Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Ringöfen zum Backen von
Kohleanoden, die bei der Herstellung von Aluminiummetall zum Einsatz kommen, und
im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung feuerberührende Wände, die aus
ineinandergreifenden feuerfesten Ziegelsteinen und einem System aus Ziegelsteinen
gebildet werden, die kreuzweise Zungen- und Rillenkonfigurationen bzw. Nut- und
Federkonfigurationen aufweisen. Derartige Konfigurationen sehen Verzahnungen vor,
die die Stabilität und Integrität eines Feuerzugs bzw. eines Rauchabzugs während
den Erwärmungs- und Abkühlzyklen in einem Ringofen aufrechterhalten. Die Konfigurationen
der Ziegelsteine ermöglichen ferner die standortfremde Trockenkonstruktion eines
Feuerzugs sowie den Transport des ganzen Feuerzugs zu und in einen Ringofen, nachdem
die Ziegelsteine des alten Feuerzugs entfernt worden sind.
Das gegenständliche Verriegelungssystem ist sogenannten "Waffelziegeln"
in gewisser Weise ähnlich, die zur Konstruktion der Stirnwände von Ringöfen verwendet
werden, wobei die Ziegelsteine des gegenständlichen Systems keine Kommunikation
außerhalb der Waffelkommunikation zulassen.
Ein Ringofen weist eine Mehrzahl von Feuerzügen auf, die jeweils ein
Paar räumlich getrennter vertikaler Wände umfassen, die aus einem feuerfesten Ziegelmaterial
hergestellt werden. Zwischen den gegenüberliegenden Wänden des Feuerzugs erstrecken
sich eine Reihe von Verbindungen und Ablenkplatten, die ebenfalls aus feuerfestem
Ziegelstein bestehen. Die Verbindungsziegel verbinden die feuerberührenden bzw.
Feuerzugwände miteinander, und die Ablenkeinrichtungen richten eine Strömung einer
brennbaren Gasmischung in einem vorbestimmten Pfad durch die Feuerzüge, welche die
Wärme bzw. die Hitze zum Backen frischer Kohleanoden vorsehen, die in Schächten
zwischen den Feuerzügen gestapelt sind. Die feuerberührenden Wände durchlaufen Temperaturschwankungen
wenn die frischen Kohleanoden in den Schächten platziert, erhitzt und gebacken und
danach aus den Schächten entfernt werden. Die Schächte und Feuerzüge kühlen sich
ab, wenn die Verbrennung in den Feuerzügen abklingt, bevor die gebackenen Anoden
entfernt werden.
Die Zyklen der Temperaturveränderungen verursachen Ausdehnungen und
Kontraktionen der Ziegelsteine der feuerberührenden Wände. Dies erzeugt Lücken bzw.
Zwischenräume zwischen den Ziegelsteinen, so dass in den Schächten verwendetes körniges
Packungsmaterial (das auch um die Anoden herum angeordnet ist) in diese Zwischenräume
eindringt und darin eingeschlossen wird. nach einem Zeitraum der Ausdehnung und
des Zusammenziehens reduziert die Ansammlung bzw. die Akkumulation von Packungsmaterial
zwischen den Ziegelsteinen das Ausmaß des zulässigen Zwischenraums für eine Ausdehnung
zwischen benachbarten Ziegelsteinen. Eine longitudinale Ausdehnung der Ziegelsteine
drückt die Ziegelsteine in Richtung und in die Stirnwände, die zwischen benachbarten
feuerberührenden Wänden bzw. Feuerzügen angeordnet sind, und die Ziegelsteine biegen
sich dann in den Schachtraum; wodurch sich die Lebensdauer des Feuerzugs verkürzt.
