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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Sanierung eines Koksofens und
insbesondere eine neue, schnellere und effizientere Art und Weise
der Sanierung von Heizwänden und Decken bei Koksofenbatterien
von der Maschinenseite zur Koksseite, wobei gegossene monolithische
Module großer Größe mit einer hohen Abmessungsstabilität,
einer vernachlässigbaren Wärmedehnung, einer guten
Abriebfestigkeit, einer guten Druckfestigkeit und einer guten Temperaturwechselbeständigkeit
im Bereich von –20°C bis 1.565°C verwendet
werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Viele
Koksofenbatterien in den Vereinigten Staaten und weltweit haben
ein Alter von mehr als fünfzig Jahren, wobei diese Batterien
zum großen Teil aus Silikasteinen hergestellt wurden. Mit
zunehmendem Alter beginnen die Silikastein-Heizwände zu
zerfallen, und sie benötigen Reparaturen, welche vom Flicken
und Aufsprühen von Material, um weitere Rissbildung zu
verhindern und den stattfindenden Zerfall zu verlangsamen, bis zum
Ersetzen eines Endabschnitts einer Heizwand reichen. Letztendlich werden
die Heizwände ersetzt werden müssen. Herkömmlicherweise
beinhaltet das Ersetzen ganzer Heizwände die Errichtung
einer neuen Heizwand aus Silikasteinen, ein Vorgang, der mit dem
Vermauern von über 4.000 Silikasteinen verbunden sein kann und
dessen Vollendung bis zu zwei Monate oder länger dauern
kann. Es können mehr als 100 verschiedene Formen von Silikasteinen
vorhanden sein, und häufig treten Probleme mit den Zulieferern
der Silikasteine auf, welche zu einem relativ hohen Prozentsatz
zerbrochener Silikasteine führen, was den Vorgang weiter
verlangsamt. Aus einer feuerfesten Reparaturmischung hergestellte
Steine sind etwas besser, insofern als ein geringerer Prozentsatz
der Steine zerbrochen ankommt, aber es müssen nach wie vor
Tausende von Steinen mit Hunderten verschiedener Formen vermauert
werden, was zu einer langen Ausfallzeit und hohen Kosten führt.
Wärmebeständige Blöcke oder Module von
großer Größe aus einem dehnungsfesten
Material wurden entwickelt, aber diese wurden lediglich für
Reparaturen von Stirnwänden verwendet, was bedeutet, dass,
wenn Heizwände ersetzt werden mussten, dies mit kleineren
Steinen erfolgte.
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ZIELE UND ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel dieser Erfindung besteht in der kosteneffektiven Sanierung
von Heizwänden und Decken von der Maschinenseite zur Koksseite
einer aus Silikasteinen hergestellten Koksofenbatterie, wobei die
sanierten Wände und Decken eine bessere Leistung aufweisen
werden als die Wände und Decken, die sie ersetzt haben.
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Genauer
besteht ein Ziel dieser Erfindung in der Verwendung gegossener Module
großer Größe beim Ersetzen einer Heizwand
und in der Verwendung gegossener Blöcke großer
Größe beim Ersetzen einer Decke, wobei diese Module
und Blöcke aus einem Material hergestellt sind, welches
monolithische Module mit einer hohen Abmessungsstabilität, einer
vernachlässigbaren Wärmedehnung, einer guten Abriebfestigkeit,
einer guten Druckfestigkeit und einer guten Temperaturwechselbeständigkeit
im Bereich von –20°C bis 1.565°C schaffen
wird. Durch die Verwendung der Module und Blöcke großer
Größe aus einem wärmebeständigen
Material wird die Reparaturzeit in etwa halbiert, und auch die Kosten
werden erheblich gesenkt. Außerdem werden die neuen Heizwände
eine bessere Leistung aufweisen als die Wände, die sie
ersetzt haben.
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Die
obigen Ziele und weitere Ziele und Vorteile dieser Erfindung werden
offenkundig nach einer Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist
eine recht schematische perspektivische Gesamtansicht einer Koksofenbatterie,
von der Teile zur Verdeutlichung entfernt und vereinfacht wurden.
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2 zeigt
eine Perspektivansicht des vorderen Teils einer Koksofenbatterie,
bei welcher drei einander benachbarte Türen entfernt wurden.
