DE4103737C2 - Reparatur von Koksofenbatterien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gegossenes Reparaturmodul zur Verwendung bei der Reparatur von zwischen den Verkokungskammern in einer Koksofenbatterie angeordneten Heizwänden mit mehreren auseinanderliegenden, vertikal verlaufenden Heizkanälen, die abwechselnd zum Verbrennen oder Abziehen von Brenngasen dienen, und mit einer Gasdüse am Boden jedes Heizkanals.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Reparieren einer Heizwand einer Koksofenbatterie mit mindestens einem Reparaturmodul, wobei die Koksofenbatterie mehrere auseinanderliegende Verkokungskammern aufweist, die durch oberhalb von Gasdüsen vertikal verlaufende Heizkanäle voneinander getrennt sind, und jede Stirnseite einer Heizwand an einer Ankersäule anliegt, jedes Ende jeder Verkokungskammer durch eine in einem Türrahmen gehaltene Koksofentür verschlossen wird und die Verkokungskammern Dächer aufweisen.

Schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine reparierte Koksofenheizwand nach einer Reparatur mit dem vorstehend genannten Reparaturmodul, wobei die Koksofenheizwand zwischen benachbarten Verkokungskammern von der Maschinenseite einer Koksofenbatterie zu deren Koksseite verläuft und wobei jede Verkokungskammer einen Boden, durch die Seitenwände benachbarter Heizwände gebildete Seitenwände und ein Dach aufweist und Ausgleichsleitungen an einer Seite der Koksofenbatterie angeordnet sind.

Koks wird dadurch erzeugt, daß man pulverisierte Kohle in einer luftfreien Umgebung während einer bestimmten Zeitspanne erhitzt. Koks wird damit in einem typischen Fall in einer Koksofenbatterie hergestellt, die mehrere Seite an Seite liegende und durch Heizwände voneinander getrennte Verkokungskammern enthält. Diejenige Seite der Koksofenbatterie, an der der Koks entnommen wird, wird die Koksseite genannt. Die andere Seite wird die Maschinenseite genannt. Die Heizwände und die Verkokungskammern verlaufen von der einen zu der anderen Seite. In einem typischen Fall enthält eine Batterie vierzig bis hundert oder mehr Seite an Seite liegende Verkokungskammern. Jede Kammer ist zwischen drei bis sechs Meter hoch, im typischen Fall vierzehn Meter lang und etwa einen halben Meter breit. In der Breite jeder Kammer gibt es eine leichte Verjüngung, so daß der in einer Kammer befindliche Koks ausgestoßen werden kann. Die Breite der Kammer an der Maschinenseite liegt etwa 75 mm unter der Breite an der Koksseite. Jede Heizwand wird im typischen Fall aus zahlreichen horizontal verlaufenden Lagen von Silikasteinen aufgebaut. Sie werden um in den Heizwänden vertikal verlaufende Heizkanäle aufgeschichtet. Diese wechseln zwischen einem Heiz- und einem Zugzustand. Bei jedem Heizkanal können acht Steine in jeder Lage angeordnet sein. Das heißt, daß eine Heizwand mit zwanzig Lagen und achtundzwanzig Heizkanälen über viertausendvierhundert Silikasteine enthält. Jeder Stein ist entsprechend seinem Aufstellungsort ausgebildet.

Die Verkokungskammer wird normalerweise auf einer Temperatur von 1.150 bis 1.370°C gehalten. Die zu verkokende Kohle wird über Beschickungsöffnungen an der Oberseite jeder Verkokungskammer in diese eingebracht oder eingegeben. Während des Beschickens und der sich anschließenden Verkokungsperiode, die vierundzwanzig Stunden anhalten kann, schließen die Koksofentüren die Enden der Verkokungskammern ab. Während des Verkokens werden Gase aus der Kohle ausgetrieben. Diese Gase enthalten Dampf, Ammoniak, Schwefeldioxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Methan. Diese Gase werden zur Weiterverarbeitung in verschiedenartige Grundstoffe aufgesammelt. Die anfänglich aus der Kohle ausgetriebenen Gase treten durch vom Dach der Koksofenbatterie ausgehende Ausgleichsleistungen durch. Anschließend werden sie in einem Hauptsammler aufgenommen. In einem typischen Fall ist für jede Verkokungskammer eine Ausgleichsleitung vorgesehen. Die während des Verkokens aus der Kohle ausgetriebenen Gase setzen die Ausgleichsleitungen der Verkokungskammern und den Hauptsammler unter einen Druck oberhalb Atmosphärendruck.

Bei Beendigung eines Verkokungszyklus werden die Koksofentüren von beiden Enden der Verkokungskammer abgenommen, und die verkokte Kohle wird mit einem durch die gesamte Verkokungskammer durchgedrückten Schieber aus dieser herausgestoßen. Über eine Koksführung fällt der Koks in einen Löschwagen. Bei geöffneten Türen fällt der in der Verkokungskammer herrschende Druck sofort ab, und kondensierte Gase oder Flüssigkeit aus der Hauptsammelleitung können ihre Strömungsrichtung durch die Ausgleichsleitung umkehren und auf die Silikasteine auftreffen. Deren Oberfläche kann dann absplittern. Zusätzlich kann auch nach Beendigung des Verkokungsvorganges schnell eintretende kalte Luft die Oberfläche der Silikasteine abträglich beeinflussen, da diese einer thermischen Schockbelastung nur einen schwachen Widerstand entgegensetzt. Auf jeden Fall ergibt sich nach einer gewissen Anzahl von Zyklen, daß die Oberfläche der Silikasteine, insbesondere am Ende einer Heizwand neben den Ausgleichsleitungen, beschädigt wird.