Feuerberührende Ziegelsteine, die gegenwärtig in Ringöfen eingesetzt
und als "Normalsteine" bezeichnet werden, weisen eine krummlinige, ineinandergreifende
Anordnung aus Zunge und Rille bzw. Nut und Feder auf, die entlang der Länge jedes
Ziegelsteins verläuft. Diese Art von Ziegelstein wird in dem U.S. Patent US-A-4.021.905
an Benton et al. beschrieben. Aus der Offenbarung des Patents an Benton et al. lässt
sich feststellen, dass das Biegen der feuerberührenden Wände bei Normalsteinen ein
Problem darstellt, das Benton et al. dadurch korrigieren, dass sie Spanner einsetzen,
um die gebogenen Wände wieder zurück an die Verwendungsposition zu drängen. Der
Spanner gemäß Benton et al. ist gemäß den Ausführungen im Text des Patents (Spalte
4) so gestaltet, dass die Biegung bzw. das Einbrechen einer Wand so schnell und
wirtschaftlich wie möglich behoben wird, da eine derartige Biegung die Strömung
von Gasen durch den Feuerzug einschränkt und die Integrität der ganzen Wand gefährdet.
Eine Modifikation des Normalsteins wurde gemäß der Offenbarung in
der Internationalen Patentschrift WO 95/22666 durch die A.P. Green Company in Mexico,
Missouri, USA, vorgenommen. Das Unternehmen fertigte eine kreuzweise Zungen- und
Rillenanordnung, wobei sich die kreuzweise Zunge und Rille über die gesamte Breite
der Ziegelsteine erstrecken. Diese Art einer kreuzweisen Zungen- und Rillenanordnung
bietet Möglichkeiten für die Kommunikation zwischen der Feuerzug-Verbrennungskammer
und der Anodenschachtkammer. Es ist jedoch zwingend erforderlich, dass die beiden
Kammern voneinander isoliert sind, um einen effizienten Betrieb der Gasströmung
in den Feuerzügen für den Erhitzungs- und Backprozess zu gewährleisten.
Die vorliegende und beanspruchte Erfindung umfasst einen feuerfesten
Ziegelstein zur Verwendung beim Konstruieren von feuerberührten Wänden eines Ringofens,
wobei der genannte Ziegelstein entgegengesetzte Seiten und Enden sowie obere und
untere Oberflächen aufweist, wenn er in einer vertikalen Wandstruktur angeordnet
ist, wobei eine der genannten Oberflächen eine elongierte Rille aufweist, die sich
der Länge des Ziegelsteins nach erstreckt, und mit mindestens einer zusätzlichen
Rille, die sich kreuzweise zu der Oberfläche erstreckt, und wobei eine elongierte
Zunge an der anderen der genannten Oberflächen vorgesehen ist, die sich der Länge
des Ziegelsteins nach erstreckt, wobei sich mindestens eine zusätzliche Zunge kreuzweise
zu der genannten anderen Oberfläche erstreckt, wobei die genannten Zungen und Rillen
abgerundete Konfigurationen aufweisen und so bemessen sind, dass
sie mit Ziegelsteinen mit den gleichen Zungen- und Rillenkonfigurationen zusammenpassen,
wenn eine Mehrzahl derartiger Ziegelsteine bei der Konstruktion der feuerberührten
Wände übereinander gestapelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die genannte
elongierte Rille oder die genannte elongierte Zunge vor den Enden endet, oder wobei
entweder die genannte kreuzweise Rille oder die genannte kreuzweise Zunge vor den
genannten Seiten des genannten Ziegelsteins endet.
Die vorliegende Erfindung unternimmt große Anstrengungen, um das Biegen
und Einbrechen von Feuerzugwänden bzw. feuerberührenden Wänden zu verhindern. Erreicht
wird dies durch den Einsatz eines verriegelnden Ziegelsteinsystems, das eine Mehrzahl
rechteckiger, zusammenpassender Ziegelsteinoberflächen umfasst. Eine Vielzahl von
Ziegelsteingrößen und -formen ist für die Konstruktion einer feuerberührenden Wand
erforderlich, da die Wand an sich selbst eine große, tiefe und verhältnismäßig komplizierte
Struktur ist, die Vorkehrungen für eine Schauöffnung, Auslass- und Gaseinlassöffnungsblöcke
und Öffnungen voraussetzt, die sich in die unteren Bereiche der Ringöfen erstrecken.
