DE102013101912A1

DE102013101912A1 - Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens

Info

Publication number: DE102013101912A1
Application number: DE102013101912.9A
Authority: DE
Inventors: Ralf Knoch; Franz-Josef Schücker
Original assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-08-28
Also published as: EP2961814A1; AR094885A1; US20160002539A1; TW201510208A; WO2014131655A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens mit einer axial verstellbaren Druckstange (1) und einem endseitig an der Druckstange (1) angeordneten Druckkopf (2). Der Druckkopf (2) ist erfindungsgemäß um eine horizontale Achse (5) drehbar an der Druckstange (1) gelagert. Ferner ist eine Schwenkvorrichtung (6) vorgesehen, um den Druckkopf (2) um die horizontale Achse (5) zu verschwenken und dadurch dessen vertikale Ausrichtung an eine etwaige Kammerschräglage der Ofenkammer anzupassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens mit einer axial verstellbaren Druckstange und einem endseitig an der Druckstange angeordneten Druckkopf.
Der Koksofen ist zentraler Bestandteil einer Kokerei und weist in der gebräuchlichen Bauform eines Horizontalofens eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Ofenkammern auf, die eine sogenannte Ofenbatterie bilden. Die Ofenkammern sind in der Regel mehrere Meter hoch und tief und haben eine Breite von weniger als einem Meter. Sie sind zwischen Heizzügen angeordnet, in denen Gase verbrannt werden und dabei die Ofenwände der Ofenkammern erhitzen. Auf einer Seite der Ofenbatterie, der sogenannten Maschinenseite, läuft eine Druckmaschine. Diese hat die Aufgabe, den fertigen Kokskuchen zur Weiterverarbeitung aus den Ofenkammern auszudrücken. Hierzu wird die eingangs beschriebenen Vorrichtung eingesetzt. Die Druckstange der Vorrichtung kann mehrteilig ausgebildet sein, um beim Koksdrücken die Tiefe einer Ofenkammer durchfahren zu können.
Insbesondere bei älteren Koksöfen können die Ofenkammern eine leichte Schrägstellung aufweisen, wobei die Kammerschräglagen der nebeneinander angeordneten Ofenkammern sich innerhalb der Ofenbatterie addieren können. Der Begriff "Schräglage" meint eine Winkelabweichung gegenüber der Lotrechten aus der Blickrichtung der Maschinenseite. Die Kammerschräglage nimmt in den Endbereichen einer Koksofenbatterie zu und kann dazu führen, dass das obere Ende der Ofenkammerwand und das untere Ende der Ofenkammerwand einer Ofenkamme mehrere Zentimeter versetzt sind.
Eine etwaige Kammerschräglage, die von Ofenkammer zu Ofenkammer einer Ofenbatterie unterschiedlich sein kann, bereitet beim Koksausdrücken Probleme, da der Druckkopf der Koksausdrückvorrichtung beim Durchfahren einer Ofenkammer in Abhängigkeit der Größe der Kammerschräglage in Kontakt mit den Ofenwänden der Ofenkammer kommt und eine Beschädigung des Kammermauerwerks verursachen kann. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass der Druckkopf gegen eine an die Schräglage der Ofenkammer angepasste Kokskuchenführung stößt und diese beschädigt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens anzugeben, die im Falle einer etwaigen Kammerschräglage keine Beschädigung des Mauerwerkes oder Einrichtungen innerhalb der Ofenkammer verursacht und folglich auch bei älteren Koksöfen einen ordnungsgemäßen und sicheren Koksofenbetrieb ermöglicht.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens nach Anspruch 1.