In der Vergangenheit wurden diese Heizwände im typischen Fall anfänglich durch Aufbringen eines Silikazementes auf die vertikal verlaufenden Oberflächen der Heizwände an den beschädigten Orten repariert. Schließlich mußte das beschädigte Ende der Heizwand jedoch vollständig neu aufgebaut werden. Da jede Heizwand eine große Anzahl von genau auf ihren Aufstellungsort abgestimmten Silikasteinen enthält, war das erneute Aufrichten einer Heizwand ein sehr viel Zeit beanspruchender und teurer Vorgang. Im allgemeinen verlangte der Neuaufbau des Endes einer einzigen Heizwand eine Gruppe von fünf Männern während zwei bis drei Wochen.

Feuerfestes Steinmaterial für Koksöfen (DE 29 47 182 A1) ist bekannt. Es dient zur Herstellung von Koksöfen. Beschrieben wird das Errichten des Mauerwerks von Koksöfen aus Fertigteilen. Mit diesen kann eine Ofenwand oder -decke sogar einstückig hergestellt werden. Beschrieben wird weiter ein Koksofen (FR-PS 1 079 874), welcher aus Fertigteilen errichtet wird. Beschrieben sind weiter Reparaturmodule (US-PS 4 364 798). Diese bekannten Reparaturmodule werden im Koksofen selbst hergestellt. Auch die Literaturstelle Zanozin, B. G., et al.: Selection and Implementation of Optimal Method for Repairing Furnace Chambers, in Coke and Chemistry U.S.S.R. (1988), Nr. 9, S. 48-51, ISSN 0010-0501, New York, Allerton Press, beschreibt die Reparatur von Koksöfenbatterien. Diese Literaturstelle befaßt sich jedoch nicht mit der im folgenden beschriebenen Erfindung. Die im Prioritätsintervall veröffentlichte Literaturstelle Lauzon et al.: "Use of Refractory Modular Shapes in Coke Oven Battery End Flue Repairs", in I & SM, August 1990, S. 35-37, befaßt sich, wie ihre Bezeichnung sagt, mit der Verwendung von feuerfesten Modulen zur Reparatur von Koksofenbatterien. Im einzelnen handelt es sich um vorgegossene Module. Mit der im folgenden beschriebenen Erfindung befaßt sich auch diese Literaturstelle nicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines gegossenen Reparaturmoduls zur Verwendung bei den zwischen den Verkokungskammern liegenden Heizwänden. Das Reparaturmodul ist dabei eine aus einem gegossenen hitzebeständigen Werkstoff mit einer hohen Stabilität in seinen Abmessungen hergestellte einheitliche Konstruktion. Allgemein ist diese kastenartig mit in ihr vertikal verlaufenden Heizkanälen. Ein Ende der Konstruktion ist an die Form des Endes der vorhergehenden Heizwand angepaßt, und das andere Ende paßt auf das vorhandene Mauerwerk.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines Verfahren zum Reparieren einer Heizwand eines Verkokungsofens. Das Verfahren schließt die Verwendung von neuartigen gegossenen hitzebeständigen Modulen mit hoher Stabilität in ihren Abmessungen ein.

Schließlich liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Ausbildung der ausgestalteten reparierten Koksofenheizwand selbst.

Die Lösungen für diese Aufgaben werden in den Kennzeichen der Patentansprüche 1, 6 und 7 aufgezählt. Zweckmäßige Ausgestaltungen bilden den Gegenstand von Unteransprüchen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung weiter beschrieben.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Koksseite einer Koksofenbatterie,

Fig. 2 ein Teilschnitt entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ein Vertikalschnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1 mit Darstellung von zwei Seite an Seite liegenden Verkokungskammern mit den Heizwänden an beiden Seiten der Kammern, wobei die Zwischenwand zur Reparatur entfernt ist,

Fig. 4 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Endes einer teilweise wiederaufgebauten Heizwand,

Fig. 8 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 8-8 in Fig. 7,

Fig. 9 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 9-9 in Fig. 7,

Fig. 10 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 10-10 in Fig. 7,

Fig. 11 eine Aufsicht auf eines der in Fig. 7 gezeigten Reparaturmodule,

Fig. 12 eine Ansicht ähnlich Fig. 11 mit der Darstellung eines anderen oberen Reparaturmoduls,

Fig. 13 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 13-13 in Fig. 12 und

Fig. 14 die Darstellung einer einzelnen Lage der nach dem Stand der Technik zum Ausbilden eines Teiles einer Heizwand verwandten Silikasteine, die durch ein erfindungsgemäßes gegossenes Modul ersetzt werden.

