DE3743156A1 - Koksofentuer mit metallschild - Google Patents
Koksofentuer mit metallschildInfo
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B25/00—Doors or closures for coke ovens
- C10B25/02—Doors; Door frames
- C10B25/06—Doors; Door frames for ovens with horizontal chambers
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- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Koksofentür mit einem
Metallschild.
Während nach der Jahrhundertwende noch Vorschläge zur
Verwendung von Stahlschilden an Koksofentüren bekannt
geworden sind, haben sich in dieser Zeit und auch
später Metallschilde in der Praxis nicht etablieren
können. Das ist relativ einfach mit dem seinerzeit zur
Verfügung stehenden Material erklärbar. Für Stahl
schilde, die unmittelbar mit dem heißen Koks Berührung
erlangen, erfahren dabei eine Erwärmung von deutlich
mehr als 1000 Grad. Stähle mit der notwendigen
Hitzebeständigkeit sind erst in neuerer Zeit ver
fügbar. Derartige Stähle sind hochlegierte Stähle. Die
Legierungsanteile sind Chrom und/oder Aluminium
und/oder Nickel und/oder Silizium und/oder Titan. Vor
etwa 8 Jahren begannen die ersten Versuche. Diese
Versuche basierten auf einer Nachbildung eines kera
mischen Stopfens mit Hilfe von Platten aus hochhitze
beständigem Stahl. Zunächst hat sich das jedoch als
ungeeignet gezeigt. Die Stahlkonstruktion ist deshalb
auf einen Schild beschränkt worden. Der Schild bestand
aus einzelnen sich überlappenden Blechen. Auch die
Bleche zeigen noch eine erhebliche Verformung. Es sind
deshalb verschiedene Alternativen mit dem Ziel der
Schaffung eines praxisgerechten Teilschildes mit
langer Standzeit gemacht worden.
Der Erfindung liegt gleichfalls diese Aufgabe zu
grunde.
Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß sich
der Schild aus Stäben und/oder Bändern und/oder
Gittern zusammensetzt. Während eine Vielzahl anderer
Entwicklungen eine andere Richtung geht, nämlich in
die eines sich einteilig über die Höhe der Koksofentür
erstreckenden Schildes geht, geht die Erfindung in die
genau entgegengesetzte Richtung, nämlich in die
Verringerung der Abmessungen. Die damit gegebene
Befürchtung, bei so extremen Abmessungen, wie sie
durch Stäbe, Bänder und Gitter gegeben sind, würde
sich auch eine extreme Wärmeverformung einstellen, hat
sich nicht bewahrheitet. Das wird darauf zurückge
führt, daß die Stäbe, Bänder und Gitter möglichst
weitgehend auf ihrer Länge gestützt werden. Bei den
anderen bekannten Lösungsvorschlägen ist eine solche
Abstützung nicht gegeben. Vielmehr sind die bekannten
anderen Schilde auf eine Zwei-Punkte-Auflage bzw.
Zwei-Linien-Auflage angewiesen. Zwischen diesen Linien
werden diese Schilde ganz erheblich auf Biegung
beansprucht.
Die erfindungsgemäße Abstützung wird durch einen ein
oder mehrteiligen Türkasten bewirkt, der hinter den
Stäben oder Bändern oder dem Gitter angeordnet ist.
Die erfindungsgemäßen Stäbe können ein Vollprofil
besitzen oder durch ein Hohlprofil gebildet werden.
Die Querschnittsform der Stäbe kann quadratisch oder
rechteckig oder rund sein. Es sind auch unregelmäßig
geformte Querschnitte denkbar.
Die Stäbe haben eine Dicke von 10 bis 30 mm. Bänder
unterscheiden sich von den Stäben durch eine deutlich
geringere Dicke, nämlich 4 bis 10 mm, und durch eine
größere Breite, nämlich bis zu 100 mm. Die Stäbe oder
Bänder können quer zur Türlängsrichtung oder in
Türlängsrichtung verlaufen. Zur Befestigung sind
wahlweise nach der Erfindung Befestigungselemente vor
gesehen, die die Bänder oder Stäbe quer zu deren
Längsrichtung überfassen. Solche Befestigungselemente
können ihrerseits durch Bänder gebildet werden, die
rückwärtig an der Abstützung angelenkt sind oder bis
zum übrigen Türkörper reichen.
