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DE2647729A1 - Prefabricated double layer furnace insulation panels - for rapid installation and relief of differential expansion - Google Patents

Prefabricated double layer furnace insulation panels - for rapid installation and relief of differential expansion

Info

Publication number
DE2647729A1
DE2647729A1 DE19762647729 DE2647729A DE2647729A1 DE 2647729 A1 DE2647729 A1 DE 2647729A1 DE 19762647729 DE19762647729 DE 19762647729 DE 2647729 A DE2647729 A DE 2647729A DE 2647729 A1 DE2647729 A1 DE 2647729A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plates
layers
lining
cements
insulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762647729
Other languages
German (de)
Inventor
Donald George Luff
James Kirk Murray
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Combustion Engineering Inc
Original Assignee
Combustion Engineering Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Combustion Engineering Inc filed Critical Combustion Engineering Inc
Publication of DE2647729A1 publication Critical patent/DE2647729A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14Supports for linings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

Thermal insulation comprising prefabricated assemblies of superimposed slabs of two different insulating material. One layer is of material with sufficient heat resistance to lie directly against the surface of an oven or furnace, the other material may be of lower performance because of the protection afforded by the first layer. The layers are coupled by belts which may also be used to fix the assemblies to the supporting surface. Panels are used for cladding furnaces with insulation comprising e.g. an inner layer heat resistant up to 1232 degrees C (Als ilica fibres) and a (cheaper) outer layer resistant up to 649-1038 degrees C e.g. mineral wools. Preassembly of the two two complementary layers speeds overall oven/insulation erection, compared with traditional procedures of applying the layers independently and successively.

Description

Isolierende Auskleidung für Öfen, insbesondere Insulating lining for ovens, in particular

zur Behandlung von Materialien durch Hitze. for treating materials with heat.

Die Erfindung bezieht sich auf eine isolierende Auskleidung für Ofen und ist besonders für solche Öfen geeignet, die zur Materialbehandlung verwendet werden. Bei solchen Öfen werden mindestens zwei Schichten Isolationsmaterial von innen auf den Ofenmantel aufgebracht und vcrzlssweise auf nach innen ragende Stifte gesteckt. Die Auskleidungen bestehen aus mindestens zwei verschiedenen Isolationsmaterialien und zwar einem, das der hohen Temperatur des Ofeninnern entspricht und einem anderen @@@-iigeren Material, das fur die Kältere Zone in der Nähe des Gehäuses bestimmt ist. Bisher war es üblich, zunächst die dem kalten Gehäuse nähere Isolation aufzubringen, z.B. auf Bolzen, die an das gehäuse angesenweisst sind, aufzustecken. Die für die grössere Hitze bestimmte Isolation wird dann auch über die 30lzen gesteckt und mit Hilfe von Scheiben und f4uttern befestigt. Ein solches Verfahren ist sehr zeitaufwendig und teuer. uns ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und die Konstruktion zu vereinfachen und zu verbilligen.The invention relates to an insulating lining for an oven and is particularly suitable for those ovens that are used for material treatment will. In such ovens, at least two layers of insulation material are used Applied to the inside of the furnace shell and possibly on pins protruding inwards plugged. The linings consist of at least two different insulation materials one that corresponds to the high temperature inside the oven and another @@@ - other material intended for the colder zone near the housing is. Up to now it was common to first apply the insulation closer to the cold housing, e.g. to be attached to bolts that are welded to the housing. The for the Insulation determined by greater heat is then also put over the roller and with it Fastened with the help of washers and nuts. Such a procedure is very time consuming and expensive. it is our task of the invention to avoid these disadvantages and the construction to simplify and cheaper.

Dies geschieht gemäss der Erfindung dadurch, dass die Auskleidung (siehe Anspruch 1) aus Baueinheiten (Moduln) zusammengesetzt ist, die aus zwei die schichten bildenaen gegeneinander so versetzten Platten versch-edenen Materials bestehen, dass an allen vier Seiten der Baueinheiten stufenförmig abgesetzte Fügekanten entstehen, die sich gegenseitig Uberlappen.According to the invention, this is done in that the lining (See claim 1) is composed of structural units (modules) that consist of two Layers form plates of different materials offset against each other exist that on all four sides of the structural units stepped joining edges arise that overlap each other.