In Fig. 1 wird ein Teil einer Koksofenbatterie 10 gezeigt. Deren dargestellte Form wird häufig Koksofen für Nebenprodukte genannt, da die während eines Verkokungsvorganges ausgetriebenen flüchtigen Bestandteile in einer Hauptsammelleitung 12 zwecks späterer Verarbeitung in einige tausend unterschiedliche Nebenprodukte gesammelt werden. Die Koksofenbatterie enthält mehrere Verkokungskammern 14 (Fig. 2 bis 4). Jede Verkokungskammer 14 erstreckt sich über die volle Länge der Koksofenbatterie 10 von der Maschinenseite 16 (Fig. 4) bis zur Koksseite 18. Jede Verkokungskammer 14 kann 14 m lang und 3 bis 6 m hoch sein, wobei 5 m typisch sind. Die Verkokungskammern 14 werden mit einer geringen Verjüngung gebaut. Die Maschinenseite ist zum Beispiel 4 m und die Koksseite ist 4,8 m breit. Während des Verkokens werden die Kammern 14 mit den Koksofentüren 20 (Fig. 4) geschlossen gehalten. Die Verkokungskammern 14 werden durch Heizwände 22 getrennt. Jede Heizwand 22 besteht in einem typischen Fall aus Lagen von Silikasteinen. In jeder Lage befinden sich hunderte von Steinen. Jede Heizwand 22 weist mehrere Heizkanäle 24 auf. Diese werden zwischen Heiz- und Zugzyklen umgeschaltet. Der Boden der Verkokungskammern 14 wie auch die Heizwände 22 werden von Stützwänden 26 (Fig. 3) gehalten. Der zwischen diesen befindliche Raum wird für regenerative Zwecke genutzt und ist im typischen Fall mit Gitterwerksteinen 28 ausgefüllt. Die aufgeheizte Luft und Gas werden durch am Boden der Heizkanäle 24 vorgesehene Gasdüsen 29 in diese eingeleitet und gezündet. Das Brenngas heizt seinerseits die Heizwände 22 auf eine Temperatur typischerweise im Bereich von 1.150 bis 1.375°C.

Bei einem typischen Betriebsablauf einer Verkokungskammer 14 wird die Kohle über die Beschickungslöcher oder -öffnungen 30 (Fig. 2) in die Kammer 14 eingegeben und dann egalisiert. Dann wird die Kammer 14 abgedichtet. Die in der Kammer 14 befindliche Kohle wird dann während eines längeren Zeitraumes, normalerweise vierundzwanzig Stunden, aufgeheizt. Die flüchtigen Bestandteile der Kohle werden ausgetrieben. Am Ende des Verkokungszyklus für eine bestimmte Verkokungskammer 14 werden die Türen 20 mit einem Türmechanismus 31 weggenommen. Ein (nicht gezeigter) Schieber wird von der Maschinenseite in die Verkokungskammer 14 eingeführt und drückt den in dieser befindlichen Koks aus. Der Koks gelangt über eine Koksführung 32 in einen Löschwagen 34. Bei geöffneten Türen strömt kalte Luft in die Verkokungskammer 14 und kühlt die Oberfläche der Ziegel schnell ab. Zusätzlich kann in der Hauptsammelleitung 12 vorhandene Flüssigkeit über eine mit der Verkokungskammer 14 in Verbindung stehende Ausgleichsleitung 36 abgezogen werden. Diese Flüssigkeit kann ihrerseits die Oberfläche der Silikasteine der Heizwände 22 an der gerade geleerten Verkokungskammer 14 zum Platzen bringen.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß die vorstehend beschriebene Konstruktion der Koksofenbatterie und die Betriebsweise im Stand der Technik bekannt sind. Eine Koksofenbatterie für Nebenprodukte der gezeigten Art wird in der GB-PS 511.320 erläutert.

Ein Problem beim Betrieb einer Nebenprodukte erzeugenden Koksofenbatterie 10 ist die fortschreitende Zerstörung der Heizwände zwischen den Verkokungskammern 14. In der Vergangenheit war es üblich, eine Heizwand 22 anfänglich mit Abschalten der Luft- und Gasströmung zu der Heizwand 22 zu reparieren, so daß in den Heizkanälen 24 keine Verbrennung stattfand, die zu reparierende Fläche durch Einsetzen von Böden 38 (Fig. 4) in die beiden Verkokungskammern 14 auf beide Seiten der zu reparierenden Heizwand 22 zu isolieren und eine Wandisolierung 40 auf die Oberfläche der benachbarten Heizwände 22 aufzubringen. In manchen Fällen ist diese allgemeine Art einer Reparatur zufriedenstellend. Manchmal muß jedoch ein Ende einer Heizwand 22 wieder aufgebaut werden. Dies erfolgt durch Abreißen des Mauerwerkes an der zu reparierenden Stelle der Heizwand 22, Auswechseln der beschädigten Steine und Wiederaufrichten der Heizwand 22. Wegen der sehr großen Zahl von Steinen in einer Heizwand 22 ist dies ein sehr zeitaufwendiger Vorgang. Im allgemeinen beansprucht er etwa zwei bis drei Wochen.

