DE10145431C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofenbatterie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofenbatterie, bei dem ein Kohlefüllwagen auf der Ofendecke in Längsrichtung der Koksofenbatterie verfahren und zur Befüllung der Koksöfen an vorgegebenen Stellen positioniert wird, wobei anschließend ein Deckel von einem Füllloch abgehoben, ein das Füllloch umgebender Fülllochrahmen gereinigt und ein Füllteleskop zur Befüllung des Koksofens auf den Fülllochrahmen abgesenkt wird.

In einem modernen Kokereibetrieb bereiten betrieblich be­ dingte Lageverschiebungen der Fülllochrahmen, insbesondere in Längsrichtung der Koksofenbatterie (X-Richtung) und in Querrichtung dazu (Y-Richtung), Probleme bei der exakten Positionierung des Füllteleskops am Fülllochrahmen sowie auch der Einrichtungen zum Abheben der Fülllochdeckel und Reinigung der Fülllochrahmen. Im Rahmen der bekannten Maß­ nahmen versucht man, durch aufwendige Teleskopkonstruk­ tionen mit beweglichen Unterteilen, durch Zentrierkegel auf den Fülllochdeckeln für den Deckelabheber und horizontal verschiebbaren Reinigungsmessern des Rahmenreinigers, die betrieblich bedingten Lageabweichungen der Fülllochrahmen zu kompensieren und eine ordnungsgemäße Funktion der Vor­ richtungen zu gewährleisten. Dies ist im Rahmen der bekann­ ten Maßnahmen nur unvollkommen möglich. Die bekannten Maß­ nahmen erlauben die Kompensation von Füllloch-Lageabwei­ chungen allenfalls in der Größenordnung bis ±50 mm in X- und Y-Richtung. Insbesondere bei älteren Kokereien können die betrieblich bedingten Lageverschiebungen der Füllloch­ rahmen Größenordnungen bis ±150 mm in Längs- und Quer­ richtung betragen. Zur Beseitigung der nicht tolerierbaren Lageverschiebungen werden aufwendige, betriebseinschrän­ kende und kostenträchtige Maßnahmen durchgeführt, um die Fülllochrahmen in eine akzeptable Toleranzlage zurückzu­ versetzen. Diese Maßnahmen müssen bei Bedarf in Zeitab­ ständen je nach Zustand der Koksofenbatterie wiederholt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofenbatterie so auszu­ bilden, dass ohne betriebliche Änderungen an der Koksofen­ batterie eine ordnungsgemäße Befüllung der Koksöfen auch dann sichergestellt ist, wenn die Fülllochrahmen in Längs- und Querrichtung (X, Y) mehr oder weniger große Lageab­ weichungen von einer vorgegebenen Grundposition aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass horizontale Lageabweichungen der Fülllochrahmen von einer Grundposition in Längs- und Querrichtung (X, Y) gemessen und gespeichert werden und
dass eine das Füllteleskop, einen Deckelabheber sowie einen Rahmenreiniger umfassende Betriebseinheit, die verstellbeweglich an den Kohlefüllwagen angeschlossen ist, nach Maßgabe der gespeicherten Werte in eine der tatsächlichen Lage der Fülllochrahmen zugeordnete Position gebracht wird sowie aus dieser Position der Deckelabheber, der Rahmenreiniger und das Füllteleskop in ihre jeweiligen Arbeitspositionen bewegt werden.

Das Füllteleskop, der Deckelabheber und der Rahmenreiniger werden erfindungsgemäß zu einer Betriebseinheit vereinigt, die alle auftretenden Lageabweichungen der Fülllochrahmen in Längsrichtung (X-Richtung) der Koksofenbatterie und quer dazu (Y-Richtung) kompensieren kann, ohne dass die Füll­ lochrahmen aufwendig und mit erheblichen Kosten versetzt werden müssen. Die betrieblich bedingten Abweichungen der Fülllochrahmen werden aufgemessen und für jeden Füllloch­ rahmen vorzugsweise in der Maschinensteuerung des Kohle­ füllwagens gespeichert. Von Zeit zu Zeit und nach Bedarf werden sie aktualisiert.

