DE1122492B

DE1122492B - Horizontal chamber furnace for the production of coke and gas

Info

Publication number: DE1122492B
Application number: DEO7248A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Niemann
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1960-02-19
Filing date: 1960-02-19
Publication date: 1962-01-25

Description

Waagerechter Kammerofen für die Erzeugung von Koks und Gas Die Erfindung betrifft waagerechte Kammeröfen zur Erzeugung von Koks und Gas, welche batterieweise angeordnet und bei denen die die Heizzüge umschließenden Wände aus Silikasteinen aufgemauert sind. Diese Wände bestehen einerseits aus den Querwänden, welche die benachbarten Heizzüge voneinander trennen, andererseits aus den Längswänden, durch die im wesentlichen die Wärme aus den Heizzügen der Kammer zugeführt wird, in welche man die Kohle kalt einführt und in der sie im Laufe der Garungszeit einen in sich zusammenhängenden Kokskuchen bildet; diesen pflegt man nach Öffnen der Kammer durch Abheben und Entfernen der beiden Ofentüren nach einer Seite herauszudrücken. Für die genannten Wände haben sich Silikasteine am besten bewährt, weil diese sowohl den hohen Temperaturen gewachsen sind, die in den Heizzügen herrschen, als auch den Beanspruchungen, denen das Mauerwerk ausgesetzt ist. Das gilt jedenfalls so lange, als das aus Silikasteinen aufgebaute Mauerwerk ständig auf einer hohen, oberhalb der Quarzumwandlungspunkte lie. genden Temperatur verbleibt, wie es bei den die Heizzüge unmittelbar umschließenden Steinen der Fall ist.Horizontal chamber furnace for the production of coke and gas The invention relates to horizontal chamber furnaces for the production of coke and gas, which are battery-wise arranged and in which the walls surrounding the heating flues are made of silica stones are walled up. These walls consist on the one hand of the transverse walls, which the Separate neighboring heating flues from one another, on the other hand from the longitudinal walls which essentially the heat from the heating flues is supplied to the chamber into which the charcoal is introduced cold and in the course of the cooking time it becomes one in itself forms coherent coke cake; this is maintained after opening the chamber Lift off and remove the two oven doors to one side and push them out. For the aforementioned walls have proven silica bricks best because these are both withstand the high temperatures that prevail in the heating flues as well as the stresses to which the masonry is exposed. At least that is the case long, when the masonry made of silica bricks was constantly on a high, above the quartz transformation points lie. low temperature remains, as it is with the Heating flues directly surrounding stones is the case.

Anders liegen die Verhältnisse bei den sogenannten Wandköpfen, d. h. demjenigen Mauerwerk, um das sich die Wände anschließend an die äußere Begrenzung des Kopfheizzuges noch nach außen erstrecken. Hier besteht ein Wärmegefälle durch die Differenz zwischen der Heizzugtemperatur und der Temperatur der Außenluft. Diese Köpfe sind außen mit einer metallischen Verkleidung versehen, und die vor den Köpfen liegenden Ankerständer dienen dazu, die Spannungen, welche insbesondere beim Anheizen des Ofens entstehen, aufzunehmen. Der Kammerraum selbst wird bei modernen Öfen nach außen durch einen feuerfesten, an der Tür hängenden Stopfen isoliert, der gewöhnlich mehrere Dezimeter in die Kammer hineinragt.The situation is different with the so-called wall heads, i. H. the masonry around which the walls adjoin the outer boundary of the head heating cable still extend outwards. There is a heat gradient here the difference between the heating draft temperature and the temperature of the outside air. These The heads are provided with a metallic cladding on the outside, and those in front of the heads lying anchor stands serve to relieve the tensions, which are particularly evident when heating up of the furnace. The chamber space itself is based on modern ovens insulated on the outside by a fireproof plug hanging on the door, which is common protrudes several decimeters into the chamber.