In jüngerer Zeit ist ein Gemisch auf der Grundlage von Kieselerde entwickelt worden. Dies wird in der US-PS 4506025 beschrieben. Dieser Werkstoff wurde als Ersatz für Silikasteine vorgeschlagen.

Selbst bei hoher Formbeständigkeit und hohem Widerstand gegenüber thermischem Schock des Werkstoffs in den Temperaturbereichen, denen ein Stein in einem Koksofen ausgesetzt ist, verlangt die große Zahl der zu verwendenden Steine immer noch eine große Temperaturzeit. Zusätzlich müssen die zahlreichen einander benachbarten Flächen der Steine bei deren Herstellung in konventioneller Weise, wie dies in Fig. 14 gezeigt wird, die die untere Lage der Steine in einer Heizwand 22 zeigt, sehr sorgfältig mit Mörtel beschichtet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein neues gegossenes Modul aus einem Werkstoff von der in der vorstehend genannten US-PS 4506025 beschriebenen Art hergestellt. Das erfindungsgemäße gegossene Modul umschließt mindestens einen vollständigen Heizkanal 24 von der einen Seite zu der anderen Seite und vorzugsweise drei Heizkanäle 24 in der in Fig. 7 gezeigten Weise.

Eine Vielzahl von unterschiedlichen Modulen ist vorgesehen. Es gibt ein Bodenmodul 50, ein unteres Zwischenmodul 52, ein oberes Zwischenmodul 54 (Fig. 13) und ein oberes Modul 56. Jedes der verschiedenen Module 50 bis 56 hat die Form eines allgemein rechteckförmigen Parallelepipeds mit sich gegenüberliegenden Seitenwänden 58, 60 (Fig. 11). Die Seitenwände liegen um einen Abstand von im wesentlichen der Breite einer Heizwand 22 auseinander. Zusätzlich weisen die Module sich gegenüberliegende, allgemein vertikal verlaufende, in Flächen 62, 64 auslaufende Enden auf. Das erste Ende kann an einem Ende der Endwand angeordnet werden und weist eine vertikale Stirnfläche 62 auf. Diese ist an die vertikale Stirnfläche der zu reparierenden Heizwand 22 angepaßt. Das zweite Ende weist einen mittig angeordneten Vorsprung 64.1 auf. Dieser läßt sich in der in Fig. 7 dargestellten Weise mit dem alten Mauerwerk zusammensetzen. Jedes Modul weist zusätzlich obere und untere allgemein horizontale Flächen 66, 68 auf. Die untere Horizontalfläche 68 des Bodenmoduls 50 ist im allgemeinen planar und läßt sich auf die obere horizontale Fläche der Stützwände 26 aufsetzen. Die obere horizontale Fläche des Bodenmoduls 50 wie auch die obere horizontale Fläche 68 der unteren Zwischenmodule 52 und der oberen Zwischenmodule 54 weisen in Querrichtung auseinanderliegende, in Längsrichtung verlaufende V-förmige Nuten 70 auf. Am deutlichsten sind diese in den Fig. 7 und 11 dargestellt. Jede V-förmigen Nute 70 kann einen entsprechenden V-förmigen Vorsprung 72 (Fig. 7 und 9), der von der Unterseite eines benachbarten Moduls 52, 54 oder 56 getragen wird, aufnehmen. Zusätzlich können in den aneinander anliegenden benachbarten Modulen vertikal verlaufende Öffnungen vorgesehen sein. Diese vertikal verlaufenden Öffnungen nehmen Dübelstangen 74, die aus dem gleichen Werkstoff wie die Module selbst hergestellt sind, auf. Diese Dübelstangen bewirken weiter, daß die Module beim Zusammenbau zu einer Heizwand in der nachstehend noch genauer beschriebenen Weise richtig miteinander ausgerichtet werden.