Zur Befüllung der Koksofenbatterie wird der Kohlefüllwagen auf der Ofendecke z. B. unter Zuhilfenahme eines automati­ schen Positionierungssystems an einem Füllloch in üblicher Weise positioniert, und zwar ohne Berücksichtigung etwai­ ger, betrieblich bedingter Füllloch-Lageabweichungen. Nach Maßgabe der für den betreffenden Fülllochrahmen gespei­ cherten Lageabweichungen wird die aus Füllteleskop, Deckel­ abheber und Rahmenreiniger bestehende Betriebseinheit in X/Y-Richtung verstellt und auf die echte Lage des betref­ fenden Fülllochrahmens eingestellt. Die Verstellung erfolgt unter Verwendung von internen und/oder externen Weg­ streckenmesssystemen linear in X- und Y-Richtung oder durch Kombination einer linearen Stellbewegung in Längsrichtung (X-Richtung) mit einer Drehbewegung um eine vertikale Achse. Nachdem die Füllloch-Lageabweichungen kompensiert worden sind, können durch weitere Stellbewegungen in fest vorgegebenen Schritten der Deckelabheber, der Rahmenreini­ ger und das Füllteleskop in ihre jeweiligen Arbeitsposi­ tionen bewegt werden. Da Füllloch-Lageabweichungen vorher kompensiert wurden, stehen die Einrichtungen in ihrer je­ weiligen Arbeitsposition stets exakt über dem Füllloch­ rahmen. Das Füllteleskop, der Deckelabheber und der Rahmen­ reiniger benötigen nur noch jeweils eine Vertikalbewegung, um zum Fülllochdeckel bzw. in den Fülllochrahmen zu ge­ langen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Betriebseinheit einen Schneckenförderer auf, der über einen Kohleauslass an der Unterseite des Kohlefüllwagens mit Kohle beschickt wird, die Kohle dem versetzt angeordneten Füllteleskop zuführt und zum Ausgleich von Lageabweichungen der Fülllochrahmen in Querrichtung um den Kohleauslass gedreht wird. Der Deckelabheber und der Rahmenreiniger sind zweckmäßig seitlich zum Füllteleskop an dem Schnecken­ förderer befestigt. Dieser wird zur Positionierung des Deckelabhebers, des Rahmenreinigers und des Füllteleskops in den jeweiligen Arbeitspositionen um den Kohleauslass verschwenkt. In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, dass die Betriebseinheit zum Ausgleich von Lageänderungen der Fülllochrahmen auf einem Verstellwagen, der auf Lauf­ flächen an der Unterseite des Kohlefüllwagens geführt ist und Führungen für eine Quer- oder Drehbewegung der Be­ triebseinheit aufweist, verfahren wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kohlefüllwagen zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens nach Anspruch 7. Bevorzugte konstruktive Ausgestaltungen des Kohlefüllwagens sind in den nachgeordneten Ansprüchen 8 bis 12 beschrieben.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 eine an der Unterseite eines Kohlefüllwagen ange­ ordnete Vorrichtung zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofenbatterie,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung aus der Blickrichtung A,

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht der in Fig. 1 darge­ stellten Vorrichtung aus der Blickrichtung B,

Fig. 4 die Draufsicht auf einen zu der Vorrichtung in Fig. 1 gehörenden Verstellwagen, und

Fig. 5 den Querschnitt C-C aus Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist an der Unterseite eines Kohlefüllwagens angeordnet. Der Kohle­ füllwagen weist einen unterseitigen Kohleauslass 1 auf und wird auf der Ofendecke 2 in Längsrichtung einer Koksofen­ batterie verfahren und zur Befüllung der Koksöfen an vorge­ gebenen Stellen im Bereich von Füllöffnungen 3 positio­ niert. Zur Befüllung des Koksofens wird ein Deckel 4 von dem Füllloch 3 abgehoben, ein das Füllloch umgebender Füll­ lochrahmen 5 gereinigt und ein Füllteleskop 6 zur Befüllung des Koksofens auf den Fülllochrahmen 5 abgesenkt.