Die Baueinheiten bestehen also aus verschiedenen Materialien und werden aufeinander geschichtet. Sie sind zweckmässig von rechteckiger Form und werden in diagonaler Richtung gegeneinander versetzt. Man kann die beiden Schichten durch einen Binder miteinander verbinden, der bei hoher Temperatur abbrennt, so dass die beiden Materialien voneinander unabhängig werden und deshalb Je nach ihren Eigenschaften unterschiedlich schrumpfen oder sich ausdehnen können.The building units consist of different materials and are layered on top of each other. They are expediently rectangular in shape and are in offset from one another in a diagonal direction. You can go through the two layers connect a binder that burns off at high temperature, so that the both materials become independent of each other and therefore depending on their properties may shrink or expand differently.

Die Konstruktion nach der Erfindung wird uesentlich einfacher und billiger als die bekannten Konstruktionen, auch kann man die Baueinheiten bei Öfen unterschiedlicher Grösse oder Bauart verwenden.The construction according to the invention is much simpler and Cheaper than the known constructions, you can also use the structural units for ovens use different sizes or designs.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der beigefügten Figuren.Further details of the invention emerge from the following Description of the attached figures.

Die Figur 1 stellt eine perspektivische und aufgeschnittene Ansieht der aus Schichten bestehenden Modul-Baueinheiten dar, die gemä3 der Frfindung aufgebaut ist; auch die Befestigungselemente sind aargestei-i.FIG. 1 shows a perspective and cut-away view of the modular units consisting of layers, which are built up according to the invention is; the fasteners are also aargestei-i.

Die Figur 2 ist wiederum eine perspektivische Ansicht einer Menr3anL solcher Baueinheiten, die an einer Feuerraumwand befestigt sind; auch ist ein Teil zeichnerisch weggeschnitten, um die Art der Befestigung darzustellen.FIG. 2 is again a perspective view of a Menr3anL such structural units that are attached to a furnace wall; also is a part cut away in drawing to show the type of attachment.

Die auch als Modul bezeichnete Baueinheit 10 ist in Figur 1 dargestellt und besteht aus einer isolierenden Platte 12, die aus einem gegen hDhe Temperatur widerstandsfähigen Material besteht und die heisse Fläche der Baueinheit bildet. Mit der Platte 10 ist die rückwärtige Platte 14 geschichtet, die aus einem anderen temperaturbeständigen Material für niedrigere Temperatur besteht und für die kalte Seite der Baueinheit bestimmt ist. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung spezieller Materialien für die Platten beschränkt, Jedoch kann man die Platte 12 für die heisse Fläche aus FiberseramiK herstellen. Ein Beispiel eines solchen Materials ist eine keramische Fiberplatte, die unter dem Warenzeichen "Thermotect" durch die "Refractories-Abteilungn der Anmelderin vertrieben wird. Es ist dies ein im Vakuum hergestelltes Erzeugnis, das Tonerdesil@katfibern und einen organischen Binder benutzt, der brennbar ist und oberhalb von etwa 1500C (5000P) liegt. Das System geht dann in ein anorganisches, z.B. aus Natriumsilikat, über, das zusamen mit der Selbstbindung der Keramikfibern weiterbesteht. Die Platte 14 für die kalte Oberfläche kann aus einer Mineralwolle oder einem anderen geeigneten Material, wie Fiberglas und halziumsilikat, gebildet sein. Dieses Material für die rückwärtige Platte hat nicht so hohe Temperaturen zu bestehen wie das Material an der heissen Fläche und es ist billiger als dieses. Die Fibern aus Tonerdesilikat werden einer Dauerbeanspruchung von 12500C (a2500F) ausgesetzt, während die Mineraiwolle nur Temperaturen im Bereich zwischen 670 °C und 1060°C (12000F bis 1900°F) ausgesetzt ist. Es sei nochmals betont, dass die Auswahl der Materialien nicht gegenstand der Erfindung ist und dass die erahnten Beispiele nur als solche zu bewerten sind.The structural unit 10, also referred to as a module, is shown in FIG and consists of an insulating plate 12, which consists of a against hDhe temperature Resistant material and forms the hot surface of the assembly. With the plate 10, the rear plate 14 is layered, which consists of another temperature-resistant material is made for lower temperature and for the cold Side of the unit is determined. The invention is not specific to use Materials for the plates are limited, but plate 12 can be used for the hot Manufacture surfaces from FiberseramiK. An example of such a material is a ceramic fiberboard sold under the trademark "Thermotect" distributed by the applicant's "Refractories Division. It is this one Product manufactured in a vacuum, the alumina sil @ katfibern and an organic one Binder used, which is flammable and above about 1500C (5000P). That The system then changes into an inorganic, e.g. sodium silicate, which together persists with the self-binding of the ceramic fibers. The plate 14 for the cold Surface can be made of a mineral wool or other suitable material, such as Fiberglass and halosilicate. This material for the rear The plate does not have to withstand as high temperatures as the material at the hot Area and it's cheaper than this. The alumina silicate fibers become one Continuous stress of 12500C (a2500F), while the mineral wool only Subject to temperatures ranging between 670 ° C and 1060 ° C (12000F to 1900 ° F) is. It should be emphasized once again that the choice of materials is not an object of the Invention and that the examples are only to be assessed as such.