Jedes der in der Zeichnung in der bevorzugten Ausführungsform gezeigte Modul ist drei Heizkanäle lang. In einem typischen Fall ist dies diejenige Länge, die in einer herkömmlichen Koksofenbatterie am Ende einer Heizwand wieder aufgebaut werden muß. Damit kann das Modul etwa 1,93 m lang, 0,61 m breit und 0,3 m hoch sein. Das Gesamtgewicht liegt bei etwa 77 bis 81 kg. Das untere Modul steht auf der Horizontalfläche der Stützwände auf und umschließt die Gasdüsen 29. Damit diese beim Vermörteln der übereinanderliegenden Module nicht mit Mörtel zugestopft werden, muß das Bodenmodul 50 Reinigungsöffnungen 76 (Fig. 7) aufweisen. Diese verlaufen zwischen den beiden Seiten des Moduls. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die unteren Zwischenmodule drei Heizkanäle 24 auf. Der am ersten Ende (links in Fig. 7) stehende Heizkanal weist dabei nicht eine einen Luftschacht bildende Struktur 78 auf, während der zweite und der dritte Heizkanal solche Luftschächte aufweisen. Diese sind aus dem gleichen Werkstoff wie die Module selbst und integral mit diesen ausgebildet. Es sei noch bemerkt, daß diese Strukturen im Stand der Technik gut bekannt sind. Im allgemeinen bestehen sie aus Schamotte oder dergleichen und sind gesondert und getrennt von den die Heizwand bildenden Silikasteinen. Der Zweck dieser die Luftschächte bildenden Strukturen liegt in der Zurverfügungstellung von zusätzlicher Luft für Brennzwecke oberhalb der Basis des Heizkanals, damit dieser über seiner gesamten vertikalen Länge gleichförmig aufgeheizt wird. Fette Brenngase werden damit bis zu der unteren Düse 29 über die Brenngasleitung 90 zur Verfügung gestellt, und Luft wird bis zur unteren Düse 29 über die getrennte Luftleitung 82 zur Verfügung gestellt. Es ist nicht ausreichend Luft vorhanden, damit der gesamte der unteren Düse zugeleitete Brennstoff verbraucht werden kann. Die durch die die Luftschächte bildende Struktur 78 zugeführte Luft ermöglicht jedoch, daß der der Düse zugeführte Brennstoff an einem Punkt weiter oben im Heizkanal vollständig verbraucht wird. Dies führt zu einem verhältnismäßig gleichförmigen Aufheizen der gesamten vertikalen Erstreckung der Heizwand. Die oberen Zwischenmodule 54 unterscheiden sich von den unteren Zwischenmodulen einfach durch das Fehlen der die Luftschächte bildenden Struktur in den zweiten und dritten Heizkanälen.

Das obere Modul 56 (Fig. 13) weist einen Querkanal 84 auf. Dieser ermöglicht, daß das in einem Heizkanal befindliche Brenngas in einem benachbarten Heizkanal nach unten gezogen wird. Unter Bezug auf Fig. 13 sei hierzu auf das folgende verwiesen. Falls sich der linke Heizkanal 24.1 im Brennzyklus befindet, befindet sich der rechts davon befindliche Heizkanal 24.2 im Zugzyklus, und das Gas aus dem Heizkanal 24.1 wird dann durch den Querkanal 84 im oberen Modul 56 in den Zugheizkanal 24.2 und in diesem nach unten strömen. Dieser Brenn/­ Zugzyklus wird periodisch, zum Beispiel jede halbe Stunde, umgekehrt. Dadurch ergibt sich ein gleichförmigeres Aufheizen des Mauerwerkes in der Heizwand. Dieses Konstruktionsmerkmal ist bei Koksofenbatterien der genannten Art üblich.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Reparaturmodule gibt es weit weniger Luftkanäle, aus denen die flüchtigen Nebenprodukte des Verkokungsprozesses in die Heizkanäle eindringen können. Die einzigen Kanäle sind die horizontalen Flächen zwischen den einzelnen Modulen. Zum Vermeiden einer Strömung der flüchtigen Nebenprodukte aus der Kohle in die Heizkanäle weisen diese V- förmige Nuten auf. Es leuchtet ein, daß diese Nebenprodukte bei einem Austreten zu Erosion und/oder Verbrennung der Steine in diesen Gebieten führen könnten, da sie in Sauerstoff brennbar sind. Das heißt, daß sämtliche flüchtigen Nebenprodukte durch die Standrohre 32 am oberen Ende der Koksöfen austreten und nicht durch die Module oder das Mauerwerk hindurch in die Heizkanäle eintreten können. Aus einem Vergleich der Fig. 7 und 14 ergibt sich weiter, daß sich die erfindungsgemäßen Module viel einfacher als das bekannte Mauerwerk vermörteln lassen.

Zum Herstellen der erfindungsgemäßen Module wird eine Form auf einen Rütteltisch gesetzt, bis zu einer passenden Höhe mit einer Aufschlämmung des gießbaren hitzebeständigen Werkstoffs gefüllt, und die Aufschlämmung wird dann zum Austreiben sämtlicher Blasen und zum Sicherstellen eines richtigen Mischens geschüttelt. Nach einem anfänglichen Setzen der Aufschlämmung wird der Werkstoff aus der Form genommen und in einen Ofen gegeben. Dort wird es mit allmählich steigender Temperatur während einer bestimmten Zeit erhitzt. Die Ofentemperatur wird in Stufen von etwa 50° pro Stunde von Umgebungstemperatur bis auf 950°C angehoben. Durch langsames Anheben der Temperatur während des anfänglichen Aufheizens der Module läßt sich ein sehr zufriedenstellendes Produkt erzielen. Bei den normalen Arbeitstemperaturen einer Koksofenbatterie ist dieses Produkt thermisch sehr stabil.