Die Tiefe eines Ringofens ist derart beschaffen, dass nahezu sechzig Reihen von
Ziegelsteinen für die Konstruktion von feuerberührenden Wänden bzw. Feuerzugwänden
erforderlich sind.
Die Zungen und Rillen der gegenständlichen Ziegelsteine erstrecken
sich sowohl entlang der Länge benachbarter Ziegelsteinoberflächen und kreuzweise
über derartige Oberflächen. Die kreuzweisen Zungen und Rillen erstrecken sich ferner
nicht über die vollständige Breite des hauptsächlichen rechteckigen Ziegelsteins
der Feuerzugwand, so dass bei einer Konstruktion einer feuerberührenden Wand bzw.
einer Feuerzugwand aus einer einzigen Reihe derartiger Ziegelsteine keine Kommunikation
zwischen dem Anodenschacht und der Feuerzug-Verbrennungskammer durch diese kreuzweisen
Zungen und Rillen vorgesehen wird.
Die Zungen und Rillen weisen eine einheitliche Größe auf und sind
konstant in zusammenpassenden oder zusammengeführten Oberflächen jedes Ziegelsteins
angeordnet, so dass die Ziegelsteine bei der Konstruktion von Feuerzugwänden schnell
gehandhabt werden können.
Das gegenständliche Verriegelungssystem schränkt das Wachstum der
Feuerzugwand nach außen ein sowie die Menge des Packungsmaterials, das in etwaige
zwischen benachbarten Ziegelsteinen auftretende Zwischenräume eindringen kann. Durch
die Anordnung der kreuzweisen Zungen und Rillen in den zusammenpassenden Seiten
aneinandergrenzender Ziegelsteine wird die Integrität der Feuerzugwand aufrechterhalten
und das Packungsmaterial kann nicht leicht zwischen die Ziegelsteine eindringen.
Ferner sind die Verbrennungsgase in die Feuerzüge eingeschlossen, um den Erhitzungsprozess
effizienter zu gestalten; wobei die ineinandergreifenden Ziegelsteine einen stärkeren,
länger haltbaren Feuerzug vorsehen.
Die vorliegende Erfindung sowie deren Ziele und Vorteile werden aus
der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
besser verständlich. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Ziegelsteins, der vorzugsweise eine Länge von 13,5 Zoll und eine Breite von 4,5
Zoll aufweist;
2 eine vertikale Schnittansicht eines
Ringofens, wobei parallele Feuerzüge und ein Anodenschacht dargestellt sind;
3 eine isometrische Ansicht einer teilweisen
Ablenkkonstruktion für einen Feuerzug einer Verbrennungskammer, wobei die Konstruktion
zwei erfindungsgemäße Ablenkziegelsteine mit einer Länge von achtzehn Zoll und einer
Breite von viereinhalb Zoll in Verbindung mit Füllziegelsteinen zeigt;
4 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen
Verbindungsziegelsteins und zweier erfindungsgemäßer Verstärkungsziegelsteine;
5 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Ablenkziegelsteins;
die 6A bis 6K
Ziegelsteinformen des erfindungsgemäßen ineinandergreifenden Feuerzugwandsystems;
und
7 eine in gewisser Weise schematische
Draufsicht entgegengesetzter Feuerzüge, wobei ein Anodenschacht zwischen den Feuerzügen
und zwei Stirnwände an den Enden der Feuerzüge und des Schachts angeordnet sind.
Im folgenden Bezug auf die Zeichnungen zeigt die Abbildung aus
1 einen erfindungsgemäßen rechteckigen Hauptziegelstein
10, der für die Konstruktion von feuerberührenden bzw.
