203391. lajstromszámú szabadalom • Fémoxidok olvadékából öntött, tűzálló hőszigetelő kemenceboltozati idom és a belőle készített kemence boltozat
1 HU 203 391 B 2 A találmány tárgya fémoxidok olvadékából öntött, tűzálló, hőszigetelő kemenceboltozati idom, ami trapéz alapú hasábként van kialakítva és az ilyen boltozati idomokból kialakított kemenceboltozat magas hőmérsékleten üzemelő kemencék számára. A magas hőmérsékleten üzemelő kemencék (például az üvegolvasztó kemencék) boltozatai általában sziíika téglából vagy egyéb kerámia tűzálló anyagból készülnek. A boltozat felett esetenként különböző hőszigetelő anyagokból készült rétegeket alakítanak ki. A kemencék teljesítményének növelése megkövetel te az üzemi hőmérséklet emelését, ami viszont káros hatást fejt ki a hagyományos tűzálló anyagokra. Az olvasztandó anyagok egyes összetevői, például az üvegolvasztó kemencéknél a fluor, bór stb. kémiailag roncsolják a tűzálló anyagokat A kemencék üzemi hőmérsékletének növelése ugyanakkor jelentősen fokozta a boltozaton keresztül távozó hőmennyiséget, azaz a hőveszteséget, minthogy a hőszigetelés vastagsága nem növelhető az üzemi hőmérséklet növelésével arányosan, a boltozat fizikai terhelhetőségének és hőterhelésének korlátái miatt Az energiaköltségek emelkedésével tehát szükségessé vált az üvegolvasztó kemencék felülvizsgálata olyan szempontból is, hogy hogyan lehet csökkenteni a hőveszteségeket Ezek a hőveszteségek a kemence felépítményeknél 40-50% körül, az alépítményeknél 20-25% körül mozognak. További problémát jelentett, hogy a hagyományos tűzálló anyagokból készült idomok méretpontossága nem kielégítő, ezért azok végleges méretre munkálása a kemence építése közben történik Ez természetesen meglehetősen lelassítja a felújítási munkát és ennek megfelelően növeli a termeléskiesés idejét További hátránya a kerámia anyagokból készült idomoknak, hogy anyaguk temperáliskor többször is fcristálymódosuíat változáson megy keresztül, ami térfogatváltozással jár. Emiatt a felfűtés sebességét kicsire kell választani és ez tovább növeli a felújítás, illetve a termelés kiesés idejét Jelenleg is jól ismertek az úgynevezett olvadékból öntött tűzálló anyagok, illetve az ezekből készített idomok. Ezek élettartama lényegesen nagyobb, mim a kerámia idomoké és korrőzióállőságuk is kedvezőbb, ezért, a kemencefalazatok készítésénél előnyösen alkalmazhatók. Ugyanakkor azonban hővezetőképességük és súlyuk a kerámia anyagokénál lényegesen nagyobb, ezért a belőlük készült falazat súlya is jelentősen növekszik, így boltozati idomokként konstrukciós változtatás nélkül gyakorlatilag nem használhatók, mert - mint már korábban mondottuk - a boltozatot tartó szerkezeti eiemek terhelhetősége korlátozott. Ily módon tehát a kemencék élettartamát általában a boltozat élettartama határozza meg, minthogy ez lényegesen kisebb az olvasztva öntött tűzálló anyagokból készült falazatokénál. A jelen találmánnyal ezért olyan boltozati idomok kialakítása a célunk, amelyek olvadékból öntött tűzálló anyagból készülnek, súlyuk azonban nem haladja meg a hagyományos kerámia idomok súlyát és belőlük olyan boltozat készíthető, amelynek hővezetőképessége ki sebb, mint a kerámia anyagokból készült boltozatoké. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a trapéz alapú hasábként kialakított boltozati idomok párhuzamos oldalai közül a szélesebbikben legalább egy, az idom hossztengelyére merőleges nyitott csatorna van kialakítva. Több csatorna alkalmazása esetén a csatornák méretei célszerűen azonosak. A csatornákat elválasztó bordák közül a szélsők vastagsága előnyösen a fele a középső vastagságának, így az összeillesztett idomok mindenütt állandó vastagságú bordákat képeznek. A szélső bordák magassága célszerűen nagyobb a középső bordák magasságánál, hogy a boltozatot bevonó szigetelőréteg jobb kötését biztosítsuk. Az így kialakított idomokból készített boltozatban az idomok úgy vannak összeépítve, hogy a csatornák egymáshoz egytengelyűén illeszkednek és legalább részben az idoménál alacsonyabb hővezetőképességű hőálló anyaggal vannak kitöltve. Erre a rétegre lehetnek felhordva a további szigetelőrétegek. A boltozat célszerűen kétféle idomból van összeépítve és az egyik fajta idom több csatornával van ellátva, mint a másik, ahol az egymás mellett, a boltozat hossztengelyével párhuzamos sorokban lévő idomok egymáshoz képest legalább egy csatornaosztással eltoltan vannak elrendezve. Az így kialakított boltozat lehetővé teszi a kemencék élettartamának növelését magasabb üzemi hőmérséklet mellett is, ugyanakkor csökkenti a falazaton keresztül eltávozó hőveszteséget is. A boltozat tűzállóképessége és kémiai ellenállóképessége lényegesen jobb a kerámia anyagokból készült boltozatokénál. A könnyített kivitelű öntött idomok alkalmazásával csökken a súlyterhelés és azonos teljes boltozatvastagságon belül is növelhető a szigetelés vastagsága. A könnyítés következtében a boltozat súlya a hagyományoshoz képest mintegy 10—15%-al csökken. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségéve! ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti boltozati idom különböző kiviteli alakjainak elölnézetét mutatja, a 2. ábra találmány szerinti boltozati idomokból készülő boltozat távlati képe, a 3. ábra az összerakott boltozati idomok elölnézete, a 4. ábra a 3. ábrán bemutatott boltozat felülnézete, az 5. ábra másfajta boltozati idomokból összeállított boltozat fölülnézete, a 6. ábra pedig egy szigetelőrétegekkel ellátott boltozat hosszmetszete. Az 1. ábrán látható öntött boltozati idomok trapéz alapú, hasábként vannak kialakítva, azaz két oldallapjuk párhuzamos, két oldallapjuk egymással a boltozat méretei által meghatározott szöget zár be, alsó lapjuk sík vagy a boltozat sugarának megfelelő ívű, felső lapjukon pedig az idomok hossztengelyére merőleges nyitott 1 csatornák vannak kialakítva. Az 1 csatornákat szélső és közbülső 2, 3 bordák határolják. A B változatnál a szélső 2 és a közbülső 3 bordák vastagsága azonos, az Aés C változatoknál azonban a szélső 2 bordák vastagsága fele a közbülső 3 bordák vastagságának. Ezáltal az egymás mellé helyezett idomok szélső 2 bordái a közbülső 3 bordákkal azonos vastagságú bordákat alkotnak. A B és a C változatoknál a közbülső 3 bordák magassága kisebb, mint a szélső 2 bordáké, hogy a boltozati idomokra felhordandó szigetelőrétegek megkötése biztonságosabb legyen. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