Die genannten äußeren Verlängerungen der Heizwände bei waagerechten Koksöfen hat man mit Rücksicht auf die andersartigen Temperaturverhältnisse, die hier gegenüber dem übrigen Teil der Heizwände vorliegen, vielfach nicht aus Silikamaterial, sondern aus anderen Steinen, z. B. Schamotte, aufgebaut. Dabei stellte man fest, daß beiderseits der senkrechten Fugen, längs deren das Silikamauerwerk und das andersartige Mauerwerk zusammenstoßen, eine gegenseitige Verschiebung stattfindet, die auf der ungleichen Dehnung beider Stoffe, nämlich des Silikamaterials und beispielsweise der Schamotte beruht, wobei es sich einerseits um eine rein thermische Dehnung, andererseits um diejenige Dehnung handelt, die mit den Kristallumwandlungen des Quarzes zusammenhängt. Da das Ausschmieren solcher senkrechter Trennfugen durch Mörtel keine Abhilfe versprach, hat man dieselben als breiteren, mit einer feuerfesten körnigen Masse, z. B. Silbersand, gefüllten Raum ausgestaltet. Naturgemäß geht dabei aber der feste Zusammenhang der Wand in den Köpfen verloren, und diese sind nicht in der Lage, die bereits erwähnten erheblichen Spannungen des Mauerwerks auf die Verspannungsmittel der Wände, nämlich die genannten Ankerständer, zu übertragen.The mentioned outer extensions of the heating walls with horizontal One has coke ovens with regard to the different temperature conditions that here opposite the remaining part of the heating walls, often not made of silica material, but from other stones, e.g. B. chamotte built up. It was found that on both sides of the vertical joints, along which the silica masonry and the other Brickwork collide, a mutual displacement takes place on the unequal elongation of both substances, namely the silica material and for example the fireclay is based, on the one hand it is a purely thermal expansion, on the other hand, it is the elongation that occurs with the crystal transformations of the Quartz. Since smearing such vertical joints through Mortar promised no remedy, one has the same as wider, with a refractory granular mass, e.g. B. silver sand, filled space designed. Naturally, this is possible but the cohesion of the wall is lost in the mind, and these are not able to relieve the already mentioned significant stresses of the masonry on the To transfer tensioning means of the walls, namely the aforementioned anchor stands.

Es ist das Ziel der Erfindung, den ungleichen Temperaturverhältnissen, welche in dem die Heizzüge unmittelbar umschließenden Mauerwerk einerseits und dem Mauerwerk der Ofenköpfe andererseits herrschen, durch Wahl verschiedener Baustoffe Rechnung zu tragen, dabei aber einen festen Verband innerhalb der gesamten Wand von Wandkopf bis Wandkopf sicherzustellen, so daß einerseits die Wand zur Aufnahme und Übertragung der erheblichen, auf inneren Spannungen beruhenden Kräfte in der Lage ist und andererseits die Bildung von Dehnungsfugen, welche zu Undichtigkeiten der Wand und zu Gasdurchbrüchen führen könnten, mit Sicherheit ausgeschlossen wird.It is the aim of the invention to deal with the unequal temperature conditions, which in the masonry directly enclosing the heating flues on the one hand and the On the other hand, masonry of the furnace heads prevail, through the choice of different building materials To take into account, but a solid bond within the entire wall to ensure from wall head to wall head, so that on the one hand the wall for inclusion and transmission of the considerable forces based on internal tensions in the Location is and on the other hand the formation of expansion joints, which lead to leaks the wall and lead to gas breakthroughs is definitely excluded.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diejenigen Schichten des Mauerwerkes der Ofenköpfe, die unmittelbar an der Kammeröffnung liegen, also einen Teil der Wandlängsfläche bilden, nämlich denjenigen Teil, der bei eingesetzten Türen neben dem Türpfosten liegt, sehr erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, weil während der Garungszeit hier fast die Temperatur des glühenden Kokses erreicht wird, während bei abgehobenen Türen während des Drückens des Ofens die kalte Außenluft an diese Schichten kommt, daß hingegen die nach der Wandmitte zu liegenden Schichten des Mauerwerks selbst, soweit sie bis an die metallische Verkleidung des Ofens reichen, bei dem Drücken und Füllen der Öfen in ihrem Wärmezustand kaum verändert werden. Das Wärmegefälle vom Kopfheizzug bis zur metallischen Verkleidung unterliegt nämlich nur geringen Schwankungen.The invention is based on the knowledge that those layers of the masonry of the furnace heads, which are located directly on the chamber opening, that is form part of the longitudinal surface of the wall, namely the part that is used when Doors next to the door jamb, exposed to very significant temperature fluctuations because during the cooking time it is almost the same as the temperature of the glowing coke achieved is, while with lifted doors while pressing of the furnace the cold outside air comes to these layers, whereas that after the Wall center to lying layers of the masonry itself, as far as they are up to the metallic Cladding of the furnace is sufficient when pressing and filling the furnace in its warm state can hardly be changed. The heat gradient from the head heater to the metallic cladding is subject to only minor fluctuations.

