nach vollzogenem Auftrag wird bei der keramischen Schicht der Abbindeprozess eingeleitet . Solange die Schicht noch formbar ist , d. h . noch nicht vollständig abgebunden ist , wird das wenigstens eine Halteelement des Hitzeschutzkörpers in die keramische Schicht- eingedrückt , so dass der Hitzeschutzkörper auf der keramischen Schicht aufsitzt . Die Abbindegeschwindigkeit des in der keramischen Schicht enthaltenen Bindemittels kann durch Zugabe Verzögerungsmitteln oder Beschleunigern präzise eingestellt werden . Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert .
Es zeigen :
Fig . 1 einen erfindungsgemäßen Hitzeschutzkörper in perspektivischer Ansicht ,
Fig . 2 den Hitzeschutzkörper der Fig . 1 in Seitenansicht ,
Fig . 3 die Einzelheit X aus Fig . 2 im Längsschnitt des Hitzeschutzkörpers aus Fig . 2 ,
Fig . 4 ein erfindungsgemäßes Schutzsystem für eine Kesselrohrwand in Draufsicht ,
Fig . 5 die Einzelheit Y aus Fig . 5 im Querschnitt der Hitzeschutzkörper des Schutzsystems aus Fig . 4 und
Fig . 6 Das Schutzsystem der Fig . 4 in einer alternativen Ausführung .
Der in Fig . 1 gezeigte erfindungsgemäße Hitzeschutzkörper 1 für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand, insbesondere für eine Kesselrohrwand, weist eine Vorderseite 3 , eine Rückseite 2 , wobei Vorder- und Rückseite 3 , 2 rechteckig ausgeführt sind, und die Vorderseite 3 mit der Rückseite 2 verbindende Randseiten 4a, 4b, 4c, 4d auf . An seiner Rückseite weist der Hitzeschutzkörper 1 wenigstens ein - vorliegend drei - untereinander angeordnete Halteelemente 5 auf . Vorliegend sind die Halteelemente 5 hakenförmig gestaltet , wobei sie j eweils in einem Winkel von ca . 45° von der Rückseite 2 des Hitzeschutzkörpers 1 abstehen. Die Halteelemente können auch anders , beispielsweise ankerförmig, gestaltet sein .
Erfindungsgemäß sind die Halteelemente 5 aus dem gleichen Material gefertigt wie der Hitzeschutzkörper 1. Vorliegend bestehen Hitzeschutzkörper 1 und Halteelemente 5 einheitlich aus dem keramischen Werkstoff Siliziumcarbid.
Die Vorderseite 3 des Hitzeschutzkörpers 1 weist eine besonders glatte Oberfläche auf, so dass im Betrieb die Ablagerung von Flugasche praktisch vollständig vermieden werden kann .
Wie insbesondere aus Fig . 2 hervorgeht , sind die gegenüberliegenden Randseiten 4a, 4c gegenüber der Vorderseite 3 und der Rückseite 2 abgeschrägt , d. h. sie bilden im Gegensatz zu den zwei anderen Randseiten 4b, 4d keinen rechten Winkel zu der Vorderseite 3 und der Rückseite 2 aus . In der Seitenansicht der Fig . 2 hat der Hitzeschutzkörper 1 somit die Form eines Parallelogramms . Wie in Fig . 2 (unten) angedeutet, weist ein zu dem Hitzeschutzkörper 1 benachbart angeordneter zweiter Hitzeschutzkörper eine zu der abgeschrägten Randseite 4c korrespondierende ebenfalls abgeschrägte Randseite auf . Der Vorteil der abgeschrägten gegenüberliegenden Randseiten liegt darin, dass beschädigte Hitzeschutzkörper, welche zusammen mit gleichartigen Hitzeschutzkörpern eine Ofeninnenwand bedecken, besonders leicht ausgetauscht werden können .
Weiterhin weist der Hitzeschutzkörper 1 an seinen vier Randseiten 4a, 4b , 4c , 4d j eweils eine Längsnut 6a, 6b auf , deren Querschnitt vorzugsweise die Form eines Kreissegmentes annimmt . Wie in Fig . 3 und Fig . 5 besonders gut erkennbar, schließen einander zugewandte Randseiten j eweils benachbart angeordneter Hitzeschutzkörper 1 aufgrund der Form der Nutenquerschnitte und der j eweiligen Lage der Nuten 6a, 6b relativ zu den parallelen Kanten der Randseiten jeweils ein Zylindervolumen 7 ein.