Feuerzugwänden 12 eines Ringofens 13 eingesetzt
wird ( 2 und 5).
Der Ziegelstein weist eine zentrale, elongierte, sich longitudinal erstreckende
Zunge 14 an einer Oberfläche 16 auf sowie eine entsprechende elongierte,
longitudinale Rille 18, die in einer parallelen, entgegengesetzten Seite
20 des Ziegelsteins vorgesehen ist. Bei der Konstruktion einer vertikalen
Wand, sehen 16 und 20 untere und obere Oberflächen vor. Vorzugsweise
erstrecken sich die longitudinale Zunge und Rille über die gesamte Länge der Ziegelstruktur,
d. h. zu parallelen Endoberflächen 21, wie dies in der Abbildung aus
1 dargestellt ist. Dies gilt nicht für die "Verbindungsziegelsteine"
aus 4 und bestimmte andere Ziegelsteine (6,
die bei der Konstruktion einer feuerberührenden Wand verwendet werden, wie dies
nachstehend im Text näher beschrieben wird.
Kreuzweise zu der longitudinalen Zunge und Rille 14 und
18 des Ziegelsteins 10 erstrecken sich entsprechende Zungen und
Rillen 22 und 24. Die Enden der kreuzweisen Zungen und Rillen
22 und 24 enden kurz vor den parallelen Seitenoberflächen
23 der Ziegelsteine.
Zusätzlich sind die Oberflächen der Zungen 14 und
22 und der Rillen 18 und 24 abgerundet, so dass die zusammenpassenden
Oberflächen der Ziegelsteine leicht an die jeweilige Verwendungsposition rutschen.
Dies weist weitere Auswirkungen auf, die nachstehend im Text beschrieben sind.
Bei einem Ziegelstein 10 mit einer Länge von dreizehneinhalb
Zoll und einer Breite von viereinhalb Zoll können drei kreuzweise Zungen
22 und Rillen 24 vorgesehen werden, wobei der Abstand zwischen
den Mittellinien der kreuzweisen Zungen und Rillen etwa viereinhalb Zoll beträgt.
Andere kreuzweise Konfigurationen sind ebenfalls möglich, und kürzere Ziegelsteine
als die in der Abbildung aus der 1 dargestellten Ziegelsteine
können weniger als drei kreuzweise Zungen und Rillen aufweisen, wie etwa die Ziegelsteine
aus den Abbildungen der 6B, H
und K, wobei sie auch mehr als je drei Zungen
und Rillen aufweisen können, wie dies etwa in der Abbildung aus 6D
dargestellt ist. Derartige Ziegelsteine werden in den Bereichen einer Feuerzugwand
eingesetzt, wo sie für Elemente benötigt werden, die einen Platz in Anspruch nehmen,
der kleiner oder größer ist als die Länge des rechteckigen Ziegelsteins
10, d. h. ein Ziegelstein kann Verbindungsstellen zwischen longitudinal
aneinander anstoßenden Ziegelsteinen unmittelbar oberhalb oder unterhalb einer anderen
Ziegelsteinverbindungsstelle anordnen. Um dies zu verhindern, sind die Längen der
Ziegelsteine so bemessen, dass sie diese Verbindungsstellen überbrücken, wie dies
nachstehend im Text beschrieben wird. Alle Ziegelsteine des gegenständlichen Systems
weisen jedoch Längen und Breiten auf, die gerade Bruchteile oder Vielfache des Ziegelsteins
10 und der Positionen der kreuzweisen Zungen und Rillen 22 und
24 darstellen. Die Dicken der Ziegelsteine sind identisch.