Als Befestigungselemente eignen sich auch dünnere
Stäbe, die durch entsprechende Öffnungen in die den
eigentlichen Metallschild bildenden Stäben greifen.
Die Befestigungselemente können auch seitlich ange
ordnet sein und Ausnehmungen aufweisen, in die die
Stäbe und/oder Bänder in Längsrichtung eingeschoben
werden oder in die die Stäbe oder Bänder quer zu ihrer
Längsrichtung von vorne eingelegt werden.
Die einzelnen Stäbe oder Bänder können auch einzeln
oder zu mehreren an der Abstüzung aufgehängt sein.
Vorteilhaft ist es, die Stäbe und Bänder zu Gruppen
zusammenzufassen, vorzugsweise haben die Gruppen bei
quer zur Türlängsrichtung verlaufenden Stäben oder
Bändern in Türlängsrichtung eine Höhe von 200 bis 400
mm. Wahlweise korrespondieren diese Gruppen auch mit
Elementen des die Abstützung bildenden Kastens. Diese
Elemente des die Abstützung bildenden Kastens haben
dann die gleiche Bauhöhe wie die Gruppen von Stäben
oder Bändern. Zwischen den Elementen des die Ab
stützung bildenden Kastens sind vorzugsweise Schlitze
vorgesehen. Die Schlitze sollen den Eintritt von
Rohgas während des Verkokungsvorganges ermöglichen.
Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
Abb. 1a eine erfindungsgemäße Koksofentür im Schnitt
und 1b während des Ofenbetriebes in Schließstellung
am Kammerrahmen,
Abb. 2a eine Darstellung des Hohlprofilrahmens mit den
und 2b integrierten automatisch drehbaren Andruckele
menten einschließlich Kettenräder und
Kettenzug,
Abb. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Horizontal
schnittes.
Abb. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Horizontal
schnittes entlang einer Schnittlinie im Bereich
der Planiertür einschließlich Planierkasten.
Die Abb. 5 bis 8 zeigen verschiedene Befesti
gungsmöglichkeiten für ein Metallschild aus Stäben.
Nach Abb. 1a und 1b besteht die erfindungsgemäße Koksofentür
aus einer Kraftübertragungseinheit 1 und einer Dich
tungseinheit 21. Die Kraftübertragungseinheit 1 ist in
Abb. 2 als Hohlprofilrahmen 24 ausgebildet, dessen
Längsholme in Abb. 3 mit 22 und dessen Querholme in
Abb. 3 mit 23 bezeichnet sind. Die Längsholme 22 sind
am oberen und unteren Ende offen. Ferner befinden sich
in den Längsholmen an den Verbindungsstellen zu den
Querholmen 4 Öffnungen, so daß sich im Hohlprofil
rahmen 24 erwärmende Luft ungehindert aus den Quer
holmen 23 in die Längsholme 22 und dort nach oben
strömen und oben aus dem Hohlprofilrahmen 24 austreten
kann.
Der im Ausführungsbeispiel nach Abb. 2a und 2b dargestellte
Hohlprofilrahmen 24 ist mit einer Vielzahl von An
druckelementen 28 versehen, die in sich drehbar sind.
Diese Andruckelemente 28 setzen sich nach Abb. 3
zusammen aus einer beweglichen Hülse 5, einer mit der
Hülse 5 fest verbundenen Spindel 3 und einem auf der
Spindel 3 fest angebrachtem Kettenrad 2. Nach Abb. 3
wird die Spindel 3 in einer Gewindehülse 4 drehbar
geführt. Die Gewindehülse 4 nach Abb. 3 ist in dem
Hohlprofilrahmen 24 nach Abb. 2 fest eingeschweißt.