Es sind daher bei einem waagerechten Kammerofen für die Erzeugung von Koks und Gas, bei dem das die Verkokungskammem und die Heizzüge bildende Mauerwerk ausschließlich aus Silikasteinen besteht, während für das die Ofenköpfe bildende Mauerwerk Schamottesteine verwendet werden, gemäß der Erfindung nur die beiderseits an der Kammeröffnung liegenden Schichten des Ofenkopfes aus Schamottesteinen aufgebaut, während dazwischen in der Wandmitte sich in jeder Steinlage wenigstens ein Silikastein bis zur Metallverkleidung der Ankerständer erstreckt, wobei diese Silikasteine in jeder Lage zueinander versetzt gemauert sind.There are therefore with a horizontal chamber furnace for the production of coke and gas, in which the masonry forming the coking chambers and the heating flues consists exclusively of silica stones, while for the furnace heads forming Masonry firebricks are used according to the invention only on both sides Layers of the furnace head located at the chamber opening are made of firebricks, while in between in the middle of the wall there is at least one silica stone in every stone layer extends to the metal cladding of the anchor stand, these silica stones in each layer are bricked away from each other.

Bei diesem Aufbau des Wandkopfes besteht die Möglichkeit, die Steine höherer Temperaturwechselbeständigkeit mit den in senkrechten Fugen daran anstoßenden Silikasteinen durch waagerechte Vor- und Rücksprünge zu verzahnen. Wenn so - in der Höhe gerechnet - in der Verzahnungsstelle Silikasteine regelmäßig mit Steinen höherer Temperaturwechselbeständigkeit, also beispielsweise Schamottesteinen, abwechseln, so macht sich die ungleiche Dehnung beider Werkstoffe mit Rücksicht auf die geringe Höhe der Steine jeder einzelnen Lage nicht schädigend bemerkbar.With this structure of the wall head there is the possibility of using the stones higher resistance to temperature changes with those abutting it in vertical joints To interlock silica stones with horizontal projections and recesses. If so - in calculated according to the height - regularly with stones in the interlocking point of silica stones higher thermal shock resistance, e.g. alternate firebricks, this is how the unequal elongation of both materials is made with regard to the low The height of the stones in each individual layer was not noticeable in a damaging manner.

Eine solche Verzahnung zwischen den Steinen höherer TemperaturwechseIbeständigkeit und den angrenzenden Silikasteinen durch waagerechte Vor- und Rücksprünge kann sowohl längs derjenigen senkrechten Fugen bestehen, die zu den Längsflächen der Wände parallel verlaufen, als auch längs derjenigen senkrechten Fugen, die parallel zur Vorderfläche des Wandkopfes liegen. In jedem Falle wird man den Kopfheizzug rings von gilikasteinen umgeben, also auch auf der nach außen liegenden Seite, und erst an das den Kopfheizzug nach außen begrenzende Silikamauerwerk kann sich, jedoch zunächst nur auf den beiden Flanken, temperaturwechselbeständigeres Mauerwerk anschließen, während sich in der Mitte des Kopfes, d. h. beiderseits der senkrechten Mittelebene der Heizwand, das Silikamauerwerk fortsetzt.Such an interlocking between the stones is more resistant to temperature changes and the adjoining silica stones by horizontal projections and recesses can be both exist along those vertical joints which are parallel to the longitudinal surfaces of the walls run, as well as along those vertical joints that are parallel to the front surface of the head of the wall. In any case, the head heating draft is made of gilikastones all around surrounded, so also on the outward side, and only to the head heating cable Outwardly delimiting silica masonry can, but initially only on the two Flanks, masonry more resistant to temperature changes, while in the Middle of the head, d. H. on both sides of the vertical center plane of the heating wall, the Silica masonry continues.