Die Abbildung aus 6A der Zeichnungen
zeigt einen erfindungsgemäßen Ziegelstein, der in Bereichen einer Feuerzugwand eingesetzt
wird, die eine runde, feuerfeste Öffnung aufweisen. Zu diesem Zweck ist der Ziegelstein
aus 6A mit einer abgerundeten Vertiefung
25 versehen, die so bemessen ist, dass sie die Öffnung umgibt. Die oberen
und unteren Seiten dieses Ziegelsteins weisen kreuzweise Zungen und Rillen auf,
die auf die Art und Weise der nachstehend näher beschriebenen Ablenk- und Verbindungsziegelsteine
angeordnet sind.
Eine einzelne Reihe vertikal angeordneter Ziegel 10, die
übereinander angeordnet sind, kann für die Konstruktion jeder der Feuerzugwände
12 verwendet werden, wie dies in der Abbildung aus 2
der Zeichnungen in gewisser Weise schematisch dargestellt ist, wobei bestimmte Ziegelsteine,
die in den Abbildungen der 3 bis 6
dargestellt sind, an bestimmten Feuerzugpositionen eingesetzt werden, die in der
Folge beschrieben werden. Ein Ringofen weist zwei Verbrennungskammer-Feuerzüge
26 auf, die nachstehend als Verbrennungskammern bezeichnet sind, die an
entgegengesetzten Seiten eines Schachts 28 angeordnet sind. Der Schacht
ist so bemessen, dass er frische Kohleanoden 30 zum Backen empfängt. Die
Anoden werden übereinander gestapelt, wie dies in der Abbildung aus 2
dargestellt ist, sowie in einer einzelnen Reihe (7),
und das Packungsmaterial 32, wie etwa Koks in Teilchenform, wird in den
Schächten um die Anoden zur physikalischen Unterstützung und zur Unterstützung bei
der Wärmeübertragung von den Verbrennungskammern auf die Anoden platziert, wobei
die Anodenkörper bei hohen Temperaturen gebacken werden. Jede Verbrennungskammer
ist von longitudinal benachbarten Kammern durch eine Stirnwand 33 getrennt,
wie dies in der Draufsicht aus 7 ersichtlich ist.
Die Verbrennungskammern 26 leiten heiße gasförmige Produkte
für den Backprozess an den Schachtwänden vorbei, und Ablenkziegelsteine
34 und 36 (3) sind in den Feuerzügen
angeordnet, um eine ordnungsgemäße Einsatzzeit der gasförmigen Strömung zu gewährleisten,
da die Strömung ansonsten "Kurzschlüsse" bewirken würde, um Durchgänge zwischen
benachbarten Feuerzügen miteinander zu verbinden. Der Grund dafür ist es, dass ein
Ringofen eine Mehrzahl physikalisch paralleler Feuerzüge und Schächte umfasst, die
eine aufeinanderfolgende Anodenplatzierung in der Mehrzahl von Schächten sowie deren
entsprechende Entfernung ermöglichen, wobei heiße Gase durch in Reihe verbundene
Feuerzüge der Schächte fließen, die gerade Anoden aufweisen. Die Befeuerung erfolgt
somit seriell und sequentiell, und der Begriff "Ringofen" betrifft einfach den Vorgang,
wie die Feuerzüge befeuert werden, d. h. die Befeuerung der Feuerzüge bewegt sich
kreisförmig um einen Ofen. Die verbrannten Feuerzuggase werden in einer Rohrleitungsanordnung
gesammelt und zu einem Rauchsammelsystem befördert, bevor sie in die externe Atmosphäre
abgegeben werden.