Die Kraftübertragung von den Andruckelementen 28 über
den Kettenzug 27 nach Abb. 2a und 2b auf die Dichtungseinheit
21 nach Abb. 3 erfolgt über Federn 6 oder
Bolzen 6, die in der drehbaren Hülse 5 nach Abb. 3
untergebracht sind. Um eine kraftschlüssige Verbindung
einerseits zwischen Kammerrahmen 28 nach Abb. 3,
Dichtungseinheit 21 und andererseits
zwischen Kraftübertragungseinheit 1 nach Abb. 3 zu
erreichen, sind an den Außenflanken der Längsholme 22
nach Abb. 3 Bolzen 7 angeschweißt und am Kammerrahmen
28 nach Abb. 3 verstellbare Haken zur Aufnahme der
Bolzen 7 angebracht. Die Anzahl der Haken 8, richtet
sich nach der Anzahl der Bolzen 7, beträgt 6. Die
Anzahl der Bolzen 7 ist abhängig von der Ofenhöhe. Bei
einer Ofenhöhe von 4 m reichen insgesamt 4 Bolzen aus,
und zwar in der Anordnung von je 2 oben und unten am
Hohlprofilrahmen 24 nach Abb. 2.
Die Andruckkräfte der einzelnen Elemente 28 nach Abb.
2 auf die Dichtungseinheit 21 nach Abb. 3 wird durch
einen umlaufenden Kettenzug 27 nach Abb. 2 erzeugt.
Mit dieser Anordnung ist somit eine konstante Kräfte
verteilung über die Kraftübertragungseinheit 1 nach
Abb. 2 auf die Dichtungseinheit 21 nach Abb. 3 ge
wahrleistet. Der Drehpunkt 30 nach Abb. 2 zum Bewegen
der umlaufenden Kette 27 nach Abb. 2 ist auf jedes
Andruckelement 28 übertragbar. Das zu benötigende
Drehmoment für den Punkt 30 wird durch einen Dreh
momentenmotor, der in der Abb. nicht dargestellt ist,
erzeugt. Dieser Drehmomentenmotor kann sowohl direkt
auf der Kraftübertragungseinheit 1 als auch auf im
Betrieb vorhandenen Türbedienungsmaschinen installiert
werden.
Der im Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 dargestellte
quadratische Hohlprofilrahmen 24 ist durch die Wahl
anderer Profile ersetzbar. Geometrien von handels
üblichen Profilen wie rechteckiges Hohlprofil, U-Pro
fil, L-Profile, Doppel-T-Profile, Rohrprofile und
einfaches Flachprofil lassen eine Unterbringung der
Andruckelemente 28 zu.
Nach Abb. 3 besteht die Dichtungseinheit 21 aus dem
Dichtelement 9 und einer Isolierung 29. Das Dicht
element 9 bildet mit dem Element 10 einen Hohlkörper.
Beide Elemente 9 und 10 bestehen aus einem hitzebe
ständigen metallischen Material. Je nach Profilierung
ist eine Stärke pro Dichtlement zwischen 2 und 4 mm
vorgesehen. Die Bauhöhe des Ofens und seine Breite
haben auf die Stärke keinen Einfluß, da die Rückstell
kräfte der Ofenfüllung bei gebräuchlichen Ofengrößen
nicht wesentlich voneinander abweichen.
Die Elemente 9 und 10 besitzen nach Abb. 3 die gleiche
Profilierung und sind untereinander fest verbunden.
Eine lose Anordnung des Elementes 10 an Element 9 ist
ausführbar.
Der von den Elementen 9 und 10 gebildete Hohlkörper
kann zum einen als geschlossen und zum anderen zum
Offeninneren hin über das Element 10 offen ausgebildet
werden. Im letzteren Fall wird das Element 10 mit
seitlichen Schlitzen oder in vertikaler Richtung oben
und unten offen ausgebildet. Hierdurch ergibt sich die
Möglichkeit, die beiden Gaskanäle, gebildet durch die
Schildkonstruktion 11 nach Abb. 3 und den Seitenflächen
des Elementes 10, um den durch den Hohlkörper ge
bildeten Gaskanal zu erweitern. Gegenüber üblichen
Türkonstruktionen mit Schildbauweise anstelle von
Steinstopfen ergibt sich eine Gaskanalerweiterung um
bis zu 100%. Diese Erweiterung des Gaskanals wirkt
sich sehr positiv auf das statische Druckverhalten im
Kanal und mithin auf die Dichtigkeit der Tür aus.
Nach Abb. 1 fällt bei der Tür der übliche Türfuß fort.
Das innere Element 10 nach Abb. 3 übernimmt aufgrund
seiner konstruktiven Ausbildung die Funktion eines
Türfußes 35.