Ein Verfahren zum Reparieren des zerstörten Endes einer Heizwand nach den Regeln dieser Erfindung und unter Verwendung der gegossenen erfindungsgemäßen Module schließt die im folgenden aufgeführten Schritte ein. Obwohl im folgenden die bevorzugte Aufeinanderfolge der einzelnen Schritte angegeben wird, leuchtet es ein, daß die Reihenfolge in Abhängigkeit von den Präferenzen des einzelnen Betreibers etwas abgeändert werden kann. Zur Vereinfachung der Beschreibung des Verfahrens sei angenommen, daß die Steine, die die letzten drei Heizkanäle einer Heizwand an der Koksseite der zu reparierenden Koksofenbatterie umschließen, repariert werden sollen. Zu Beginn werden die Koksofentüren an der Koksseite der Batterie für die beiden Koksofenkammern an der zu reparierenden Heizwand abgenommen. Auch die Rahmen der Koksofentüren werden weggenommen. Zum Vereinfachen der Arbeit in diesem Gebiet wird ein isolierender Boden 38 in jeder Koksofenkammer an der zu reparierenden Heizwand aufgebaut. Der Boden verläuft vom Boden bis zur Decke und zwischen den Wänden jeder Kammer. Nach dem Aufrichten der Böden werden die Seitenwände der Heizwände unmittelbar an der zu reparierenden Heizwand auch mit einer Isolierung abgedeckt. Als nächstes wird eine Ankersäule 88 (Fig. 4) am Ende der zu reparierenden Heizwand auf Bodenhöhe und an der Oberseite der zu reparierenden Fläche durchgeschnitten und entfernt. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Enden jeder Heizwand mit auf der Außenseite der Koksofenbatterie angeordneten Ankersäulen versehen sind. Die unteren Enden der Ankersäulen sind in das Fundament der Koksofenbatterie eingebettet. Die oberen Enden der Ankersäulen für jede Heizwand sind durch nicht gezeigte Zugstangen miteinander verbunden. Nach dem Entfernen der Zugstangen muß das Dach oberhalb der Fläche, an der die Heizwand entfernt werden soll, aufgehangen werden. Zu diesem Zweck wird eine obere Lage der Silikasteine sehr sorgfältig entfernt. Mehrere Halteschienen 90 werden dann, wie es in den Fig. 3 und 5 deutlich zu sehen ist, auf die Batterie aufgelegt. Eine Gewindestange 92 wird dann durch eine in der Mitte jeder Halteschiene 90 vorgesehene Bohrung durchgeschoben. Die Gewindestange tritt auch durch Inspektionsöffnungen 94 im alten Mauerwerk durch. Eine Mutter 96 wird auf das obere Ende jeder Gewindestange 92 aufgesetzt und begrenzt deren Bewegung nach unten. Nach der richtigen Anordnung der Gewindestangen werden eine Mutter 98 und eine Scheibe 90 auf das untere Ende jeder Stange aufgesetzt, wie dies in Fig. 6 gezeigt wird. Eine Halteplatte 102 mit einem Schlüsselloch 104 ist für jede Stange 94 vorgesehen. Die Halteplatte 102 wird gegenüber der Stange 94 und der Scheibe 100 so angeordnet, daß sie anfangs über die Scheibe geschoben und dann um einen Winkel gegenüber ihr bewegt werden kann und daß sie schließlich von der Scheibe gehalten wird. Deutlich ist dies in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellt. Die Muttern 96 und 98 werden dann angezogen, und die Halteplatte 102 liegt an der Decke an. Nicht gezeigte Stützen können zusätzlich vorgesehen werden. Sie gehen von beiden Seiten der Oberseite der alten Heizwand aus und verlaufen zu den benachbarten Heizwänden.

Nach dem richtigen Aufhängen des Daches wird der verbleibende Teil des alten Mauerwerkes im Gebiet der zu reparierenden Heizwand entfernt. Die am Boden angeordneten Düsen werden dann in herkömmlicher Weise zugestopft. Damit wird das Eindringen von Mörtel verhindert.

Zu diesem Zeitpunkt muß auch das alte Mauerwerk, das neben den neuen Modulen aufgestellt wird, richtig hergerichtet werden. Zu diesem Zweck wird das alte Mauerwerk mindestens bis zur Höhe des einzusetzenden Moduls aufgebaut. Das alte Mauerwerk wird dann richtig beschnitten, um den am besten in Fig. 7 dargestellten vorspringenden mittigen Abschnitt 64.1 aufzunehmen. Die gesamte Fläche des alten Mauerwerkes kann zu diesem Zeitpunkt zweckmäßig hergerichtet werden. In einem typischen Fall wird aber gerade nur soviel altes Mauerwerk hergerichtet, wie es die Aufnahme des nächsten Moduls erfordert. Dies erleichtert den Mörtelauftrag auf die in das alte Mauerwerk einzusetzenen Module.