Die Abbildung aus 3 der Zeichnungen zeigt
einen Ziegelstein 34, der für die Konstruktion von Ablenkeinrichtungen
(nicht abgebildet) in Verbrennungskammern 26 und gleichzeitig zur Verbindung
der beiden Feuerzugwände 12 miteinander verwendet wird. Ein zweiter unabhängiger
Verbindungsziegel 35 ist in der Abbildung aus 6G
der Zeichnungen ebenfalls zur Verbindung der Wände dargestellt. Die Ziegensteine
34 und 35 verbinden die Wände 12 der Feuerzüge miteinander,
um die Feuerzugwände zusätzlich zu stabilisieren. Wie dies in der Abbildung aus
5 am besten ersichtlich ist, weist der Ziegelstein
34 eine segmentierte, longitudinale Zunge auf, die ein intermediäres Teilstück
14a und kurze Endstücke 14b umfasst, die kurz vor den Enden des
Ziegelsteins enden, während sich die Querzungen 22a nahe den Enden des
Ziegelsteins zu den Seiten des Ziegelsteins erstrecken. Ziegelsteine 34
sehen in Kombination mit Füllziegelsteinen 36 aus 3
eine feste Ablenkstruktur in einer Verbrennungskammer 26 vor, welche die
Führung von Verbrennungsgas in die Feuerzüge unterstützt. Das untere
Ende der Ablenkwand endet kurz vor dem Boden des Feuerzugs, so dass das Gas unter
der Ablenkeinrichtung verläuft und zu dem oberen Teilstück des Feuerzugs auf der
anderen Seite der Ablenkwand ansteigt. Die Füllziegelsteine 36 stoßen an
innere Feuerzugwandoberflächen an, wobei die feste Ablenkeinrichtung gebildet wird,
wobei die Feuerzugwände dabei jedoch nicht "verbunden" werden. Eine unabhängige
Ansicht des Füllziegelsteins ist in der Abbildung aus 6J
dargestellt.
In der Abbildung aus 4 weisen die Ziegelsteine,
welche die Wand 12 bilden, ferner unterschiedliche Längen auf, so dass
die Verbindungsstellen der Ziegelsteine longitudinal versetzt sind. Zum Beispiel
können die obersten Ziegelsteine 10 länger sein als die Ziegelsteine der
nächst unteren Reihe, so dass deren Verbindungsstellen longitudinal versetzt sind.
Siehe die Ziegelsteine aus den Abbildungen der 6C und
6D. Ebenso können die Verstärkungsziegelsteine
37 (die nachstehend im Text näher beschrieben werden) kürzer sein als der
Ziegelstein 10 unmittelbar unterhalb dem Ziegelstein 37. Der Verbindungsziegel
35, der zum Beispiel nur viereinhalb Zoll breit ist, erfordert an jedem
seiner Enden Ziegelsteine mit einer Länge, deren Verbindungsstellen longitudinal
von denen der Ziegelsteine 10 und 37 unmittelbar darüber und darunter
versetzt sind. Kurze, intermediäre und lange Ziegelsteine aus den Abbildungen der
6B, C und
D sehen derartige versetzte Anordnungen vor.
An Positionen zwischen den Ablenkeinrichtungen der Ziegelsteine
34 und 36 können die Feuerzugwände 12 durch unabhängige
Verbindungsziegelsteine 35 aus den 4 und
6G verbunden werden.
Bei der Konstruktion einer Feuerzugwand 12 ermöglicht es
sie Zungen- und Rillenkonfiguration des Ziegelsteins 35, dass dessen kreuzweise
Zungen in der longitudinalen Rille 18 eines "Verstärkungsziegelsteins"
37 sitzen, der unmittelbar unterhalb des Verbindungsziegelsteins
35 angeordnet ist, wie dies in der Abbildung aus 4
dargestellt ist. Der Verstärkungsziegelstein 37 weist die gleiche Konfiguration
auf wie der Ziegelstein 10, mit der Ausnahme, dass er eine integrale Ausdehnung
38 auf einer Seite des Ziegelsteins aufweist, wie dies in der Abbildung
aus 6F der Zeichnungen am besten ersichtlich ist. Die
Ausdehnung kann auf der einen Seite zentriert sein, und wie dies aus der Abbildung
aus 6F ersichtlich ist, erstreckt sie sich teilweise
in die Fläche der Feuerzüge 26, so dass sie mit der Spannweite der Verbindungsziegelsteine
35 eingreift und diese stützt.