Zwischen dem freien Schenkel 31 nach Abb. 3 und der
Dichtfläche des Türrahmens ist als Ausführungsbeispiel
eine metallische U-Dichtung 14 vorgesehen.
Die Dichtungseinheit 21 wird im ausgesetzten Zustand
lose über Halterungen 12 und 25 von der Kraftüber
tragungseinheit 1 gehalten. Im eingesetzten Zustand
werden die Halterungen 12 und 25 wirkungslos, so daß
dem unterschiedlichen Dehnvermögen aufgrund der
unterschiedlichen Temperaturlagen von Dichtungseinheit
21 und Kraftübertragungseinheit 1 Rechnung getragen
wird.
Zum Ein- und Aussetzen der Tür mittels der Türab
hebemaschine sind zwischen den Holmen 22 zwei
Querstäbe 34 angeordnet. Diese Querstäbe dienen als
Hebeangriffspunkt für die an den Türabhebemaschinen
vorhandenen Klauen, die in den Zeichnungen nicht
dargestellt sind.
Nach Abbildung 1 und 3 besteht das erfindungsgemäße
"Hitzeschild" 33 nicht mehr wie üblich aus ebenen
einteiligen hitzebeständigen metallischen Platten
unterschiedlicher Bauformen, sondern aus einer Viel
zahl von hitzebeständigen metallischen Rundstäben 11
gleichen Querschnitts - quer zur Ofenkammer angeordnet
- vor der inneren Bohle 10 nach Abb. 3 lose über
Haltepunkte 32 befestigt. Die einzelnen Rundstäbe
zwischen 20 und 30 mm stark sind zur Aufnahme der
Aufhängung an zwei Stellen durchbohrt. Durch Auf
einanderreihen der Einzelstäbe auf die Aufhängungen
ebenfalls als Rundstäbe ausgeführt, wird über die
Ofenhöhe eine eben durchgehende Fläche zur Aufnahme
der Kohlefront beim Füllen des Koksofens erzeugt. Die
Einzelstäbe 11 als auch die Aufhängungen 32 verhalten
sich wegen ihrer einfachen Geometrie bei hohen Tempera
turen formstabiler, da sich sowohl jeder Stab in
Querrichtung zum Ofen als auch die Aufhängestäbe in
vertikaler Richtung zum Ofen frei dehnen können. Bei
den Ausführungsformen der Stäbe sind andere Geometrien
der Stabbauweise mit gleichen physikalischen Eigen
schaften integrierbar, wie quadratische, rechteckige
und streifenförmige Formen.
Die einteilige Stabbauweise nach Abb. 1 und 3 ist auch
als mehrteilige Konstruktion über die Höhe der inneren
Bohle 10 ausführbar. Weiterhin läßt die Stabbauweise
auch eine Stabführung in vertikaler Richtung, in den
Zeichnungen nicht dargestellt, zu. Hierbei werden die
Stäbe parallel geführt als durchgehende Einheit, mit
über die Höhe verteilte Querstäbe gehalten.
Die Planiertür 36 nach Abb. 1 und 4 ist in Rundbau
weise ausgeführt. Der als Rohr ausgebildete Planier
kasten 44 nach Abbildung 4 nimmt die Dichtfläche 15
auf. Vor diese Dichtfläche 15 wird ein metallischer
Deckel 16 über den Kraftübertragungsrahmen 17 über
Bolzen oder Federn 39 angedrückt. Bei Wirksamwerden
der Krafteinleitung über den Rahmen 17 über Ketten
räder 20 und Kettenzug 18 werden die Festpunkte 19 und
20 wirksam. Der Festpunkt 19 ist als Schanier ausge
legt, um die Planiertür 36 zu schwenken. Der Festpunkt
20 wird über ein Handrad 37 mit einer Spindel, die im
Gelenk 38 gelagert ist, wirksam.
Nach Abb. 5 bis 8 sind an Stelle der Stäbe 11
andere Stäbe vorgesehen, die in Gruppen zusammengefaßt
sind. Jede Gruppe hat eine Bauhöhe von im Ausführungs
beispiel 300 mm. Alle Stäbe haben runden Querschnitt.