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3 ist
eine Perspektivansicht eines Teils einer Koksofenbatterie, welche
den vorderen Teil des in 2 gezeigten Koksofens zeigt,
nachdem die Ankerständer neben dem zu sanierenden Teil
abgetrennt und entfernt worden sind und nachdem die zugehörigen
Verbindungsstangen entfernt wurden, und welche ferner die Verwendung
von schwerem Gerät zum Abreißen zweier benachbarter
Heizwände bei einem Koksofen zeigt.
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4 ist
eine Perspektivansicht der Koksofenbatterie, welche zeigt, wie die
Luft- und Gasanschlüsse auf der rechten Seite mit einer
hochleistungsfähigen industriellen Absauganlage abgesaugt werden
und die vorderen Luft- und Gasanschlüsse auf der linken
Seite abgedeckt werden, wobei der Boden und die Wände mit
Isoliermaterial abgedeckt sind.
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5a ist
ein vergrößerter Teil von 4, welcher
die vorderen Luft- und Gasanschlüsse auf der linken Seite
abgedeckt zeigt.
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5b–5d sind
eine Perspektiv-, Seiten- bzw. Schnittansicht von Luft- und Gasanschlussmodulen.
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6a zeigt
die Draufsicht eines Reparaturmoduls, welches bei dieser Erfindung
verwendet wird.
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6b zeigt
eine Stirnansicht eines Reparaturmoduls, welche die Feder-Nut-Konfiguration
zeigt.
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6c zeigt
das Modul aus 6a, nachdem Reinigungsanschlüsse
ausgeschnitten wurden, und die Ausschnitte oder Stopfen, welche
anschließend wieder an ihren Platz vermörtelt
werden.
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7 ist
eine Perspektivansicht, welche zeigt, wie die erste Reihe Module
nivelliert wird.
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7a zeigt
eine alternative erste Lage, welche bei Böden verwendet
wird, welche nicht annähernd eben sind.
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8a ist
eine Perspektivansicht, welche die ersten zwei Reihen Module und
die Reinigungsanschlüsse in der ersten Reihe Module zeigt,
wobei die sekundären Luftschächte angebracht sind.
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8b ist
eine vergrößerte Perspektivansicht eines Teils
aus 8a.
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8c ist
eine Perspektivansicht, welche zwei mit den ersten zwei Lagen Module
wieder aufgebaute Koksofen-Heizwände zeigt, wobei diese
Ansicht auch vertikale Etagenstäbe zeigt, welche aufgestellt
wurden, um das Ausrichten und Nivellieren der Module zu unterstützen.
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8d und 8e sind
Ansichten der gesamten Länge einer Heizwand während
der Sanierung, wobei 8d eine oben auf der in der
Sanierung befindlichen Heizwand angebrachte ungeradzahlige Lage
Module zeigt und 8e eine oben auf der der Sanierung
unterzogenen Heizwand angebrachte geradzahlige Lage Module zeigt.
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9 ist
eine der 8c ähnliche schematische
Ansicht, welche jedoch die Heizwände bis zur Deckenhöhe
wiederaufgebaut zeigt, wobei vor dem Anbringen der Deckenblöcke
die Etagenstäbe entfernt wurden und zur Vereinfachung lediglich
einige Lagen gegossener Module großer Größe
dargestellt sind.
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10 zeigt
eine Perspektivansicht eines Teils einer Koksofenbatterie mit zwei
fertig gestellten Heizwänden aus Modulen und bei der sich
Deckenblöcke an ihrem Platz befinden.
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11 ist
eine Perspektivansicht eines Teils einer Koksofenbatterie, bei der
zwei Heizwände und die Decke mit Modulen und Blöcken
großer Größe saniert wurden, wobei der
obere Teil der Decke mit bei hohen Temperaturen gießbarem
Material gegossen wurde.
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12 ist
eine Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie 12-12 in 11,
welche eine Kokskammer zeigt, die nach den Prinzipien dieser Erfindung
saniert wurde.
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Die 13a–13c sind
Unteransichten verschiedener Deckenblöcke, wobei 13a zur Bildung einer Rauchöffnung verwendete
Blöcke darstellt, 13b zur
Bildung von Beschickungsöffnungen verwendete Blöcke
darstellt und 13c zur Bildung eines Gasabzugs
verwendete Blöcke darstellt.
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14 ist
eine Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie 14-14 in 11,
welche eine Heizwand und die Decke über ihr zeigt, die
nach den Prinzipien dieser Erfindung saniert wurden.