Nach dem zweckmäßigen Herrichten der Bodenfläche und dem Aufbringen von Mörtel zum Erreichen einer allgemein planaren Oberfläche wird ein Bodenmodul eingeschoben. Das besprochene Bodenreparaturmodul hat zum Beispiel drei auseinanderliegende und von einer unteren Horizontalfläche nach oben verlaufende vertikale Heizkanäle. Der Abstand zwischen diesen ist gleich dem Abstand zwischen den Gasdüsen. Wie bereits ausgeführt wurde, weist das Bodenmodul an seinen Seiten Reinigungsöffnungen auf. Die Oberseite des unteren Moduls wird dann mit einer Lage Mörtel beschichtet, und ein unterer Zwischenmodul wird dann auf das Bodenmodul aufgesetzt. Die Module sind verhältnismäßig groß und schwer. Deshalb werden sie mit einem Gabelstapler gehandhabt. Er hebt sie auf die gewünschte Höhe an, auf der sie in ihre endgültige Lage geschoben werden. In dieser nehmen die V-förmigen Nuten 70 die V-förmigen Vorsprünge 72 des obersten Moduls auf. Nach dem Einbringen einer geeigneten Zahl von unteren Zwischenmodulen in ihre Stellung muß dann nur noch die Heizwand weiter aufgebaut werden. Hierzu werden zusätzliche obere Zwischenmodule aufgesetzt. Nach Erreichen der richtigen Höhe wird dann ein oberes oder Abdeckmodul 56 aufgesetzt. Nach Aufstellen sämtlicher erfindungsgemäßer Module muß dann nur noch die obere Lage(n) der für diesen Zweck zurückgehaltenen Steine wieder aufgesetzt und an ihrer Stelle mit Mörtel verfugt werden.

Nach Abschluß der Mörtelarbeiten muß man durch die Reinigungsöffnungen in das untere Modul hineingreifen und den Mörtel entfernen, der auf die Oberseiten der auf die Gasöffnungen aufgesetzten Stopfen gefallen sein könnte. Die Gasstöpsel müssen auch abgenommen werden. Nun muß nur noch die vor dem Einbau der Reparaturmodule entfernte Ankersäule eingesetzt werden. Die vor der Reparatur der Heizwand entfernten Türrahmen sind wieder einzusetzen. Die Decken- und Seitenwandisolierung ist zu entfernen. Die vor der Reparatur der Heizwand abgenommenen Koksofentüren sind auch wieder einzusetzen.

Claims (10)

1. Gegossenes Reparaturmodul zur Verwendung bei der Repara­ tur von zwischen den Verkokungskammern in einer Koksofen­ batterie angeordneten Heizwänden mit mehreren auseinan­ derliegenden, vertikal verlaufenden Heizkanälen, die ab­ wechselnd zum Verbrennen oder Abziehen von Brenngasen dienen, und mit einer Gasdüse am Boden jedes Heizkanals, gekennzeichnet durch eine aus einem gießfähigen feuerbe­ ständigen Werkstoff mit hoher Formbeständigkeit und ei­ nem hohen Widerstand gegenüber Wärmeschocks im Bereich von 40 bis 1.500°C hergestellten unitären Struktur in der Form eines rechteckförmigen Parallelepipeds mit um eine Strecke entsprechend der Breite der Heizwand (22) auseinanderliegenden Seitenwänden (58, 60), mit sich ge­ genüberliegenden, vertikal verlaufenden Stirnwänden, wo­ bei eine erste Stirnwand an einer Stirnseite einer Heiz­ wand (22) anliegen kann und eine vertikal verlaufende Stirnfläche aufweist, die sich an die vertikale Stirnflä­ che der zu reparierenden Heizwand (22) anpaßt, und die zweite Stirnseite in der Heizwand (22) am alten Mauer­ werk ineinanderpassend anordbar ist, und mit oberen und unteren horizontalen Flächen, wobei die Struktur mehrere auseinanderliegende, von der unteren horizontalen Fläche nach oben verlaufende vertikale Heizkanäle (24) auf­ weist, die um eine Strecke gleich dem Abstand zwischen den Gasdüsen (29) auseinanderliegen.

2. Reparaturmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Reparaturmodul (50) seitliche Reinigungs­ öffnungen (76) aufweist, die von den vertikalen Heizkanä­ len (24) zu einer oder beiden Seitenwänden (58, 60) des Moduls (50) verlaufen.

3. Reparaturmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vertikal verlaufenden Heizkanäle (24) von der unteren horizontalen Fläche zu der oberen hori­ zontalen Fläche verlaufen.

4. Reparaturmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal verlau­ fenden Heizkanäle (24) von der unteren horizontalen Flä­ che zu einem unterhalb der oberen horizontalen Fläche an­ geordneten Querkanal verlaufen.

5. Reparaturmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unitäre Struktur in einem oder mehreren der vertikalen Heizkanäle (24) ei­ ne einen Luftkanal bildende Struktur (78) aufweist, die mit der unitären Struktur integral ausgebildet und aus dem gleichen Werkstoff hergestellt ist.