In den Zeichnungen wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Fig.1 stellt einen waagerechten Schnitt durch zwei waagerechte Ofenkammem und die sie beiderseits begrenzenden Heizwände bei einer Batterie von Öfen zur Erzeugung von Gas und Koks dar, wobei nur die nach den Enden zu liegenden Teile dargestellt sind.In the drawings, the invention is illustrated in one embodiment explained in more detail: Fig.1 represents a horizontal section through two horizontal ones Furnace chambers and the heating walls delimiting them on both sides in the case of a battery of Furnaces for the production of gas and coke represent, with only those lying towards the ends Parts are shown.

Fig.2 stellt in größerem Maßstabe einen waagerechten Schnitt durch einen Wandkopf und die angrenzenden Heizzüge entsprechend der Schnittlinie II-II von Fig. 4 dar.2 shows a horizontal section on a larger scale a wall head and the adjacent heating flues according to section line II-II of Fig. 4.

Fig. 3 ist ein waagerechter Schnitt im gleichen Maßstab durch die darüber- oder darunterhegende Steinlage entsprechend der Schnittlinie III-III von Fig.4.Fig. 3 is a horizontal section on the same scale through the Above or below stone layer according to the section line III-III from Fig. 4.

Fig. 4 ist eine Ansicht des Mauerwerks des Ofenkopfes, also ohne metallische Verkleidung, in Richtung des mit IV bezeichneten Pfeiles der Fig. 2. Aus Fig.4 ergibt sich die allgemeine Anordnung für den Aufbau der Ofenkammern und Heizwände. Die Heizwände umschließen die senkrechten Heizzüge 10. Sowohl das die Längswände 11 als auch das die Querwände 12 bildende Mauerwerk besteht aus Silikasteinen, welche in der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise derart ineinandergreifen und im Verband vermauert sind, daß sich ein festes Gefüge ergibt. An das die Heizzüge unmittelbar umschließende Mauerwerk schließen sich beiderseits die Wandköpfe 13 an. Die Wandköpfe sind mit Blechen 14 verkleidet, vor denen die Ankerständer 15 stehen. Diese werden durch oberhalb und unterhalb der Öfen parallel zur Kammerachse verlaufende Anker zusammengehalten, wodurch die Verspannung des Mauerwerks erreicht wird. In Aussparungen auf der Außenseite der Wandköpfe liegen die rings um die Ankeröffnung laufenden Türrahmen 16, gegen die die metallischen Ofentüren 17 mit Dichtungsschneiden 18 zur Auflage kommen; an den Ofentüren befinden sich weit in die Ofenkammern 19 hineinragende Steinstopfen 20. Soweit das Mauerwerk der Heizwände der unmittelbaren Einwirkung der Heizzüge unterliegt, ist auch während der kurzen Zeit, in der die Ofenkammern 19 nach Abheben der Türen 17 zwecks Entleerung offenstehen, mit einer stärkeren Abkühlung nicht zu rechnen. Anders liegen die Verhältnisse bei den weiter vorstehenden Teilen der Wandköpfe. Um diesen Verhältnissen Rechnung zu tragen, wird für den Wandkopf der aus den Fig. 2 bis 4 ersichtliche Aufbau gewählt: Für Silikasteine ist dabei im Schnitt eine flach ansteigende Schraffur, für die temperaturwechselbeständigeren Schamottesteine ist eine steilere Schraffur verwendet worden. Der Kopfheizzug wird auf der Außenseite bei den der Fig.2 entsprechenden Lagen von einem kürzeren Teilbinder 21 