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Die 15a–15d zeigen
Unteransichten von Deckenmodulen, welche bei der in 14 gezeigten
Deckensanierung verwendet wurden.
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15e zeigt einen Gleitblock, welcher bei dem in 15d gezeigten Schiebedecken-Modul verwendet wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Allgemeinen
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1 zeigt
eine Gesamtansicht eines Teils einer herkömmlichen Koksofenbatterie.
Die Batterie wird allgemein bei 10 gezeigt. Flüchtige
Stoffe, die während des Verkokungsvorgangs abgetrieben
werden, strömen von Steigrohren 12 zu einem Sammelrohr 14 zur
weiteren Verarbeitung. Die Koksofenbatterie umfasst eine Mehrzahl
Verkokungskammern 16 (2), wobei
jede Kammer über die Länge der Batterie von der
Maschinenseite 18 zur Koksseite 19 (12)
verläuft. Jede Verkokungskammer ist leicht konisch und
ist mit vollständig entfernbaren Türen an ihren
zwei gegenüberliegenden Enden versehen, wobei sich der
Kegel ausweitet, zum Beispiel von sechzehn Zoll an der Tür 20 (2)
auf der ersten oder Maschinenseite auf neunzehn Zoll an der Tür (nicht
gezeigt) auf der zweiten oder Koksseite. Jede Verkokungskammer kann
15 Meter lang sein und kann eine Höhe von 3 bis 6 Meter
aufweisen, auch wenn diese Abmessungen bei verschiedenen Koksofenbatterien
variieren.
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Die
Verkokungskammern 16 sind voneinander durch in 2 allgemein
bei 22 gezeigte Heizwände getrennt. Bei einer
herkömmlichen Batterie sind die Heizwände aus
Reihen oder Lagen von Silikasteinen gebildet, mit Hunderten von
Steinen für jede Lage. Jede Heizwand weist eine Mehrzahl
Heizzüge 30 auf (8d),
welche in oberen Öffnungen 24 enden, wobei diese
Heizzüge typischerweise zwischen Heizzyklen und Abzugszyklen
alternieren. Gas und erhitzte Luft werden in die Heizzüge
durch Gasdüsen 57 und Luftanschlüsse 58 in
Luft-/Gasanschlussmodulen 59 unten an den Heizzügen
eingeleitet. 4 und 5a–5d zeigen
die Luft-/Gasanschlussmodule 59, welche unterhalb der Heizwände
angeordnet sind, wobei jedes Modul einen Luftanschluss 58 und
einen konischen Gasanschluss 56 aufweist, welcher eine
Gasdüse 57 aufnimmt. Die Luft und das Gas werden entzündet,
wobei das brennende Gas seinerseits die Heizwände auf eine
Temperatur typischerweise im Bereich von 2.100 Grad bis 2.500 Grad
Fahrenheit (1.150 Grad bis 1.370 Grad Celsius) erhitzt.
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Wenn
der Verkokungszyklus für eine bestimmte Verkokungskammer
abgeschlossen ist, werden die Türen durch einen nicht gezeigten
Türmechanismus entfernt, und dann wird eine Druckmaschine 54 von
der Maschinenseite in die Verkokungskammer eingeführt,
um den Koks aus dem Inneren der Verkokungskammer auszudrücken,
wobei der Koks durch einen Kokskuchenführungswagen 25 und
dann in einen Löschwagen 27 abgelassen wird. Es
sollte hier angemerkt werden, dass die vorangehende Struktur der
Koksofenbatterie und die Art und Weise der Bedienung im Stand der
Technik gut bekannt sind.