Zum grundsätzlichen Aufbau der an der Unterseite des Kohle­ füllwagens angeordneten Vorrichtung gehören ein Schnecken­ förderer 7, ein Deckelabheber 8 sowie ein Rahmenreiniger 9. Der Schneckenförderer 7 weist ein Gehäuse 10 mit einem unter dem Kohleauslass 1 angeordneten Kohleaufgabebereich, einen mit dem Füllteleskop 6 verbundenen Auslassstutzen 11 und eine motorisch angetriebene Schneckenwelle 12 auf.

Das Füllteleskop 6, der Deckelabheber 8 und der Rahmen­ reiniger 9 sind mit dem Schneckenförderer 7 zu einer Be­ triebseinheit 13 vereinigt, die in einer horizontalen Ebene beweglich geführt ist. Die Betriebseinheit 13 ist im Aus­ führungsbeispiel um eine vertikale Achse 14 drehbeweglich auf einem Verstellwagen 15 angeordnet, der in Längsrichtung (X-Richtung) auf Schienen 16 geführt ist. Die Schienen 16 sind an der Unterseite des Kohlefüllwagens angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Betriebseinheit 13 axial beweg­ lich und drehbeweglich um den Kohleauslass 1 geführt sowie auf einer kreisbogenförmigen Bahn 17 auf dem Verstellwagen 15 abgestützt. Der Fig. 1 entnimmt man, dass die Betriebs­ einheit mit einer Schwinge 18, die Laufrollen 19 aufweist, an dem Verstellwagen 15 aufgehängt ist. An der Schwinge 18 ist ein Stellantrieb 20 mit einem Ritzel angeordnet, das mit einem an dem Verstellwagen 15 angeordneten Zahnprofil 21 kämmt. Durch Betätigung des Stellantriebes 18 ist die Betriebseinheit 13 um die Drehachse 14 verschwenkbar. Durch einen weiteren Stellantrieb 22, der beispielsweise als Hydraulikzylinderkolbenanordnung ausgeführt ist, ist der Verstellwagen 15 in Längsrichtung (X-Richtung) bewegbar. Der Betätigung der Antriebe 20, 22 kann die Betriebseinheit 13 sowohl in Längsrichtung verstellt als auch um die vertikale Drehachse 14 geschwenkt werden.

Einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, dass der Deckelabheber 8 und der Rahmenreiniger 9 seitlich an das Gehäuse 10 des Schneckenförderers 7 ange­ schlossen sind, wobei die Arbeitsbereiche dieser Vorrich­ tungen 8, 9 und der Arbeitsbereich des Füllteleskops 6 auf einer gemeinsamen kreisbogenförmigen Bahnkurve 23 um die Drehachse 14 der Betriebseinheit 13 angeordnet sind. Durch Drehung der Betriebseinheit 13 können der Deckelabheber 8, das Füllteleskop 6 und der Rahmenreiniger 9 jeweils in eine Arbeitsposition oberhalb des Füllloches 3 gebracht werden.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine sehr präzise Ausrichtung des Füllteleskops 6, des Deckelabhebers 8 sowie des Rahmenreinigers 9 zu den Füllöffnungen 3 in der Ofen­ decke 2 und ist in der Lage, betrieblich bedingte Füllloch- Lageabweichungen von einer vorgegebenen Grundposition so­ wohl in Längsrichtung der Koksofenbatterie als auch in Querrichtung, also in X- und Y-Richtung, zu kompensieren. Bei älteren Kokereien können die Lageabweichungen oftmals in der Größenordnung von ±100 bis 150 mm in beiden Achsen betragen. Die horizontalen Lageabweichungen der Füllloch­ rahmen 5 werden in Längs- und Querrichtung gemessen und für jeden Fülllochrahmen in einer Maschinensteuerung auf dem Kohlefüllwagen gespeichert sowie nach Bedarf aktualisiert. Der Kohlefüllwagen wird auf der Ofendecke 2 der Koksofen­ batterie verfahren und ohne Berücksichtigung von Lageab­ weichungen der Füllöffnungen 3 zur Befüllung eines Koks­ ofens an einer vorgegebenen Stelle, die der Füllöffnung zugeordnet ist, positioniert. Die Positionierung kann bei­ spielsweise unter Zuhilfenahme eines automatischer Positio­ nierungssystems mit einer Positioniergenauigkeit von weniger als 5 mm vorgenommen werden. Anschließend erfolgt die Anpassung der Betriebseinheit 13 an die tatsächliche Lage des Fülllochrahmens 5. Dazu wird die das Füllteleskop 6, den Deckelabheber 8 sowie den Rahmenreiniger 9 umfas­ sende Betriebseinheit 13 nach Maßgabe der gespeicherten X/Y-Werte für die Lageabweichung des Fülllochrahmens 5 in eine der tatsächlichen Lage des Fülllochrahmens 5 zugeord­ nete Position gebracht. Dazu werden die Stellantriebe 20, 22, die den Verstellwagen 15 in X-Richtung bewegen sowie die Betriebseinheit 13 um die vertikale Achse 14 ver­ schwenken, von der Maschinensteuerung angesteuert. Die komplette Betriebseinheit 13 wird somit auf die echte Lage des Fülllochrahmens 5 eingestellt. Aus dieser Position können dann der Deckelabheber 8, der Rahmenreiniger 9 und das Füllteleskop 6 in ihre jeweiligen Arbeitspositionen oberhalb des Füllloches 3 bewegt werden. Da die diesbezüg­ lichen Schwenkbewegungen für den Deckelabheber 8 und den Rahmenreiniger 9 immer den gleichen Betrag oder Schwenk­ winkel haben, stehen die Einrichtungen 6, 8, 9 nach Ab­ schluss der entsprechenden Schwenkbewegung stets exakt über dem Fülllochrahmen 5. Das Füllteleskop 6, der Deckelabheber 8 und der Rahmenreiniger 9 benötigen daher nur noch jeweils eine Vertikalbewegung, um zum Fülllochdeckel 4 bzw. in den Fülllochrahmen 5 zu gelangen und benötigen selbst keine Ausgleichseinrichtungen zur Kompensation von Füllloch-Lage­ abweichungen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofen­ batterie, bei dem ein Kohlefüllwagen auf der Ofendecke in Längsrichtung der Koksofenbatterie verfahren und zur Be­ füllung der Koksöfen an vorgegebenen Stellen positioniert wird, wobei anschließend ein Deckel von einem Füllloch abgehoben, ein das Füllloch umgebender Fülllochrahmen ge­ reinigt und ein Füllteleskop zur Befüllung des Koksofens auf den Fülllochrahmen abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass horizontale Lageabweichungen der Fülllochrahmen von einer Grundposition in Längs- und Querrichtung gemessen und gespeichert werden und
dass eine das Füllteleskop, einen Deckelabheber sowie einen Rahmenreiniger umfassende Betriebseinheit, die verstellbeweglich an den Kohlefüllwagen angeschlossen ist, nach Maßgabe der gespeicherten Werte in eine der tatsächlichen Lage der Fülllochrahmen zugeordnete Position gebracht wird sowie aus dieser Position der Deckelabheber, der Rahmenreiniger und das Füllteleskop in ihre jeweiligen Arbeitspositionen bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageabweichungen für jeden Fülllochrahmen in der Maschinensteuerung des Kohlefüllwagens gespeichert und nach Bedarf aktualisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Betriebseinheit zum Ausgleich von Lageab­ weichungen der Fülllochrahmen in Querrichtung um eine vertikale Achse verschwenkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseinheit einen Schnecken­ förderer aufweist, der über einen Kohleauslass an der Unterseite des Kohlefüllwagens mit Kohle beschickt wird, die Kohle dem versetzt angeordneten Füllteleskop zuführt und zum Ausgleich von Lageabweichungen der Fülllochrahmen in Querrichtung um den Kohleauslass gedreht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelabheber und der Rahmenreiniger seitlich zum Füll­ teleskop an dem Schneckenförderer befestigt sind und dass der Schneckenförderer zur Positionierung des Deckelab­ hebers, des Rahmenreinigers und des Füllteleskops in den jeweiligen Arbeitspositionen um den Kohleauslass ver­ schwenkt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseinheit zum Ausgleich von Lageänderungen der Fülllochrahmen auf einem Verstellwagen, der auf Laufflächen an der Unterseite des Kohlefüllwagens geführt ist und Führungen für Quer- und Drehbewegungen der Betriebseinheit aufweist, verfahren wird.