und einem längeren Teilbinder 22 begrenzt. An diesen schließt sich ein Silikastein 23 an, der einerseits mit einer Nut in einen Vorsprung des Steines 22 eingebunden ist und andererseits bis an die metallische Verkleidung reicht; über den rechteckigen Grundriß hinaus ist er (nach der in der Zeichnung linken Seite) um ein treppenförmiges Stück 24 verlängert, welches bis an die Aussparung heranreicht, in welcher der Türrahmen 16 liegt. Unmittelbar nach der Kammeröffnung zu liegt auf dieser Seite ein kleiner Schamottestein 25, auf der anderen Seite ein größerer Schamottestein 26. Der Stein 25 ragt mit einem trapezförmigen Ansatzstück 27 in eine Aussparung, die in dem Silikastein 21 vorgesehen ist.4 is a view of the masonry of the furnace head, that is to say without metallic cladding, in the direction of the arrow labeled IV in FIG. 2. FIG. 4 shows the general arrangement for the structure of the furnace chambers and heating walls. The heating walls enclose the vertical heating flues 10. Both the longitudinal walls 11 and the masonry forming the transverse walls 12 are made of silica bricks which interlock in the manner shown in FIGS. 2 and 3 and are walled up in a solid structure results. The wall heads 13 adjoin the brickwork immediately surrounding the heating flues on both sides. The wall heads are covered with metal sheets 14 , in front of which the anchor stands 15 are. These are held together by anchors running parallel to the chamber axis above and below the ovens, whereby the bracing of the masonry is achieved. The door frames 16 running around the anchor opening lie in recesses on the outside of the wall heads, against which the metal furnace doors 17 come to rest with sealing cutters 18; On the furnace doors there are stone plugs 20 projecting far into the furnace chambers 19. As far as the masonry of the heating walls is subject to the direct action of the heating flues, there is a stronger one even during the short time in which the furnace chambers 19 are open after the doors 17 have been lifted for the purpose of emptying Cooling down not to be expected. The situation is different for the parts of the wall heads that protrude further. In order to take these relationships into account, the structure shown in FIGS. 2 to 4 is chosen for the wall head: For silica bricks, a flat inclined hatching is used in section, for the fireclay bricks that are more resistant to temperature changes, steeper hatching has been used. The Kopfheizzug is bounded on the outside in the corresponding layers of the Figure 2 a shorter part and a longer part 21 Binder Binder 22nd This is followed by a silica stone 23 which, on the one hand, is integrated with a groove in a projection of the stone 22 and, on the other hand, extends to the metallic cladding; Beyond the rectangular plan it is extended by a step-shaped piece 24 (according to the left-hand side in the drawing), which reaches up to the recess in which the door frame 16 is located. Immediately after the chamber opening to lies on this side of a small refractory brick 25, on the other hand, a larger chamotte stone 26. The stone 25 extends with a trapezoidal lug 27 in a recess which is provided in the silica brick 21st