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Ein
gegenwärtiges Problem beim Betrieb einer Koksofenbatterie
ist der fortschreitende Verfall der Heizwände zwischen
den Verkokungskammern. In der Vergangenheit wurde in der Praxis
eine Heizwand zunächst repariert, indem die Oberfläche mit
einem geeigneten Brei aus sprühbarem feuerfestem Material
besprüht wurde. Während hierdurch der Verfall
der Wandoberflächen der Verkokungskammer verlangsamt wird,
wird es letztendlich erforderlich sein, zumindest einen Endabschnitt
der Heizwand zu wieder aufzubauen, und letztendlich kann es erforderlich
werden, eine ganze Heizwand zu sanieren. Die Reparatur oder die
Sanierung der Wand erfolgt, indem der Luft- und Gasstrom zu der
Heizwand abgesperrt wird, so dass keine Verbrennung innerhalb der
Heizzüge stattfindet, und indem der Bereich, der repariert
oder ersetzt werden soll, isoliert wird, indem Wandisolierung auf
die Oberfläche der benachbarten Heizwände aufgebracht
wird. Die Wand wird entweder mit neuen Silikasteinen oder aus einer
feuerfesten Reparaturmischung hergestellten Steinen repariert oder
ersetzt. Aufgrund der großen Anzahl Steine, welche bei
einer Heizwand verwendet werden, ist dies ein sehr zeitaufwendiger
Vorgang, welcher typischerweise ungefähr 2 bis 3 Wochen
im Falle der Reparatur einer Stirnwand und 6 bis 8 Wochen oder länger
im Falle der Sanierung einer ganzen Heizwand dauert.
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Um
die Nachteile gewöhnlicher Steine zu beseitigen, wurde
ein gegossenes monolithisches feuerfestes Reparaturmodul großer
Größe entwickelt. Diese Module sind in
US-Patent Nr. 5,423,152 offenbart.
Jedes Modul ist aus einer feuerfesten Mischung des Typs gebildet,
welcher, wenn er ausgehärtet und angemessen gebrannt ist,
eine hohe Abmessungsstabilität und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit
im Bereich von 0 Grad bis 2.850 Grad Fahrenheit (–17 Grad
bis 1.566 Grad Celsius) aufweist. Außerdem ist die Oberfläche
der Module beständig gegen Abrieb, wie er während
des Ausdrückens von Koks aus der Verkokungskammer am Ende
des Verkokungsvorgangs auftreten kann. Jedes gegossene monolithische
feuerfeste Reparaturmodul großer Größe
umfasst mindestens einen ganzen Heizzug von einer Seite der Heizwand
zur anderen Seite und kann zwei oder mehr Heizzüge umfassen,
wobei drei Heizzüge typisch für ein Modul für
eine nicht am Ende befindliche Wand sind. Andere gegossene Reparaturblöcke
können bei Deckenreparaturen verwendet werden, wobei diese
Reparaturblöcke auch aus der gleichen oder einer vergleichbaren
feuerfesten Mischung hergestellt sind. Somit wird eine Vielfalt von
neuartigen gegossenen Reparaturmodulen und -blöcken zur
Verwendung bei der Reparatur von Heizwänden zwischen Koksofenkammern
und zur Reparatur von Decken über den durch die benachbarten
Heizwände begrenzten Verkokungskammern geschaffen. Jedoch
wurden diese Module und Blöcke vor dieser Erfindung lediglich
zur Reparatur von Stirnwänden bei Koksöfen verwendet.
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VERFAHREN ZUM ERSETZEN EINER
HEIZWAND
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In
der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen bezieht
sich der Begriff "gegossenes Modul großer Größe"
auf ein Modul, welches aus einer feuerfesten Mischung des Typs gebildet
ist, welcher, wenn er ausgehärtet und angemessen gebrannt
ist, eine hohe Abmessungsstabilität und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit
im Bereich von 0 Grad bis 2.850 Grad Fahrenheit (–17 Grad
bis 1.566 Grad Celsius) aufweist, wobei die Oberfläche des
Moduls beständig gegen Abrieb ist, wie er während
des Ausdrückens von Koks aus der Verkokungskammer am Ende
des Verkokungsvorgangs auftreten kann, und wobei das Modul großer
Größe mindestens einen Heizzug und möglicherweise
nicht weniger als drei Heizzüge umfasst und von einer Seite
einer Heizwand zur anderen Seite der Heizwand verläuft.
Der Begriff "gegossener Block großer Größe"
bezieht sich auf einen bei einer Deckenreparatur verwendeten Block,
welcher aus einer feuerfesten Mischung des Typs gebildet ist, welcher,
wenn er ausgehärtet und angemessen gebrannt ist, eine hohe
Abmessungsstabilität und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit
im Bereich von 0 Grad bis 2.850 Grad Fahrenheit (–17 Grad
bis 1.566 Grad Celsius) aufweist.
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Bei
dem Ersetzen einer Heizwand wird eine Anzahl vorbereitender Schritte
durchgeführt, die nicht in den Zeichnungen dargestellt
sind, da es sich um herkömmliche Schritte handelt, welche
bei dem Ersetzen einer Koksofenwand mit Silikasteinen eingesetzt
werden. So werden die Koksofentüren 20 und Türrahmen 21 an
den Enden der benachbarten Verkokungskammern 16 entfernt.