Das in Fig . 4 und in einer abgewandelten Ausführung in Fig . 6 dargestellte Schutzsystem 8 umfasst eine Kesselrohrwand 9 , die ihrerseits aus parallel verlaufenden Rohren 10 und die Rohre 10 verbindenden Stegen 11 aufgebaut ist . Weiterhin umfasst das Schutzsystem eine auf die Kesseirohrwand 8 einseitig - beispielsweise durch . Aufspritzen - aufgetragene keramische Schicht 9 , wobei diese aus einem keramisch-monolithischen Werkstoff , beispielsweise Mörtel oder Siliziumcarbid, besteht . Die keramische Schicht 9 ist mit der Kesselrohrwand 8 über an die Rohre der Kesselrohrwand geschweißte Stifte 10a verklammert . Alternativ zu den Stiften können auch Y-Anker vorgesehen sein .
Auf der von der Kesselröhrwand 8 abgewandten Seite der keramischen Schicht 9 sind Hitzeschutzkδrper 1 der vorstehend beschriebenen Art schachbrettartig übereinander und nebeneinander angeordnet . Die Hitzeschutzkörper 1 sind dabei über ihre Halteelemente 5 in der keramischen Schicht. 9 verankert .
Während der Montage des vorstehend beschriebenen Schutzsystems werden die Hitzeschutzkörper 1 in die keramische Schicht mit ihren Halteelementen 5 zuvorderst eingedrückt und somit über die Halteelemente 5 in der Schicht 9 sicher verankert . Dazu muss die keramische Schicht noch formbar sein, d. h. noch nicht fertig ausgehärtet . Das beim Eindrücken der Hitzeschutzkörper 1 verdrängte Schichtmaterial dringt dabei in die Fugen zwischen j eweils benachbart angeordneten Hitzeschutzkörpern 1 ein und wird dort durch das durch die Nuten 6a, 6b eingeschlossene Zylindervolumen 7., 7 ' aufgenommen. Alternativ kann das Schichtmaterial nach der Montage aus den Fugen entfernt werden und durch ein Fasermaterial ersetzt werden, welches aufgrund seiner Elastizität besonders gut die im Betrieb thermisch bedingte Ausdehnung der Hitzeschutzkörper 1 aufnehmen kann, ohne dass es zu materialbelastenden Spannungen kommt .
Gemäß der in Fig . 6 dargestellten alternativen Ausführungsform des Schutzsystems sind an Stelle der an die Rohre angeschweißten Kesselrohrstifte als Y-Anker ausgebildete Halteelemente 12 an den Stegen 11 vorgesehen, welche die Verklammerung der keramischen Schicht 9 mit der Kesselrohrwand übernehmen . Vorliegend sind die Halteelemente 12 als Y-Anker ausgebildet und teilweise fluchtend zu den hakenförmigen Halteelementen 5 der Hitzeschutzkörper 1 angeordnet .

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Hitzeschutzkörper (1) für ein Schutzsystem für eine Ofeninnenwand mit einer Vorderseite (3 ) , einer Rückseite (2 ) und die Vorderseite (3 ) mit der Rückseite (2 ) verbindenden Randseiten (4a, 4b, 4c , 4d) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a' s s der Hitzeschutzkörper (1) an seiner Rückseite (2) wenigstens ein Halteelement ( 5) aufweist , welches aus dem gleichen Werkstoff wie der Hitzeschutzkörper (1) gefertigt ist .
2. Hitzeschutzkδrper nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Hitzeschutzkörper (1) und das Halteelement (5) einstückig ausgebildet sind.
3. Hitzeschutzkörper nach "Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Hitzeschutzkörper (1) und das Halteelement (5) aus einem keramischen Werkstoff gefertigt sind.
4. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der keramische Werkstoff ein Werkstoff auf Basis von Siliziumcarbid und/oder Aluminiumoxid ist .
5. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Halteelement (5) hakenförmig ausgebildet ist .
6. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das hakenförmige Halteelement (5) in einem Winkel von etwa 30° von Rückseite (2 ) des Hitzeschutzkörpers (1) absteht .
7. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das hakenförmige Halteelement (5 ) in einem Winkel von etwa 45° von der Rückseite (2 ) des Hitzeschutzkörpers
(1) absteht .
8. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Halteelement (5) ankerförmig ausgebildet ist .
9. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Hitzeschutzkörper (1) eine glatte Vorderseite
(3 ) aufweist .
10. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Hitzeschutzkörper (1) an den Randseiten (4a, 4b, 4c, 4d) j eweils eine Längsnut ( 6a, 6b) aufweist .
11. Hitzeschutzkörper nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Nutquerschnitt die Form eines Kreissegments - hat .
12. Hitzeschutzkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s Vorderseite (3 ) und Rückseite (2 ) des Hitzeschutzkörpers (1) rechteckig ausgebildet sind und zwei gegenüberliegende Randseiten (4a, 4c) gegenüber Vorder- und Rückseite (3 , 2 ) abgeschrägt sind.
13. Schutzsystem für eine Kesselrohrwand mit einer auf die Kesselrohrwand ( 8) aufgetragenen keramischen Schicht ( 9) und wenigstens einem auf der Schicht
' aufsitzenden Hitzeschutzkörper (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , wobei die keramische Schicht ( 9) mit der Kesselröhrwand ( 8 ) über wenigstens ein von der Kesselrohrwand ( 8) abstehendes Halteelement (10a, 12 ) verklammert ist und wobei der Hitzeschutzkörper (1) über sein wenigstens ein Halteelement (5 ) in der keramischen Schicht (9) verankert ist .
14. Schutzsystem nach Anspruch 13 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die keramische Schicht ( 9 ) aus einer Gieß- , Stampf- , Spritz- oder Schmiermasse auf der Basis von Siliciumcarbid und/oder Aluminiumoxid besteht .
15. Schutzsystem nach Anspruch 13 oder 14 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das von der Kesselrohrwand ( 8 ) abstehende wenigstens eine Halteelement (10a, 12 ) als Anker, insbesondere als Y-Anker, Kesselrohrstift , Schlitzstift oder Wellenanker ausgebildet ist .
16. Schutzsystem nach einem- der Ansprüche 13 bis 15 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das wenigstens eine Halteelement (10a, 12 ) von einem Rohr (10 ) der Kesselrohrwand ( 8) absteht .
17. Schutzsystem nach Anspruch 13 bis 16 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das wenigstens eine Halteelement (12) von einem zwischen den Rohren verlaufenden Steg (11) absteht .
18. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das wenigstens eine Halteelement (10a, 12 ) zu dem wenigstens einen Halteelement (5) des Hitzeschutzkörpers (1) fluchtend angeordnet ist .
19. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Schutzsystem mehrere Hitzeschutzkörper (1) umfasst , wobei die zwischen den Hitzeschutzkörper (1) gebildeten Fugen mit Fasermaterial und/oder verdrängten Schichtmaterial gefüllt sind.
20. Verfahren zur Montage eines Schutzsystems für eine Kesseirohrwand gemäß den Ansprüchen 13 bis 18 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte :
- Befestigung des wenigstens einen Halteelements (10a, 12 ) an der Kesselröhrwand ( 8) , — Auftragen der keramischen Schicht (9) auf die Kesselrohrwand (8 ) ,
— zumindest teilweises Abbinden der Schicht ( 8) und
— Eindrücken des wenigstens einen Halteelements (5 ) des Hitzeschutzkörpers (1) in die keramische Schicht ( 9) im noch nicht vollständig abgebundenen Zustand der keramischen Schicht (9) , so dass der Hitzeschutzkörper (1) auf der keramischen Schicht
(9) aufsitzt .
21. Verfahren nach Anspruch 19 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die keramische Schicht (9 ) auf die Kesselrohrwand ( 8) gegossen, geschmiert , gestampft oder aufgespritzt wird .
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abbindezeit der keramischen Schicht ( 9 ) durch Zugabe von Verzögerungsmitteln verzögert wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abbindezeit der keramischen Schicht (9 ) durch Zugabe von Beschleunigern verkürzt wird.
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