Wie dies aus der Abbildung aus 4 ersichtlich
ist, erstreckt sich der Ziegelstein 35 kreuzweise zu einem Verstärkungsziegelstein
37 und ein oberer Hauptziegelstein 10 verbinden die Wände
12 eines Feuerzugs miteinander. Alle Ziegelsteine in dem erfindungsgemäßen
System werden übereinander gestapelt, so dass Wände, Verbindungseinrichtungen und
Ablenkeinrichtungen eines Feuerzugs vorgesehen werden. Die rechteckigen Hauptziegelsteine
10 erstrecken sich in die Längsrichtung der Wand 12, wobei die
entsprechende longitudinale Zunge 14 in der longitudinalen Rille
24a des Verbindungsziegelsteins 35 sitzt.
Wie dies aus der Abbildung aus 2 ersichtlich
ist, ruhen die unteren Enden der Feuerzugwände 12 auf einem allgemein planaren
Fundament 45. Zwischen der oberen Oberfläche des Fundaments 45
und der untersten Reihe der Feuerzugziegelsteine 10 befindet sich ein Ziegelstein
46, der die untersten Enden der Verbrennungskammern 26 überbrückt.
Die Ziegelsteine 46 weisen eine planare untere Oberfläche 47 auf,
die auf einer planaren Reihe von Ziegelsteinen 48 ruht, sowie eine entgegengesetzte
Oberfläche 20c, die mit longitudinalen Rillen 18c und kreuzweisen
Rillen 24c versehen ist, wie dies in den Abbildungen der 6E
und H am besten ersichtlich ist (6E
und H weisen unterschiedliche Längen auf,
um die Verbindungsstellen der Ziegelsteine wiederum zu versetzen). Die longitudinalen
Rillen 18c erstrecken sich übe die gesamte Länge der Ziegelsteine
46, um die Längszungen 14 der Ziegelsteine 10 in vollem
Umfang aufnehmen zu können. Die kreuzweisen Rillen 24c der Ziegelsteine
46 nehmen die kreuzweisen Zungen 22 der Ziegelsteine
10 auf. Kreuzweise Rillen 24c erstrecken sich nicht zu den Rändern
der Ziegelsteine 46, so dass diese Rillen die Integrität der Wände
12 nicht umfassen oder eine Kommunikation zwischen den Anodenschächten
28 und der Kammer 26 vorsehen.
Die Abbildung aus 6K zeigt einen Ziegelstein
zur Überbrückung der oberen Enden der Feuerzugwände 12; diese oberen Ziegelsteine
sind wiederum mit unterschiedlichen Längen vorgesehen, um die Verbindungsstellen
der Ziegelsteine longitudinal zu versetzen.
die Anoden 30 werden in den Schächten 28 durch heiße
Gase, die durch die Verbrennungskammern 26 strömen, erhitzt und gebacken.
Die heißen Gase sind Produkte der Verbrennung in den Feuerzügen. Der Brennstoff
für die Verbrennung wird den Feuerzügen durch Öffnungen 40 in den oberen
Abdeckungen 42 an den Wänden 12 (2)
zum Mischen mit der bereits in den Feuerzügen vorhandenen Luft zugeführt.
Die Integrität der Wände 12 und 13 ist von Bedeutung,
da die Heizgase in den Verbrennungskammern 26 verbleiben und diese durchlaufen
müssen, während das Packmaterial 32 in den Schächten 28 in den
Schächten und um die Anoden herum angeordnet verbleiben muss. Die Integrität der
Stirnwände 33 ist für die Separierung der Schächte von Bedeutung, da nicht
alle Schächte gleichzeitig befeuert und eingesetzt werden. Der Verlust von Gasen
in die Schächte und die Bewegung des Packmaterials in die Zwischenräume zwischen
den Ziegelsteinen reduziert die Heizeffizienz.