Erfindungsgemäß ist der Druckkopf der Vorrichtung um eine horizontale Achse drehbar an der Druckstange gelagert und ist ferner eine Schwenkvorrichtung vorgesehen, um den Druckkopf um die horizontale Achse zu verschwenken und dadurch die vertikale Ausrichtung des Druckkopfes an eine etwaige Kammerschräglage der Ofenkammer anzupassen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, die vertikale Ausrichtung des Druckkopfes an Abweichungen der Ofenkammerwände gegenüber einer lotrechten Achse anzupassen, so dass der Druckkopf beim Durchfahren der Ofenkammer nicht mit den Ofenwänden und/oder einer Kokskuchenführung in Kontakt kommt.
Der Druckkopf ist in geeigneter Weise um eine horizontale Achse drehbar mit der Druckstange verbunden. Die drehbare Lagerung erfolgt beispielsweise mittels eines Drehzapfes, der die Druckstange und den Druckkopf drehbeweglich verbindet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass innerhalb der Druckstange eine Lageranordnung mit mindestens einem Axiallager und mindestens einem Stützlager zur Lagerung einer mit dem Druckkopf verbundenen Welle vorgesehen ist.
Die Schwenkvorrichtung kann an einer Außenfläche der Druckstange angeordnet sein und auf einen mit dem Druckkopf verbundenen Hebel wirken. Die außenseitige Anordnung hat den Vorteil einer einfachen Zugänglichkeiten und Wartungsmöglichkeit. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass die Schwenkvorrichtung innerhalb eines als Hohlkörpers ausgebildeten Endabschnitts der Druckstange angeordnet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil eines größtmöglichen Schutzes gegen mechanische Schädigung und Hitzeeinwirkung, wenn der Druckkopf eine Ofenkammer durchfährt.
Die Schwenkvorrichtung kann insbesondere als Spindelantrieb ausgebildet sein und eine drehbar gelagerte Spindel sowie eine auf der Spindel angeordnete und mit dem Druckkopf verbundene Gewindemutter aufweisen. Die Gewindemutter ist vorzugsweise gelenkig mit einem an der Rückseite des Druckkopfes angeordneten Hebel verbunden. Der Spindelantrieb ist in der Nähe des Druckkopfes vorzugsweise an einer Außenfläche der Druckstange angeordnet. Anstelle eines Spindelantriebs kann die Schwenkvorrichtung auch eine Exzenteranordnung aufweisen.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schwenkvorrichtung einen translatorisch bewegbaren Schubkeil aufweist, der auf eine an der Rückseite des Druckkopfes angeordnete Gegenfläche wirkt. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere für einen Einbau in die Druckstange an. Die Schwenkvorrichtung weist zweckmäßig auch einen Stellantrieb auf, der als hydraulischer Antrieb, elektromechanischer Antrieb oder Linearantrieb ausgebildet sein kann. Zwischen dem Schubkeil und dem Stellantrieb kann eine Verbindungsstange vorgesehen sein. Diese ermöglicht es, den Stellantrieb zur Erzeugung der translatorischen Bewegungen des Schubkeils in einem von dem Druckkopf abgewandten rückseitigen Ende der Druckstange zu positionieren, wo der Stellantrieb vor mechanischen und thermischen Einwirkungen geschützt angeordnet ist und zu Wartungszwecken zugänglich ist.
Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Schwenkvorrichtung ein externer Stellantrieb zugeordnet ist, der vor Beginn eines Koksausdrückvorganges zum Zwecke einer Lagekorrektur an die Schwenkvorrichtung ankuppelbar ist. Nachdem die vertikale Ausrichtung des Druckkopfes an eine etwaige Schräglage der Ofenkammer angepasst worden ist, wird der externe Stellantrieb abgekuppelt und der Koksausdrückvorgang begonnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung führt der Stellantrieb programmgesteuerte Stellbewegungen aus und ist an eine Maschinensteuerung angeschlossen, in der Werte über die Schiefstellung von Ofenkammern einer Koksofenbatterie abgespeichert sind. Die Maschinensteuerung ist so programmierbar, dass der Druckkopf vor Beginn eines Koksausdrückvorganges der Schrägstellung der jeweiligen Ofenkammer angepasst wird, wobei von Ofenkammer zu Ofenkammer einer Koksofenbatterie individuelle Werte für die Schrägstellung berücksichtigt werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch
1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks,
2 den Schnitt A-A aus 1,
3 eine Einrichtung zur Betätigung einer Schwenkvorrichtung der in 1 dargestellten Vorrichtdung vor Beginn des Koksausdrückvorganges,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht,
5 den Schnitt B-B aus 4.