Wie in 4 gezeigt, wird eine Isolierung 31 auf
die Seiten der nahe gelegenen Heizwände 22 aufgebracht,
welche nicht saniert werden, und eine Isolierung 31 kann
auch auf den Boden 26 aufgebracht werden. Auch wird zur Vereinfachung
der Sanierung und zur Erleichterung des Einführens der
Reparaturmodule großer Größe in den zu
reparierenden Bereich der Ankerständer 28 an jedem
Ende der Heizwand auf Bodenhöhe abgetrennt und zusammen
mit den zugehörigen Verbindungsstangen 29 entfernt.
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Wie
oben ausgeführt, sind die beim Ersetzen von Heizwänden
zu verwendenden Module gegossene monolithische Module großer
Größe 44, wie sie am besten in 6a gezeigt
sind. Der Ofen wird sorgfältig ausgemessen, und die Module 44 werden einzeln
in einem eigenständigen Vorgang vor dem Ersetzen der Wand
konstruiert. Aufgrund der konischen Form der Ofenwand ist jedes
Modul 44 für eine bestimmte Stelle oder Stellen
in der Ofenwand gebaut. Die Module werden in einer derartigen Konfiguration
hergestellt, dass jedes Modul typischerweise einen vertikalen Abschnitt
mindestens eines Heizzugs 30 begrenzt, wobei drei Heizzüge
pro Modul typisch sind, wie in 6a gezeigt.
Wenn sie zusammen gestapelt sind und der Bau der Wand vollendet ist,
sind die Öffnungen, welche die Heizzugabschnitte be grenzen,
in einer Reihe miteinander angeordnet, um Heizzugabschnitte zu bilden,
und jedes Modul ist so ausgebildet, dass, wenn er an seinem Platz
ist, jeder Heizzug eine Gasdüse und einen Luftanschluss an
seinem unteren Teil aufweist. Es sollte angemerkt werden, dass,
da die Koksofenkammer eine Verjüngung von ungefähr
3 Zoll aufweist, also an der Koksseite 3 Zoll breiter als
an der Maschinenseite ist, es ebenfalls erforderlich ist, die Module
so zu bemessen, dass die konische Form der Verkokungskammer berücksichtigt
wird.
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3 stellt
ein neuartiges Merkmal dieser Erfindung dar, bei welchem schweres
Gerät 32 eingesetzt wird, um die zu ersetzenden
Heizwände zusammen mit der zugehörigen Decke einzureißen
und zu entfernen. Auch wenn gezeigt wird, wie zwei Wände
eingerissen werden, so kann auch eine einzige Wand eingerissen werden,
oder es können mehr als zwei Wände eingerissen
werden. Das Mauerwerk wird bis zur Höhe des Bodens 26 der
Verkokungskammer entfernt. Die Heizwände der benachbarten Verkokungskammern
können vor Abreißen der zu sanierenden Wände
mit Isoliermaterial 31 bedeckt werden, wie in 4 gezeigt.
Auch kann Blech auf der Isolierung gelegt werden, um die benachbarten Heizwände
während des Abreißens der zu sanierenden Wände
noch mehr zu schützen. Sobald der Schutt 34 aus
dem Inneren des Ofens entfernt wurde, wird eine schwere Absauganlage 36,
wie sie schematisch in 4 gezeigt ist, verwendet, um
jeglichen verbleibenden Schutt von den Gasdüsen 56 und
Luftanschlüssen 58 in dem Boden abzusaugen. Nachdem
festgestellt wurde, dass die Gasdüsen 56 und Luftanschlüsse 58 rein
und schuttfrei sind, werden sie mit bahnförmigem Material
wie einem schweren Papier, Aluminiumblechen oder einer gleichwertigen Lage 38 von
ausreichender Stärke bedeckt, um zu verhindern, dass Mörtel
in die Düsen fällt und sie verstopft, und das
Papier oder die Lage wird an seinem Platz befestigt, wie in 5a gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt werden die benachbarten Wände isoliert, wenn
dies nicht früher geschehen ist.