6. Verfahren zum Reparieren einer Heizwand einer Koksofen­ batterie mit mindestens einem Reparaturmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Koksofen­ batterie mehrere auseinanderliegende Verkokungskammern aufweist, die durch oberhalb von Gasdüsen vertikal ver­ laufende Heizkanäle voneinander getrennt sind, und jede Stirnseite einer Heizwand an einer Ankersäule anliegt, jedes Ende jeder Verkokungskammer durch eine in einem Türrahmen gehaltene Koksofentür verschlossen wird und die Verkokungskammern Dächer aufweisen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• a) Entfernen der Koksofentüren und der Koksofentürrahmen an den Stirnseiten von zwei benachbarten Verkokungs­ kammern, wobei die Stirnseite der zu reparierenden Heizwand zwischen den beiden benachbarten Verkokungs­ kammern angeordnet ist,
• b) Isolieren der zu reparierenden Fläche durch Einbau ei­ nes isolierenden Bodens in jeder der beiden benachbar­ ten Verkokungskammern und auch durch Auflegen einer Isolierung auf die Seitenwände der Heizwände an bei­ den Seiten der Verkokungskammern,
• c) Aufschneiden und Entfernen der Ankersäule in dem zu reparierenden Gebiet,
• d) Entfernen des alten Mauerwerkes in dem zu reparieren­ den Gebiet,
• e) Schließen der Gasdüsen dort, wo das alte Mauerwerk entfernt ist,
• f) Einsetzen eines unteren gegossenen Reparaturmoduls mit mehreren auseinanderliegenden, von einer unteren Horizontalfläche nach oben verlaufenden vertikalen Heizkanälen, die um eine Strecke gleich dem Abstand zwischen den Gasdüsen auseinanderliegen und wobei das untere Modul seitliche Reinigungsöffnungen aufweist, die von den vertikalen Heizkanälen zu einer oder bei­ den Seitenwänden der Module verlaufen,
• g) Aufsetzen mittlerer Reparaturmodule auf das untere Mo­ dul, wobei diese mittleren Reparaturmodule mehrere auseinanderliegende vertikale, von einer Bodenfläche zu einer Oberseite verlaufende Heizkanäle aufweisen,
• h) Aufsetzen eines querverlaufenden Reparaturmoduls auf die Oberseite der mittleren Reparaturmodule, wobei das querverlaufende Reparaturmodul vertikal verlaufen­ de Heizkanäle aufweist, die von einer unteren Horizon­ talfläche bis zu einem Querkanal verlaufen, der unter einer oberen Horizontalfläche des querverlaufenden Re­ paraturmoduls angeordnet ist,
• i) Öffnen der Gasdüsen,
• j) Wiedereinbau der vor dem Einsetzen der Reparaturmodu­ le entfernten Ankersäule,
• k) Einsetzen der vor der Reparatur der Heizwand abgenom­ menen Türrahmen,
• l) Entfernen der Boden- und Seitenwandisolierung und
• m) Wiedereinbau der vor der Reparatur der Heizwand abge­ nommenen Koksofentüren.

7. Reparierte Koksofenheizwand nach einer Reparatur mit ei­ nem Reparaturmodul nach den Ansprüchen 1 bis 5, die zwi­ schen benachbarten Verkokungskammern von der Maschinen­ seite einer Koksofenbatterie zu deren Koksseite verläuft und wobei jede Verkokungskammer einen Boden, durch die Seitenwände benachbarter Heizwände gebildete Seitenwände und ein Dach aufweist und Ausgleichsleitungen an einer Seite der Koksofenbatterie angeordnet sind, gekennzeich­ net durch:
ursprüngliches Mauerwerk und Mörtel, der von einer Seite der Koksofenbatterie (10) zu einer von der anderen Seite der Batterie in einem Abstand liegenden Stelle ver­ läuft, wobei das ursprüngliche Mauerwerk mehrere Lagen enthält, jede Lage den vertikalen Heizkanal (24) und die vertikale Seitenwand bildende Steine enthält, zwei oder mehr Steine für jeden Heizkanal (24) vorgesehen und be­ nachbarte Steine durch Mörtel zusammengehalten sind, und
einen reparierten Abschnitt in Kombination mit dem ursprünglichen Mauerwerk und Mörtel, wobei der reparier­ te Abschnitt von der Seite der Koksofenbatterie (10) an den Ausgleichsleitungen bis zum alten Mauerwerk und dem Mörtel verläuft, der reparierte Abschnitt mehrere Lagen von Reparaturmodulen enthält, jedes Reparaturmodul eine unitäre Struktur aus einem gießfähigen hitzebeständigen Werkstoff mit einer hohen Formbeständigkeit und hohem Wi­ derstand gegen thermischen Schock ist, jedes Modul wie ein großer Stein mit sich gegenüberliegenden Seitenwän­ den (58, 60), die die Seitenwände der Verkokungskammer (14) bilden, geformt ist, eine erste Stirnseite jedes Mo­ duls an einer Stirnseite der Heizwand (22) anliegt, eine zweite Stirnseite am ursprünglichen Mauerwerk und dem Mörtel angeordnet ist und das Modul weiter eine obere und eine untere Horizontalfläche und mehrere auseinander­ liegende, von einer horizontalen Fläche zu der anderen horizontalen Fläche verlaufende vertikale Heizkanäle (24) aufweist und benachbarte Module durch Mörtel unter­ einander und mit dem alten Mauerwerk und Mörtel verbun­ den sind.

8. Reparierte Koksofenheizwand nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das untere Modul (50) zu den Seiten verlaufende Reinigungsöffnungen (76) aufweist.

9. Reparierte Koksofenheizwand nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das untere Modul (50) auf altem Mauer­ werk auf etwa der gleichen Höhe wie der Boden der Verko­ kungskammer (14) aufliegt.

10. Reparierte Koksofenheizwand nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das obere Modul (56) einen zwei benach­ barte Heizkanäle (24) verbindenden Querkanal aufweist.