In der jeweils darüber- und darunterliegenden Lage (s. Fig. 3) liegt der kürzere Teilbinder 31 auf der rechten Seite, der längere Teilbinder 32 auf der linken Seite. Der bis an die metallische Verkleidung reichende weitere Silikastein 33 hat hierbei auf der rechten Seite ein treppenförmiges Ansatzstück 34. Hier liegt auf der rechten Seite der Schamottestein 35, dessen Innenfläche ebenfalls treppenförmig abgesetzt und mit einer nach innen ragenden trapezförmigen Zunge 37 versehen ist, die in eine entsprechende Aussparung des Silikasteines 31 eingreift. Der Schamottestein 36 ist auf der linken Seite entsprechend größer ausgebildet und ragt ebenso wie der Schamottestein 26 in den der Fig.2 entsprechenden Lagen bis an die metallische Außenverkleidung des Kopfes. Die senkrechten Fugen, welche innerhalb des Ofenkopfes parallel zu den Kammerseitenwänden liegen, springen also zwischen der Stellung 28 und 38 einerseits und 29, 39 andererseits abwechselnd nach rechts und links. Dadurch wird ein fester Verband zwischen dem in der Wandmitte bis an die metallische Verkleidung reichenden Sihkastein 23, 33 und den beiderseits an die Kammeröffnung heranreichenden Schamottesteinen 25, 26 (vgl. Fig. 4) springt auf diese Weise immer etwas (vergl. Fig.4) springt auf diese Weise immer etwas vor und zurück.In the layer above and below (see FIG. 3), the shorter partial truss 31 is on the right-hand side, the longer partial truss 32 on the left-hand side. The up to the metallic panel reaching more silica brick 33 has in this case on the right side a stepped extension 34 is located here on the right side of the fire brick 35 whose inner surface is also step-shaped offset and provided with a trapezoidal inwardly projecting tongue 37 which in a corresponding recess of the silica stone 31 engages. The firebrick 36 is correspondingly larger on the left-hand side and, like the firebrick 26, protrudes in the positions corresponding to FIG. 2 up to the metallic outer cladding of the head. The vertical joints, which lie inside the furnace head parallel to the chamber side walls, jump between positions 28 and 38 on the one hand and 29, 39 on the other hand alternately to the right and left. As a result, a firm bond between the Sihka stone 23, 33 , which extends to the metallic cladding in the middle of the wall, and the firebricks 25, 26 (cf. ) always jumps back and forth a bit in this way.

Durch diese Bauart trägt man sowohl den starken Temperaturwechseln Rechnung, welche auf die Ofenköpfe infolge des Offenstehens der Kammern einwirken, schafft aber trotzdem einen kräftigen Verband, der einerseits die Spannungen des Mauerwerks zwischen den Ankerständern aufzunehmen in der Lage ist und andererseits das Entstehen von Fugen, die zu Undichtigkeiten führen könnten, verhindert.With this design you bear both the strong temperature changes Invoices, which act on the furnace heads as a result of the fact that the chambers are open, but still creates a strong bandage that, on the one hand, relieves the tension of the Masonry between the anchor stands is able to take and on the other hand prevents the formation of joints that could lead to leaks.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Horizontal chamber furnace for the production of coke and gas, in which the brickwork forming the coking chambers and the heating flues consists exclusively of silica bricks, while fireclay bricks are used for the brickwork forming the furnace heads, characterized in that only those on both sides of the chamber opening Layers of the furnace head are made of firebricks (25, 26, 35, 36), while in between in the middle of the wall at least one silica brick (23, 33) extends to the metal cladding (14) of the anchor stands (15) , these silica bricks are bricked in every position offset to each other.

2. Horizontal chamber furnace according to claim 1, characterized in that the fireclay bricks (25, 26, 35, 36) with the silica bricks (23, 33) adjoining them in vertical joints by horizontal projections and recesses (24, 27, 28, 34 , 37, 38) are toothed.

3. Horizontal chamber furnace according to claim 1, characterized in that between the fireclay bricks (25, 26, 35, 36) and the adjacent silica bricks (23, 33) a toothing through horizontal projections and recesses (27, 37) along the longitudinal surfaces (11) of the heating walls (10 ) consists of parallel, vertical joints (40).

4. Horizontal chamber furnace according to claim 1, characterized in that between the firebricks (25, 26, 35, 36) and the adjacent silica bricks (23, 33) a toothing through horizontal projections and recesses (24, 28, 34, 38) there are vertical joints parallel to the front surface of the furnace head.

5. Horizontal chamber furnace according to Claims 1 to 4, characterized in that the stones Highly acidic firebricks are used for higher thermal shock resistance. Into consideration Drawn pamphlets: Dr. Otto Grosskinsky, "Handbuch des Kokereiwesens", Vol. I, Düsseldorf, 1955, p. 234.