6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht,
7 den Schnitt C-C aus 6.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung dient zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens. Sie weist eine axial verstellbare Druckstange 1 mit einem endseitig an der Druckstange 1 angeordneten Druckkopf 2 auf. Die Axialverstellung der Druckstange 1 erfolgt beispielsweise mittels eines Ritzels 3, welches mit einer auf der Druckstange 1 angeordneten Zahnstange 4 kämmt. Der Druckkopf 2 ist um eine horizontale Achse 5 drehbar an der Druckstange 1 gelagert. Ferner ist eine Schwenkvorrichtung 6 vorgesehen, um den Druckkopf 2 um die horizontale Achse 5 zu verschwenken und dadurch die vertikale Ausrichtung des Druckkopfes an eine etwaige Kammerschräglage der Ofenkammer anzupassen.
Innerhalb der Druckstange 1 ist eine Lageranordnung 7 mit mindestens einem Axiallager 8 sowie einem Stützlager 9 zur Lagerung einer mit dem Druckkopf 2 verbundenen Welle vorgesehen. Die Schwenkvorrichtung 6 im Ausführungsbeispiel der 1 ist an einer Außenfläche der Druckstange 1 angeordnet und wirkt auf einen mit dem Druckkopf 2 verbundenen Hebel 11. Im Ausführungsbeispiel ist die Schwenkvorrichtung 6 als Spindelantrieb ausgebildet und weist eine drehbar gelagerte Spindel 12 sowie eine auf der Spindel 12 angeordnete Gewindemutter 20 auf, die mit dem an der Rückseite des Druckkopfes 2 angeordneten Hebel 11 verbunden ist. Durch Stellbewegungen des Spindelantriebs kann der Druckkopf 2 gemäß der Darstellung in 2 in nach links und rechts um einen Winkel α verschwenkt und dadurch an eine etwaige Schräglage der Ofenkammerwände angepasst werden.
Die Ausrichtung des Druckkopfes 2 erfolgt vor Beginn eines Kohleausdrückvorganges. In einer Ausgangsposition der Druckstange 1 wird die Schwenkvorrichtung 6 zu diesem Zweck an einen Stellantrieb 13 angeschlossen, der auf der Maschinenseite vor den Ofenkammern des Koksofens auf einer Bahn verfahrbar ist und gemäß der Darstellung der 3 an die Schwenkvorrichtung 6 ankuppelbar ist. Der Stellantrieb 13 weist im Ausführungsbeispiel einen Drehmotor 14 mit einem Encoder 15 auf und ist an eine nicht dargestellte Maschinensteuerung angeschlossen, in der Werte über die Kammerschräglage von Ofenkammern der Koksofenbatterie abgespeichert sind. Durch den externen Stellantrieb 13 wird der Druckkopf 2 in seiner Ruhestellung vor Beginn des Koksausdrückvorganges an die Kammerschräglage angepasst.
Gemäß einem weiteren, in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schwenkvorrichtung 6 innerhalb eines als Hohlkörper ausgebildeten Endabschnittes der Druckstange 1 angeordnet. Die Schwenkvorrichtung 6 ist hydraulisch betätigbar und weist einen translatorisch bewegbaren Schubkeil 16 auf, der auf eine an der Rückseite des Druckkopfes 2 angeordnete Gegenfläche 17 wirkt. Die Anordnung weist Axialführungen 18, 18' auf, die beidseits der Keilfläche des Schubkeils 16 angeordnet sind. Die Keilfläche sowie die Axialführungen 18, 18' der Anordnung sind geschützt innerhalb der als Hohlkörper ausgebildeten Druckstange 1 angeordnet. Der translatorisch bewegbare Schubkeil 16 ist durch eine Verbindungsstange 19 an einen Stellantrieb 13' angeschlossen, der an dem zum Druckkopf 2 abgewandten Ende der Druckstange angeordnet ist und im Ausführungsbeispiel aus einem Hydraulikzylinder besteht. Alternativ kann der Stellantrieb 13' auch als Linearantrieb oder elektromechanischer Antrieb ausgebildet sein. Der Stellantrieb 13' kann an eine nicht dargestellte Maschinensteuerung angeschlossen werden, in der Werte über die Schiefstellung von Ofenkammern einer Koksofenbatterie abgespeichert sind. Durch programmgesteuerte Stellbewegungen der Schwenkvorrichtung 6 kann der Druckkopf 2 der Koksausdrückvorrichtung an etwaige Schräglagen der Ofenkammern einer Koksofenbatterie angepasst werden, wobei von Ofenkammer zu Ofenkammer individuelle Anpassungen möglich sind.
In einem in den 6 und 7 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel weist die Schwenkvorrichtung eine Exzenteranordnung 21 mit einem Verstellhebel 22 und einem Verstellexzenter 23 auf. Der Verstellexzenter wirkt mit Gegenflächen 24 an der Rückseite des Druckkopfes 2 zusammen. Der Verstellhebel 22 ist unter Zwischenschaltung einer Verbindungsstange 19 an einen Verstellantrieb 13' angeschlossen, der lineare Stellbewegungen ausführt und beispielsweise einen Hydraulikzylinder mit einer Wegmesseinrichtung aufweist.

Claims

Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks aus einer Ofenkammer eines Koksofens mit einer axial verstellbaren Druckstange (1) und einem endseitig an der Druckstange (1) angeordneten Druckkopf (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (2) um eine horizontale Achse (5) drehbar an der Druckstange (1) gelagert ist und dass eine Schwenkvorrichtung (6) vorgesehen ist, um den Druckkopf (2) um die horizontale Achse (5) zu verschwenken und dadurch die vertikale Ausrichtung des Druckkopfes (2) an eine etwaige Kammerschräglage der Ofenkammer anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Druckstange (1) eine Lageranordnung (7) mit mindestens einem Axiallager (8) und mindestens einem Stützlager (9) zur Lagerung einer mit dem Druckkopf (2) verbundenen Welle (10) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (6) an einer Außenfläche der Druckstange (1) angeordnet ist und auf einen mit dem Druckkopf 2) verbundenen Hebel (11) wirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein endseitiger Abschnitt der Druckstange (1) als Hohlkörper ausgebildet ist und dass die Schwenkvorrichtung (6) innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (6) als Spindelantrieb ausgebildet ist und eine drehbar gelagerte Spindel (12) sowie eine auf der Spindel (12) angeordnete und mit dem Druckkopf (2) verbundene Gewindemutter (20) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (6) einen translatorisch bewegbaren Schubkeil (16) aufweist, der auf eine an der Rückseite des Druckkopfes (2) angeordnete Gegenfläche (17) wirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (6) eine Exzenteranordnung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkvorrichtung (6) einen Stellantrieb (13) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkvorrichtung (6) ein externer Stellantrieb (13') zugeordnet ist, der vor Beginn eines Koksausdrückvorganges zum Zwecke einer Lagekorrektur des Druckkopfes (2) an die Schwenkvorrichtung (6) ankuppelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (13, 13') programmgesteuerte Stellbewegungen ausführt und an eine Maschinensteuerung angeschlossen ist, in der Werte über die Schräglage von Ofenkammern einer Koksofenbatterie abgespeichert sind.