Aus den Figuren 1 und 2 ist zu ersehen, dass die aufeinandergeschichteten Platten aus verschiedenen Materialien so gegeneinander verset; sind, dass an allen vier Seiten des entstehenden Bauelementes Fügekanten entstehen, und zwar an Jeder der Platten zwei. Die Schichtung kann durch irgend einen bekannten Binder oder Zement gesichert sein. Wenn 1 e --ueinheiten oder Moduln in die Brennkammer eingebracht werden, so ergibt sich aus der versetzten Konstruktion der beiden Platten (Shiplap .=r;nstruction) eine völlig luftdichte und abgedichtete Konstruktion, bei der alle geraden Wege durch die Isolation hindurch versperrt sind. Dies ist wesentlich, weil bei besonders hohen Betriebstemperaturen. eine SchrunF-fung eintreten kann, durch die Risse zwischen benachbarten Platten entstehen könnten. Die versetzte Konstruktion verhindert, dass solche Risse in gerader Richtung durch die Platten hindurch verlaufen, so dass bessere Isolations- und Dichtungsbedingungen sich ergeben.From Figures 1 and 2 it can be seen that the stacked Panels made of different materials offset against each other; are that at all four sides of the resulting component joining edges arise, on each one of the plates two. The stratification can be made by any known binder or cement be secured. When 1 e --u units or modules are placed in the combustion chamber the staggered construction of the two panels (Shiplap . = r; nstruction) a completely airtight and sealed construction in which all straight paths are blocked by the insulation. This is essential because at particularly high operating temperatures. a shrinkage can occur which could cause cracks between adjacent panels. The staggered construction prevents such cracks from running straight through the panels, so that better insulation and sealing conditions result.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der Binder, mit aem die beiden Platten aufeinander geschichtet werden, ein Zement sein, der bei höheren Temperaturen vernichtet wird, so dass beide Platten um den ihnen natürlich zugeordneten Betrag schrumpfen können. Wenn ies nicht möglich wäre, so könnte eine Verformung der Baueinheiten in sich auf grund der verschiedenen Schrumpfung eintreten. Organische sich Binder, die bei verhältnismässig geringen Temperaturen 135 C bis 540 OC (250 0F bis 1000 0F) zersetzen, können für diesen Zweck verwendet werden. Als Beispiele seien genannt Epoxyd-Zemente, Polyurethan-Zemente, Silikon-Zemente und Kasein-Zemente.In one embodiment of the invention, the binder, with aem the two panels are layered on top of each other to be a cement that is higher at higher Temperatures is annihilated so that both plates are naturally assigned to them Amount can shrink. If ies would not be possible so could a deformation of the structural units due to the different shrinkage enter. Organic binders that work at relatively low temperatures Decomposing 135 C to 540 OC (250 0F to 1000 0F) can be used for this purpose will. Examples are epoxy cements, polyurethane cements, silicone cements and casein cements.