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Der
Boden wird dann sorgfältig ausgemessen, um zu ermitteln,
wie eben er ist. Wenn er relativ eben ist, beispielsweise eine Variation
um nicht mehr als 1 ½ Zoll über die Länge
des Ofens aufweist, wird die erste Lage Module 44 gelegt,
wie in 7 gezeigt. Zu diesem Zweck werden geeignete Messwerte
zwischen der ersten Lage Module und den vorhandenen Wänden
festgelegt, um eine geeignete Verjüngung des Ofens sicherzustellen.
Die erste Lage Module wird aus den Modulen großer Größe
ausgewählt, welche für diese Sanierung gegossen
wurden, und die ausgewählten Module werden dann unter Verwendung
schweren Geräts wie eines Krans gelegt, um sie zu legen
und anschließend die Lage zu Nivellieren und Auszurichten.
Wenn der Boden relativ eben ist, können die erste und zweite
Lage derart vermörtelt werden, dass die obere Oberfläche
der zweiten Lage (8a) eben ist. In diesem Zusammenhang
können bis zu ¾ Zoll Mörtel zwischen
dem unteren Teil der ersten Lage und dem Boden aufgebracht werden,
und ebenso können bis zu ¾ Zoll Mörtel
zwischen der ersten und zweiten Lage aufgebracht werden. Der Mörtel
zwischen den zusätzlichen Lagen ist vorzugsweise mehr als ¼ Zoll
dick.
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Die
erste Lage kann mit Reinigungsanschlüssen 46 versehen
sein. Zu diesem Zweck werden Stopfen 47 ausgeschnitten,
wobei diese Stopfen mit geeigneten Markierungen versehen werden,
so dass sie nach dem Reinigen und bevor die Wand beheizt wird, zurück
an ihre ursprüngliche Stelle vermörtelt werden
können. In manchen Situationen ist der Boden 26 nicht
ausreichend eben, um eine erste Lage Module großer Größe
zu legen. Wenn dies geschieht, kann die erste Lage aus Bodenauskragungen 39 und
geeigneten Abschlusskappen 41 zusammengesetzt werden, wobei
deren unterer Teil mit einer Maurersäge zugeschnitten werden
kann, so dass die Oberseiten eine im Wesentlichen ebene Oberfläche
bilden. Wasserwaagen 40 helfen, einen ebenen Aufbau zu
beizubehalten, wie in 7 gezeigt, und würden
auch bei Bodenauskragungen 39 verwendet.
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Nachdem
die erste (oder zweite) Lage gelegt wurde, werden vertikale Etagenstäbe 60 (8c)
an jeder Lage befestigt, und eine Führung wird befestigt, um
die korrekte Ausrichtung beizubehalten. Bei dieser und nachfolgenden
Lagen werden die Module so hergestellt und gelegt, dass die vertikalen
Fugen zwischen den Modulen nicht zu den Fugen in der Reihe unmittelbar
darunter ausgerichtet sind.
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Sekundäre
Luftschächte
42 können in den Modulen
der ersten beiden Lagen angebracht werden, wenn sie bedarfsgemäß gelegt
sind, wie in
8a gezeigt. Die sekundären
Luftschächte sind aus dem gleichen feuerfesten Material
hergestellt, das bei der Herstellung der Module
44 verwendet wird.
Schlitze (nicht gezeigt) können in die Module gegossen
werden, damit die Luftschächte dort eingesetzt werden können.
Die Luftschächte werden dann in ihrem Platz vermörtelt.
In jeder anderen Hinsicht, abgesehen von mit ihrer Anordnung in
dem Ofen zusammenhängenden Unterschieden in den Abmessungen,
sind die übrigen Module im Wesentlichen gleich. Sie sind
im Allgemeinen in Form und Abmessungen ähnlich dem, was
in
US-Patent 5,423,152 beschrieben
wurde.
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Die
Module 44 sind vertikal mit einer Nut-Feder-Konstruktion
zusammengefügt, wobei die obere Oberfläche der
ersten Lage Module mit zwei Längsnuten 48 versehen
ist, welche jeweils über die Länge einer der Seiten
verlaufen, und wobei die Module, welche höheren Lagen als
der ersten innerhalb des Ofens entsprechen, passende Nut-Feder-Oberflächen 50, 48 an
den unteren bzw. oberen Oberflächen aufweisen, um die Möglichkeit
von Emissionen zu reduzieren, wie am besten in 8b gezeigt
ist.