7. Kohlefüllwagen für das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit
unterseitigem Kohleauslass (1),
Schneckenförderer (7),
Füllteleskop (6),
Deckelabheber (8),
Rahmenreiniger (9) und
einer Maschinensteuerung,
wobei der Schneckenförderer (7) ein Fördergehäuse (10) mit einem unter dem Kohleauslass (1) angeordneten Kohleaufgabe­ bereich, einen mit dem Füllteleskop (6) verbundenen Aus­ lassstutzen (11) und eine motorisch angetriebene Schnecken­ welle (12) aufweist,
wobei das Füllteleskop (6), der Deckelabheber (8) und der Rahmenreiniger (9) auf die Fülllochrahmen (5) absenkbar sind,
wobei das Füllteleskop (6), der Deckelabheber (8) und der Rahmenreiniger (9) mit dem Schneckenförderer (7) zu einer Betriebseinheit (13) vereinigt sind, die in einer horizontalen Ebene beweglich geführt ist,
wobei der Betriebseinheit (13) an die Maschinensteuerung angeschlossene Stellantriebe (20, 22) für Stellbewegungen der Betriebseinheit (13) zugeordnet sind, und
wobei durch die Stellbewegungen gespeicherte Lageab­ weichungen der Fülllochrahmen (5) in Längs- und Quer­ richtung (X, Y) kompensierbar und der Deckelabheber (8), der Rahmenreiniger (9) und das Füllteleskop (6) in ihre je­ weiligen Arbeitspositionen oberhalb der Fülllochrahmen (5) bewegbar sind.

8. Kohlefüllwagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseinheit (13) in Querrichtung (Y) linear beweglich oder um eine vertikale Achse (14) drehbeweglich auf einem Verstellwagen (15) angeordnet ist und dass der Verstellwagen (15) in Längsrichtung (X) auf Schienen (18) geführt ist, die an der Unterseite des Kohlefüllwagens angeordnet sind.

9. Kohlefüllwagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseinheit (13) axial beweglich und drehbe­ weglich um den Kohleauslass (1) geführt sowie auf einer kreisbogenförmigen Bahn (17) auf dem Verstellwagen (13) abgestützt ist.

10. Kohlefüllwagen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Stellantrieb (20) für eine Quer- oder Drehbewegung der Betriebseinheit (13) ein Ritzel aufweist, das mit einem auf dem Verstellwagen (15) angeordneten Zahn­ profil (21) kämmt.

11. Kohlefüllwagen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelabheber (8) und der Rahmenreiniger (9) seitlich an das Gehäuse (10) des Schneckenförderers (7) angeschlossen sind, wobei die Ar­ beitsbereiche dieser Vorrichtungen (8, 9) und der Arbeits­ bereich des Füllteleskops (6) auf einer gemeinsamen kreis­ bogenförmigen Bahnkurve (23) um die Drehachse (14) der Betriebseinheit (13) angeordnet sind.

12. Kohlefüllwagen nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass das Füllteleskop (6), der Deckelabheber (8) und der Rahmenreiniger (9) ohne Aus­ gleichseinrichtungen zur Kompensation von Füllloch-Lageab­ weichungen ausgebildet sind und lediglich vertikale Stell­ bewegungen ausführen.