Somit sind die Haltbarkeit und die Stärke der Feuerzugwände
12 von Bedeutung, da jede Verbiegung, jeder Einbruch oder jede Separation
der Wand dieses Teilstück des Ringofens von der Produktion entfernt und eine kostspielige
Reparatur erforderlich ist, bevor das Teilstück wieder dem Anodenbackprozess zugeführt
werden kann.
Die Ziegelsteine der Feuerzugwand dehnen sich während der Erwärmung
der Feuerzüge aus und ziehen sich zusammen, wenn sich die Feuerzüge abkühlen. Wenn
die Ziegelsteine nach dem Prozess der Ausdehnung und des Zusammenziehens nicht an
die korrekte Passgenauigkeit zurückkehren, bilden sich zwischen benachbarten Ziegelsteinen
Lücken bzw. Zwischenräume , so dass das Packmaterial 32 in die Zwischenräume
eindringt und sich zwischen den Ziegelsteinen festsetzt. Nach einem Zeitraum der
Ausdehnung und des Zusammenziehens eliminiert die Akkumulation von Packmaterial
zwischen den Ziegelsteinen den Raum für eine Ausdehnung des Ziegelsteins und drückt
den Ziegelstein somit nach außen in die Stirnwände 33, wobei bewirkt wird,
dass sich die Wände 12 in die Schachtbereiche 28 biegen.
Diese Probleme werden durch die erfindungsgemäßen Ziegelsteine größtenteils
gelöst. Die abgerundeten Oberflächen der Zungen und Rillen sehen Sitzoberflächen
und zusammenpassende Oberflächen vor, die eine stabile Wandstruktur sicherstellen,
indem es ermöglicht wird, dass benachbarte Ziegelsteine aufeinander laufen, wenn
während den Heizzeiträumen eine Ausdehnung der Ziegelsteine eintritt, und wobei
sie sich wieder aufeinander setzen können, wenn eine Abkühlung eintritt. Die abgerundeten
Oberflächen weisen somit keine Scherflächen auf, durch die sich die Ziegelsteine
während der Ausdehnung und dem Zusammenziehen bewegen. Scherflächen bzw. Scherebenen
sehen Belastungspunkte vor und Möglichkeiten für ein Zerbrechen im Zusammenhang
mit der relativen Bewegung der Feuerzugwand, der kreuzweisen Verbindungs- und Ablenkziegelsteine.
Gebrochene Teilstücke des Ziegelsteinmaterials bieten Möglichkeiten zum Festsetzen
zwischen benachbarten Ziegelsteinen, wodurch die Ziegelsteinwände instabil werden
und eine Fluidübertragungsverbindung zwischen den Feuerzug-Verbrennungskammern
26 und den Anodenschächten 28 möglich werden kann, abhängig von
der Menge und dem Ausmaß des zerbrochenen Materials, das sich zwischen den Ziegelsteinen
ansammeln kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kehren die Ziegelsteine wieder an
die Positionen zurück, die sie inne hatten, als die Wände 12 nach dem Eintreten
der Ausdehnung und dem Beginn der Abkühlung konstruiert wurden. Als Folge dessen
wird das Eindringen von Packmaterial 32 zwischen den Ziegelsteinen begrenzt,
und zerbrochene Stücke von Ziegelsteinmaterial können die Ziegelsteine allgemein
nicht voneinander trennen, wodurch die Integrität der Wand aufrechterhalten wird
sowie entsprechend die Trennung zwischen der Verbrennungskammer 26 und
den Schachtbereichen 28.
Die erfindungsgemäßen Konfigurationen der Ziegelsteine sorgen zusätzlich
für eine Stabilität, die es ermöglicht, Feuerzüge auf "trockene" Art und Weise herzustellen,
diese danach unversehrt zu leeren Ofenschächten zu transportieren und unversehrt
in leeren Schächten zu platzieren.