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Wie
in den 8d und 8e zu
sehen ist, umfasst jede Lage eine Mehrzahl gegossener Module großer
Größe mit mehreren Heizzügen und ein
gegossenes Endmodul großer Größe, welches
nur einen einzigen Heizzug enthält. So ist in 8d,
welche die dritte Lage bei der Sanierung einer Heizwand verwendeter
gegossener Module großer Größe zeigt, zu
sehen, dass 8 gegossene Module großer Größe 44 vorhanden
sind, welche jeweils 3 Heizzüge enthalten, und außerdem
ein einziges gegossenes Modul großer Größe 45 vorhanden
ist, welches an einem Ende, in diesem Fall der Maschinenseite, angeordnet
ist. In 8e, welche die geradzahlige
Lage darstellt, ist zu sehen, dass 8 gegossene Module großer
Größe 44 vorhanden sind, welche jeweils
3 Heizzüge enthalten, und außerdem ein einziges
gegossenes Modul großer Größe 45 vorhanden
ist, welches an einem Ende, in diesem Fall der Koksseite, angeordnet
ist. In jeder dieser Lagen sind 7 der 8 gegossenen Module großer
Größe im Wesentlichen gleich ausgebildet, auch
wenn sie eine von der Maschinenseite zur Koksseite fortschreitend
abnehmende Breite aufweisen. Jedoch enthält eines der gegossenen Module
großer Größe 44 einen Nasenabschnitt 44a, der
ausgelegt ist, um neben einem Ankerständer 28 angeordnet
zu werden. Sowohl in den in 8e gezeigten
geradzahligen Lagen als auch in den in 8d gezeigten
ungeradzahligen Lagen ist ein weiteres gegossenes Modul großer
Größe 45 vorhanden, welches lediglich
einen einzigen Heizzug enthält, wobei diese Module 45 auch
einen Nasenabschnitt enthalten, der ausgelegt ist, um neben einem Ankerständer
angeordnet zu werden. Der Grund, dass die ungeradzahligen und geradzahligen
Lagen alternieren, wobei das Modul 45 zuerst auf der Maschinenseite
und dann auf der Koksseite angeordnet ist, liegt darin, dass Enden
der Module 44 andere Module überlappen sollen,
um Emissionen zu reduzieren und die Stabilität der Heizwand,
die saniert wird, zu verbessern. Dies ist ein wesentliches Merkmal dieser
Erfindung.
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Es
werden so viele Lagen gelegt, wie erforderlich ist, um die Wände
bis zur Höhe der Decke zu ersetzen, wobei nur einige in 9 dargestellt
sind. Wenn die unteren Abschnitte der Wände fertig gestellt
sind, weisen die Wände eine ausreichende Festigkeit auf,
um ein Gerüst abzustützen, um eine leichtere Konstruktion
höherer Abschnitte der Wände zu ermöglichen.
Bezug nehmend auf die 14 und 15, wird
jede Wandsanierung fertig gestellt mit, von oben nach unten, Übergangsmodulen 62, 64, 66,
Auskragungsmodulen 72 ähnlich den in 7a gezeigten Auskragungsmodulen 39 und
Gleitblockmodulen 68, welche Gleitblöcke 70 aufnehmen.
Es sollte angemerkt werden, dass jedes der gegossenen Module großer
Größe 44, der Übergangsmodule 62, 64 und 66,
und der Gleitblockmodule 72 eine große Anzahl Silikasteine
ersetzt. Beispielsweise ersetzen die Gleitblockmodule und jedes
der Module 44 siebenundzwanzig Silikasteine.
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Nachdem
die Heizwände bis zur Deckenhöhe ersetzt wurden,
befindet sich die obere Oberfläche des oberen Übergangsmoduls 62 im
We sentlichen an der unteren Ebene der Decke. Es ist nun erforderlich,
den Deckenabschnitt der Koksofenbatterie wieder aufzubauen, nicht
nur über der Heizwand, welche ersetzt wurde, sondern auch
zwischen der Heizwand und anderen benachbarten Heizwänden.
Diese erste Lage der Decke umfasst zunächst im Allgemeinen rechteckige Überbrückungs-Deckenreparaturblöcke großer
Größe 52, welche aus dem gleichen feuerfesten
Material hergestellt sind, das bei den Modulen 44 verwendet
wird, um einen wärmebeständigen, dehnungsfesten
gegossenen Block zu erzeugen. Die Deckenblöcke umfassen
ebenfalls mehrere Blöcke 53, von denen einige
(13c) derart geformt sind, dass sie einen Durchgang
für den Durchtritt von Gasen von der Verkokungskammer zu
einem Steigrohr 12 bilden, das über der Decke
angeordnet werden soll. Andere (13a)
bilden Öffnungen für eine Rauchöffnung.
Und andere (13b) bilden Öffnungen zum
Beschicken der Verkokungskammern. Die Form und Größe
jedes Deckenblocks, der eine Öffnung über der
Verkokungskammer bildet, ist in den 13a–13c zu sehen, und es sollte angemerkt werden,
dass jeder der gegossenen Blöcke die gleiche Breite aufweist.
Es sollte angemerkt werden, dass in 10 vier
mit Öffnungen versehene Überbrückungs-Deckenblocklagen
gezeigt sind, während in den 13a–13c lediglich drei mit Öffnungen versehene Überbrückungs-Deckenblöcke
gezeigt sind. Der Grund hierfür ist, dass unterschiedliche
Batterien eine unterschiedliche Anzahl Überbrückungs-Deckenblöcke,
typischerweise 3–5 Lagen, erfordern. Jeder dieser Deckenblöcke
ist dazu ausgelegt, auf der oberen Oberfläche des Deckenblocks oder
der Deckenblöcke unter ihm zu ruhen, und sie werden sich
etwas über die Heizkammer erstrecken, da ihre Breite größer
ist als die Breite der Verkokungskammer. Es sollte angemerkt werden,
dass jede der den Wänden, die saniert werden, benachbarten
ursprünglichen Wände mit einem Vorsprung 35 (3)
versehen sind, und die untersten Deckenblöcke haben eine
Seite, welche auf dem Vorsprung ruht, und die andere Seite des untersten
Deckenblocks ruht auf der Übergangslage 62. Zwischen
benachbarten Deckenblöcken auf der Übergangslage befindet
sich eine Mehrzahl voneinander beabstandet angeordneter Heizzugblöcke 74,
welche die Öffnungen 24 aufweisen.
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Die
Balance der Decke oder des Dachs kann nun fertig gestellt werden,
indem zusätzliche Lagen Heizzugblöcke und Deckenblöcke
darauf gelegt werden. Die Entsprechung der letzten Lage oder der
letzten zwei Lagen kann gegossen werden, wie in 11 gezeigt
ist. Dies beseitigt die Notwendigkeit der Verwendung von oben aufliegenden
Papieren und reduziert die Undichtigkeit oben. Es sollte angemerkt
werden, dass, da das auf dem Dach verwendete Material weder Abrieb
noch Druckbelastungen ausgesetzt ist, eine Mehrzahl geeigneter Materialien gewählt
werden kann. Bei hohen Temperaturen gießbares Material
wird bevorzugt. Das Material kann gemischt und vom Boden zum oberen
Teil der Batterie gepumpt werden, oder es können andere
Verfahren angewendet werden wie das Mischen der Gießmasse
oben auf der Batterie. Nach dem Gießen wird die Gießmasse
nivelliert und getrieben, um sich dem Umriss der Krone auf dem vorhandenen
oberen Teil der Batterie anzupassen und zu ermöglichen,
dass Regenwasser abfließt.
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Nach
dem Ersetzen der Wand wird der Ankerständer erneut angebracht,
wie auch der Türrahmen, Tür und Schott, und das
Isoliermaterial wird entfernt.
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Ein
weiteres einzigartiges Merkmal dieser Erfindung ist die verkürzte
nach Reparaturen erforderliche Aufheizzeit. Herkömmlicherweise
ist nach einer Sanierung unter Verwendung von Silikasteinen eine
Aufheizzeit von bis zu neun Tagen erforderlich, um eine Expansion
vor der ersten Beschickung zu ermöglichen. Nach Ersetzen
einer Wand mit gegossenen Modulen und Blöcken großer
Größe müssen Öfen jedoch lediglich
bis zu 48 Stunden, und typischer 24 Stunden, vor der anfänglichen
Beschickung aufheizen.
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Auch
wenn diese Erfindung oben beschrieben und in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt wurde, sollte klar sein, dass die Anmelderin
nicht beabsichtigt, auf die oben beschriebenen und in den beigefügten
Zeichnungen dargestellten Details eingeschränkt zu werden,
sondern beabsichtigt, lediglich auf den Umfang der Erfindung eingeschränkt
zu werden, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5423152 [0033, 0041]