Im Ausführungsbeispiel nach Abbildung 5 ist der
Stabdurchmesser 20 mm. Eur Aufhängung sind die dort
mit 50 bezeichneten Stäbe durchbohrt, so daß ein 10 mm
dicker Draht bzw. Stab durch die Einzelstäbe 50
durchgeführt und umgebogen werden kann. Von den mit 51
bezeichneten Stab werden die Einzelstäbe 50 zusammen
gehalten. An dem Stab 51 können die Stäbe 50 zugleich
aufgehängt werden. Die Aufhängung ist im übrigen die
gleiche wie bei den Einzelstäben nach Fig. 1.
In Abb. 5 kennzeichnet die strichpunktierte Linie
52 die Stützlinie durch die Elemente 10.
Abb. 6 zeigt Stäbe 60 mit rundem Querschnitt und
15 mm Durchmesser. Die Stäbe 60 werden in seitlichen
Blechen 61 gehalten. Dazu sind die Bleche 61 mit
Bohrungen versehen, in die die Stäbe 60 in Längs
richtung eingeschoben werden. Die Stäbe 60 bilden mit
den Blechen 61 Elemente, die an Haken 62 aufgehängt
werden.
Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 8 unterscheidet
sich von dem nach Abb. 6 dadurch, daß die Stäbe
nicht in Längsrichtung eingeschoben sondern quer zu
ihrer Längsrichtung von vorn in Bleche 80 eingelegt
werden, die für die mit 81 bezeichneten Stäbe haken
förmige Vertiefungen 82 besitzen.
Nach Abb. 7 sind die dort mit 70 bezeichneten
Stäbe mit Bändern 71 gehalten.
Allen Stäben ist gemeinsam, daß sie lose
untereinanderhängen, hierdurch wird erreicht,
- - daß im Vergleich zu den bisher bekannten ebenso einteiligen Schutzschilden aus hitzebeständigem metallischen Material durch die Formgebung eine sehr viel höhere Formstabilität auch bei den üblichen hohen Koksofentemperaturen erzielt wird,
- - daß die Rundstabbauweise keine Schweißkonstruk tion darstellt.
- - daß andere Geometrien der Stabbauweise mit gleichen physikalischen Eigenschaften ausführbar sind, z.B. quadratische, rechteckige oder geo metrische Formen,
- - daß die Stäbe handelsübliche Profile darstellen,
- - daß die einteilige Stabbauweise auch eine Stab führung in vertikaler Richtung, über die Höhe parallel zur inneren Bohle gesehen, zuläßt.
- - daß die Stärken der Stübe erheblich dünner ausführbar sind, so daß bei genügender Biegesteifigkeit das erfindungsgemäße "Schild" insgesamt leichter wird als bekannte ebene einteilige Plattenausführungen und
- - daß aufgrund der leichten Bauweise und der problemlosen Fertigung die Konstruktion sich kostengünstiger als die üblichen Bauweisen darstellt.
Claims (13)
1. Koksofentür mit einem Metallschild, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schild sich aus Stäben
(11, 50, 60, 70, 81) und/oder Bändern und/oder
Gittern zusammengesetzt und mit einer Abstützung
(10, 52) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stäbe (11, 50, 60, 70, 81) ein
Vollprofil oder ein Hohlprofil besitzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn
zeichnet durch eckigen und/oder runden Quer
schnitt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stäbe (11, 50, 60, 70, 81) eine Dicke von 10 bis
30 mm aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bänder 4 bis 10 mm dick
und bis zu 100 mm breit sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stäbe und/oder Bänder Gruppen bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gruppen eine Bauhöhe von 200
bis 400 mm aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß mit den Gruppen Abstütz
elemente korrespondieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen den Abstützelementen
Schlitze vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine
seitliche Befestigung der Stäbe und/oder Bänder.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Be
festigungselemente, die die Stäbe oder Bänder
durchgreifen oder übergreifen oder umgreifen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Befestigungselemente aus
Blechen 61 bestehen, die Bohrungen aufweisen, in
die die Stäbe (60) in Längsrichtung eingeschoben
werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Befestigungselemente aus Draht
oder Stäben (51) gebildet werden, die durch
Bohrungen der Stäbe (50) greifen.
Priority Applications (5)
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Date | Code | Title | Description |
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8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |