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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Koksofentüren mit einer Betätigungsanordnung, die mit einem Antrieb in Verbindung steht. Die Vorrichtung ist insbesondere für "Heat-Recovery" Kokereien bestimmt, welche die Verkokungsprodukte für die Verbrennung und damit für die Prozesswärme nutzen.
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In Kokereibetrieben erfolgt das Ausdrücken des Kokskuchens aus der Ofenkammer mit einer Ausdrückmaschine, die an der Maschinenseite der Koksofenbatterie angeordnet ist. Der eigentliche Ausdrückvorgang erfolgt mit Hilfe einer Druckstange. Dazu wird auf der Maschinenseite eine Tür des Koksofens geöffnet. Auf der entgegengesetzten Seite des Ofens befindet sich ebenfalls eine Tür, die für den Ausdrückvorgang geöffnet wird und durch die der Koks aus dem Ofen herausgedrückt wird.
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Die Türen werden nur für die Dauer des Ausdrückens und einen bedarfsweise durchgeführten Reinigungsvorgang geöffnet. Nach Abschluss dieser Vorgänge werden die Türen wieder geschlossen, um den Wärmeverlust der Koksofenbatterie möglichst gering zu halten. Aus diesem Grund muss für den Ausdrückvorgang und die damit verbundenen Arbeiten ein zuverlässiger Türbewegungsmechanismus zur Verfügung stehen.
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In einer "Heat-Recovery" (HR) Kokerei werden die Ofentüren in der Regel von den Ofenbedienungsmaschinen zum Zwecke der Ofenkammerbefüllung und -leerung ausgehoben und wieder eingesetzt. Aus Produktions- und Zeitgründen kann es erforderlich sein, dass die Ofentüren nicht von den Ofenbedienungsmaschinen, sondern von stationären Anlagen zum vorgenannten Zwecke angehoben bzw. wieder abgesenkt werden müssen.
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Die
DE 27 20 469 A1 beschreibt eine Abhebevorrichtung für eine Ofenkammertür eines Horizontalkammer-Verkokungsofens. Die Abhebevorrichtung ist horizontal auf die Ofenkammertür zu- und von dieser wegbewegbar. Sie weist Abhebeklauen zum Eingriff in Lagerblöcke an der Ofenkammertür auf. Die Bewegungsrichtungen der Tür werden durch einen Zähler registriert. Dadurch soll ein Herausziehen der Koksofentür aus der Öffnung und ein genaues Wiedereinsetzen der Tür nach dem Reinigungsvorgang ermöglicht werden. Die Türen werden auf einem Wagen gelagert, der die Türvorrichtung aufnimmt und auf Rollen und Schienen die gesamte Türvorrichtung von der Ofenöffnung weg und auf diese wieder hinzubewegen kann.
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Die
DE 10 2007 057 412 B3 beschreibt eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von horizontalen Kokskammeröfen. Die Ofentüren sind mit einem Seil oder einer Kette verbunden. Über den einzelnen Ofentüren sind Umlenkrollen vorhanden, mit denen die Zugkraft in eine horizontale Richtung gelenkt wird. Ein Greiferwagen kann parallel zur Reihe der Koksofenbatterie bewegt werden. Mit der horizontalen Fahrbewegung des Greiferwagens kann ein Seil gezogen oder entlastet werden.
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Stahlseile und Stahlketten werden durch die für das Ofentürenanheben erforderlichen Zugkräfte erheblich belastet und unterliegen ständigem Verschleiß. Des Weiteren erfordern die sich im Betrieb einstellenden Seil- und Kettendehnungen einen erheblichen technischen und kostenmäßigen Mehraufwand für die Steuerung der Ofentürbetätigungsanlagen zur Sicherstellung der angehobenen Ofentürstellung. Weiterhin muss die Ofentürbetätigungsanlage infolge des Einsatzes von Stahlseilen mit aufwendigen Sicherheitseinrichtungen versehen werden, welche das Betriebs- und Wartungspersonal im Falle eines Seilbruchs schützt. Bei Seil- bzw. Kettenbruch fällt die angehobene Ofentür unkontrolliert zurück in ihre Grundposition und kann durch die Aufprallenergie erhebliche Schäden an den Koksöfen erzeugen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Koksofentüren zur Verfügung zu stellen, die verschleißarm ist und ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet. Die Vorrichtung soll sich durch eine lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnen. Dabei soll die Wartung der Vorrichtung möglichst einfach sein und eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Koksöfen ermöglichen. Sie soll unempfindlich gegen Verunreinigung und Schmutz sein. Die Vorrichtung soll möglichst wenig Platz benötigen und mit einem geringen Aufwand installiert werden können. Weiterhin soll es möglich sein, die Türen mit Hilfe der Vorrichtung präzise in die jeweils gewünschte Stellung zu bringen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Betätigungsanordnung an einem Wagen oberhalb der Koksofentüren angeordnet ist und mindestens ein stangenartiges Element zum Anheben und Absenken der Koksofentür sowie einen Mechanismus zum Verschwenken des stangenartigen Elements um eine horizontale Achse aufweist. Der Wagen wird nachfolgend auch als Ofentürhebewagen bezeichnet.
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Vorzugsweise ist auf jeder Seite einer mehrere Ofenkammern umfassenden Ofengruppe, also sowohl auf der Maschinenseite als auch auf der Koksseite, ein Ofentürhebewagen oberhalb der Ofentüren angeordnet. Dieser Ofentürhebewagen ist in Längsrichtung der Ofengruppe verfahrbar und trägt eine Betätigungsanordnung, die erfindungsgemäß mindestens ein stangenartiges Element zum Anheben und Absenken einer Koksofentür sowie einen Mechanismus zum Verschwenken des stangenartigen Elements um eine horizontale Achse aufweist. Durch den Schwenkmechanismus kann das stangenartige Element nach dem Absenken vor die Koksofentür verschwenkt werden. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz von vertikal verstellbaren sowie verschwenkbaren stangenartigen Elementen zum Anheben und Absenken der Koksofentüren wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die unempfindlich gegen Schmutz und Verunreinigungen ist. Weiterhin können die Koksofentüren mit Hilfe der Vorrichtung präzise in die jeweils gewünschte Stellung gebracht werden.
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Zur Öffnung einer Koksofentür fährt der Wagen zunächst in die entsprechende Position oberhalb der Koksofentür. Das stangenartige Element wird nach unten ausgefahren und zur Koksofentür hin verschwenkt, wobei eine Verbindung zwischen dem stangenartigen Element und der Koksofentür hergestellt wird. Anschließend wird die Koksofentür durch ein Verfahren des stangenartigen Elements angehoben, wobei das stangenartige Element während des Anhebens von dem Koksofen weg verschwenkt wird. Nach dem Ausdrück- bzw. Reinigungsvorgang wird die Koksofentür durch Verfahren des stangenartigen Elements in Verbindung mit einer Schwenkbewegung wieder abgesetzt, die Verbindung zwischen dem stangenartigen Element und der Koksofentür gelöst und das stangenartige Element in seine Ruheposition zurückbewegt.
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Vorzugsweise handelt es sich bei den stangenartigen Elementen um mechanische Zugstangen. Die Zugstangen werden mit Hilfe eines Stellantriebes vertikal verfahrbar und sind somit in der Lage, die Koksofentür anzuheben bzw. abzusenken.
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Vorzugsweise ist auf den Ankerständern der Koksöfen eine Fahrbahn für den Wagen angeordnet, wobei sowohl auf der Maschinenseite als auch auf der Koksseite Schienen für den jeweiligen Ofentürhebewagen verlegt sind. Der Ofentürhebewagen fährt auf dieser auf den Ankerständern in geeigneter Art und Weise installierten Fahrbahn.
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Die Betätigungsanordnung weist ein Verbindungselement zum Greifen eines an der Koksofentür angeordneten Gegenstückes auf. Vorzugsweise ist dazu am unteren Ende der Zugstangen ein Haken angeordnet, welcher in einen entsprechenden Bolzen der Ofentür eingreift. Alternativ dazu kann auch an der Ofentür ein Haken als Gegenstück angeordnet sein und die Stange mit einem entsprechenden Bolzen versehen werden, der in diesen Haken eingreift.
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Die stangenartigen Elemente können aus Vollmaterial oder hohlzylindrisch ausgebildet sein. Es können Zugstangen konstanter Länge oder Teleskopstangen aus zwei oder mehreren ineinandergreifenden Elementen eingesetzt werden.
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Für den vertikalen Stellantrieb und den Schwenkantrieb sind sowohl hydraulische als auch elektromechanische Antriebssysteme geeignet. Der vertikale Stellantrieb für die Zugstangen kann direkt auf die Stangen wirken, beispielsweise in Form von Hydraulikzylindern. Der vertikale Stellantrieb kann jedoch auch indirekt wirken, beispielsweise beim Einsatz von Zahnrädern und Zahnfeldern, wobei ein Drehantrieb eine vertikale Bewegung der Zugstangen erzeugt.
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Die Längsfahrt des Ofentürhebewagens oberhalb der Ofengruppe kann durch einen auf dem Wagen installierten Fahrantrieb oder einen stationär angeordneten Fahrantrieb erzeugt werden. Für den stationären Fahrantrieb bietet sich ein Seilzugsystem mit Seilwinde an. Dieser Fahrantrieb muss lediglich die für die Bewegung des Ofentürhebewagens erforderlichen Kräfte erzeugen.
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Eine erforderliche Energiezuführung zum Ofentürhebewagen kann entweder durch stationäre Stromschienen und/oder durch eine auf dem Wagen installierte Kabeltrommel erfolgen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt
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1 eine seitliche Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Koksofentüren,
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2 die in 1 dargestellte Vorrichtung in einer nicht aktiven Ruheposition,
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3 eine Frontansicht der Vorrichtung.
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1 zeigt eine Ofenkammer 1 eines horizontalen Kokskammerofens. Die Ofenkammer 1 ist mit einer Koksofentür 2 verschlossen. Die 1 zeigt die Koksofentür 2 sowohl in geschlossener Stellung, links unten, als auch in angehobener Öffnungsstellung, rechts oben.
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Auf einer Fahrbahn oberhalb der Koksofentüren ist ein Wagen 3 mit einer Betätigungsanordnung 4 dargestellt. Die Betätigungsanordnung 4 umfasst im Ausführungsbeispiel zwei parallel nebeneinander angeordnete stangenartige Elemente 5, wie man aus 3 erkennt. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um Zugstangen.
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Gemäß der Darstellung in 1 sind die stangenartigen Elemente 5 an ihrem unteren Ende jeweils mit einem Verbindungselement 6 versehen. Die Verbindungselemente greifen in Gegenstücke 7 an der Koksofentür 2 ein. Bei den Verbindungselementen 6 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um Haken, die in entsprechende Bolzen als Gegenstück 7 an der Koksofentür 2 eingreifen.
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Die Betätigungsanordnung 4 umfasst einen Mechanismus 8 zum Verschwenken der stangenartigen Elemente 5. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Mechanismus 8 einen hydraulischen Zylinder. Die beiden stangenartigen Elemente 5 sind an einem Trägerbauteil 9 angeordnet. Das Trägerbauteil 9 ist um eine horizontale Achse verschwenkbar. Der Mechanismus 8 verschwenkt das Trägerbauteil 9 und damit die stangenartigen Elemente 5.
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Der Wagen 8 ist auf einer Fahrbahn 11 angeordnet, die von den Ankerständern 12 des Kokskammerofens getragen ist.
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3 zeigt eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Wagen 3 wurde durch einen Fahrantrieb in die Position oberhalb der Koksofentür 2 gebracht. Auf dem Wagen 3 ist eine Kabeltrommel 13 für eine Elektroversorgung des Fahrantriebes und der auf die stangenförmigen Elemente wirkenden Stellantriebe angeordnet.
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Nachdem der Wagen 3 in die Position oberhalb der Koksofentür 2 verfahren wurde, werden die stangenartigen Elemente 5 aus ihrer angehobenen Ruhestellung mit Hilfe eines vertikalen Stellantriebs 10 nach unten in die in 1 dargestellte Betriebsposition verfahren und mit Hilfe des Mechanismus 8 vor die Gegenstücke 7 der Koksofentür 2 geschwenkt. Ein Verbindungselement 6 erfasst das entsprechende Gegenstück 7 an der Koksofentür. Im Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 6 als Zughaken ausgeführt, der in einen Zugbolzen als Gegenstück 7 an der Koksofentür 2 eingreift. Mit Hilfe eines im Zughaken installierten Endschalters wird die korrekte Anlage des Zughakens an dem Zugbolzen der Koksofentür 2 kontrolliert und der Mechanismus 8 zum Verschwenken abgeschaltet.
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Danach werden die stangenartigen Elemente 5 durch den vertikalen Stellantrieb 10 nach oben verfahren und nehmen über die Zugbolzen die Koksofentür 2 mit. Der Mechanismus 8 zum Verschwenken wird unmittelbar nach Einschalten des vertikalen Stellantriebs 10 freigeschaltet. Damit wird ein Schwenken der stangenartigen Elemente 5 während des Anhebevorgangs ermöglicht. Mit Hilfe eines am Stellantrieb 10 angeordneten Wegmesssystems kann die korrekte Höhenlage der angehobenen Koksofentür 2 ermittelt werden.
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Nach einer Befüllung der Ofenkammer senkt der vertikale Stellantrieb 10 die Koksofentür 2 wieder in die Ausgangsposition ab. Der Zughaken wird vom Zugbolzen gelöst Der Mechanismus 8 wird eingeschaltet und schwenkt die stangenartigen Elemente 5 wieder von der Koksofentür 2 weg. Die stangenartigen Elemente 5 werden durch den vertikalen Stellantrieb 10 schließlich wieder in ihre angehobene Position verfahren.
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Gemäß der Darstellung in 1 ist die Koksofentür 2 zweckmäßig durch eine Hebelanordnung aus parallelen Schwenkhebeln 14 gelenkig an die Ofenkammer 1 des Kokskammerofens angeschlossen. Die Hebelanordnung bewirkt eine Parallelführung der Koksofentür 2 und trägt dazu bei, dass die Koksofentür 2 im Zuge der Schließbewegung korrekt in die Öffnung der Ofenkammer 1 einsetzbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2720469 A1 [0005]
- DE 102007057412 B3 [0006]