Die aus den Isolierplatten bestehenden Moduln oder Baueinheiten werden im Brennergehäuse 16 mit Hilfe eines Bolzens 18 befestigt, der mit dem Gehäuse 16 verschweisst wird. Jede Baueinheit besitzt aus der Vorfertigung ein vorgebohrtes Loch 24 in der Mitte, durch das der Bolzen hindurchgesteckt und mit dem Gehäuse vers chwe isst wird, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Der Bolzen besitzt ein Gewinde, auf das nach Einlegen einer Scheibe 20 eine Mutter 22 aufgeschraubt wird. Der Bolzen kann gegenüber den beiden Platten einen gewissen Spielraum haben, so dass auch an dieser Stelle kein Hindernis für eine gegenseitige Verschiebung der beiden Platten entsteht.The modules or structural units consisting of the insulating panels are fastened in the burner housing 16 with the aid of a bolt 18 which is connected to the housing 16 is welded. Each structural unit has a pre-drilled one from the prefabrication Hole 24 in the middle through which the bolt is inserted and with the housing is welded, as shown in FIG. The bolt has a Thread onto which a nut 22 is screwed after a washer 20 has been inserted. The bolt can have a certain amount of leeway with respect to the two plates, so that even at this point there is no obstacle to mutual displacement of the two plates.

Das Schweissen geschieht mit einer Schweissvorrichtung, die wieder entfernt wird. In die Ausnehmung 28 wird nach Befestigung der Platten ein Deckel 26 eingeführt, um die Befestigungsglieder zu stitzen und eine glatte Oberfläche sicherzustellen. Der DecKel 20 kann durch einen Zement befestigt werden.The welding is done with a welding device that again Will get removed. After the plates have been fastened, a cover is placed in the recess 28 26 inserted to seat the fasteners and a smooth surface to ensure. The cover 20 can be fixed with a cement.

Claims (4)

Patentansprüche 1. Isolierende Auskleidung für Öfen, insbesondere zur Behandlung von Materiai durch Hitze, bei der mindestens zwei Schichten von Isolationsmateriai den Ofenmantel bedecken, vorzugsweise auf nach innen ragende Stifte gesteckt und dann verschraubt sind, durch gekennzeichnet, dass die Auskleidung aus Baueinheiten (Moduln 10) zusammengefügt ist, die aus zwei die Schichten bildenden gegeneinander so versetzten Platten verschiedenen Materials bestehen, dass an allen vier Seiten der Baueinheiten stufenförmig abgesetzte Fugekanten entstehen, die sich in der Auskieidung gegenseitig überlappen. Claims 1. Insulating lining for ovens, in particular for the treatment of materiai by heat, in which at least two layers of insulation material cover the furnace jacket, preferably placed on pins protruding inwards and are then screwed, characterized in that the lining consists of structural units (Modules 10) is assembled, the two layers forming against each other so staggered panels are made of different material that on all four sides of the structural units, stepped joint edges are created, which are located in the lining overlap each other. 2. Baueinheit für die Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (12, 14) rechteckig sind und dass an Je zwei Seiten der beiden Platten die Fügekanten entstehen.2. Unit for the lining according to claim 1, characterized in that that the plates (12, 14) are rectangular and that on two sides of the two Plates the joining edges are created. 5. Bauelnheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (12. 14) in diagonaier Richtung gegeneinander verschoben sini 5. Bauelnheit according to claim 2, characterized in that the plates (12. 14) are shifted from one another in a diagonal direction 4. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gesennzeichnet, dass di.C Platten durch einen Binder miteinander verbunden sind, der bei höheren Temperaturen anwirksam wird.4. Assembly according to Claim 2, characterized in that di.C plates are connected to one another by a binder are connected, which is effective at higher temperatures. 5. Baueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein organischer Binder vorgesehen ist.5. Assembly according to claim 4, characterized in that an organic Binder is provided. c. Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als srganisch bindender Zement ein solcher aus den gruppen Epoxyd-Zemente.c. Building unit according to claim 5, characterized in that as srganic binding cement one of the epoxy cement groups. Poiyurethan-Zemente, Silikon-Zemente und,,oder Kasein-Zemente gemit w:ra. Polyurethane cements, silicone cements and ,, or casein cements w: ra.
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