DE1671331A1 - Horizontalkoksofenbatterie - Google Patents

Description

Essen, den 29. November 1967 N 4245/5a Vo./Sch.

Heinrich Koppers Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Essen, Moltkestrasse 29

Horizontalkoksofenbatterie

Die Erfindung betrifft eine Horizontalkoksofenbatterie, welche in üblicher Weise aus einer Anzahl von Ofenkammern und jeweils zwischen diesen angeordneten Heizwänden besteht, wobei letztere wiederum zusammengesetzt sind aus die Ofenkammern begrenzenden Ofenkammerwänden und von diesen eingeschlossenen und Heizzüge bildenden .Querwände.»· ' ^ _

Auf der Suche nach einem Weg, den Durchsatz einer Horiiontalkoksofenbatterie zu erhöhen, let auoh vorgeschlagen worden, die Ofenkammerwände aus Silikasteinen relativ hohen spezifischen Gewichtes (etwa 1,92) herzustellen, während bisher Steine vergleichsweise niedrigen spezifischen Gewichtes | (etwa ^,60) verwendet wurden. Nachteilig an einer aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes hergestellten Ofenkammerwand sind in erster Linie die beträchtlich höheren Kosten einer \ solchen Wand, verglichen mit den Kosten einer aus Steinen ' niedrigeren spezifischen Gewichtes bestehenden Wand.

109836/0019

N 4245/5* 29.11.67

In letzter Zeit geht ferner das Bestreben dahin, höhere Ofenkammern zu bauen. Auch dies bedingt einen größeren Aufwand, und.zwar nicht nur deshalb, weil weiteres Steinmaterial für die zusätzliche Höhe benötigt wird, sondern da aus strukturellen Gründen auoh dickere Wände erforderlich sind.

Um die Torstehend beschriebenen Naohtelle zu vermelden, schlägt die Erfindung vor, daß die Ofenkammerwände aus feuerfesten Steinen unterschiedlichen spezifischen Ge -wiohtes zusammengesetzt sind.

Eine derartig ausgebildete Ofenkammerwand hat den Torteil,

dafl eine beträehtlioh höhere Terkokungsgesohwindigkeit ersielt werden kann als bei einer Wand aui lloh niedrigeren spesifIschen Gewichtes.

Steinen ausschließ-Die Terkokungs-

geschwlndigkeit; kommt hierbei fast an die einer ausschließlich aus Stelneil höheren spezifischen Gewichtes heran· Auf der anderen Seite 1st aber eine Ofenkamnierwand gemäß der Brachen Gewichtes

aus leichteren Steinen.

findung nicht wesentlich teurer als die

Der Aufbau eine:? Wand aus Steinen unterschiedlichen spezifi-

kann sehr vielgestaltig sein. So ist es mög-

Iioh, daß die Ofenkammerwände aus horizontalen Lagen bestehen, welche abwechselnd aus feuerfesten Steinen höheren und niedrige-

109836/0019

SAO ORIGINAL

ff 4245/5a 29.11.67

ren spezifischen Gewichtes zusammengesetzt sind. Es können ferner die horizontalen Steinlagen der Ofenkammerwände feuerfeste Steine sowohl höheren als auch niedrigeren spezifischen Gewichtes aufweisen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ofenkamnerwltnde im Bereich der letzten Heizzüge ausschließlich oder vorwiegend aua Steinen höheren spezifischen Gewichtes bestehen» während jeweils zwischen dem letzten Heizzug und dem Ankerständer ausschließlich oder vorwiegend Steine niedrigeren spezifischen Gewichtes vorgesehen sind.

Es kann ferner vorgesehen sein, daß der untere Seil der Ofenkammerwände ausschließlich oder vorwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes, der obere !Ceil aus- * schließlich oder.überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes besteht. .

Schließlich ist es auch möglich, daß die Ofenkammerwände auf der Maschinenseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes, auf der Koksseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes bestehen.

109836/0019

N 4245/5a 29.11.67

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie der damit erzielten Vorteile sind im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, welche einige der zahlreichen möglichen Aueführungeformen darstellen. Eb zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Seiles einer Heizwand,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer anderen Aueführungeform der Heizwand,

rig· 3 verschiedene Anordnungen von Steinen In einer Heizwand,

Pig.' 4 einen teilweistn Horlzontalschnitt durch eine Ofenkammer der bisherigen Ausführung«

FIg* 5 einen teilweisen Horizontalschnitt durch eine Ofenkammer der neuen Ausführung,

Fig. 6 schematisch die Wärmeverteilung in einer Ofenkammer neuer Ausführung während der Verkokung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Heizwänd-

endes, Flg. θ einen teilweisen senkrechten Schnitt durch eine

Ofenkammer und Flg. $ einen Horizontalschnitt durch eine Ofenkammer mit zugehörigen Heizwänden.

Sie Heizwand 11 einer Koksoftnbatterie besteht aus zwei Ofenkammerwand en, von denen in flg. 1 nur die Wand 13 eingezeichnet

- 5 - . 109836/0019

N 4245/5m 29.11*67

iat_f βowiβ aus dazwischen liegenden Querwänden 15 und 17· Duroh letztere werden die Heizzüge 19 gebildet.

Die Ofenkammerwand 1? weist waagerechte lagen feuerfester Steine von unterschiedlichem spezifischen Gewicht auf. In der untersten Lage 21 sind abwechselnd Steine höheren und solche niedrigeren spezifischen Gewichtes angeordnet, wobei die ersteren mit 21a bezeichnet und mit einer Punktierung versehen sind, während die letzteren unpunktiert und mit 21b bezeichnet sind. Das spezifische Gewioht der schwereren Steine kann etwa 1,92 betragen, das der leichteren etwa 1,60 - 1,76. In der näohst höheren lage 23 befinden sieh ausschließlich Steine niedrigeren spezifischen Gewiohtes* Die folgende Lage'25 weist wiederum abwechselnd nebeneinander angeordnete Steine 25» und 25b von Hohem bzw. niedrigen spezifischen Gewioht auf* In dem dargestellten Aupchnitt der:

ι Ofenkammerwand folgt dann wieder eine Lage 27 von Steinen j

■ i

niedrigen spezifischen Gewichtes und Bchließlioh «ine Lage von Steinen: 29a und 29b mit hohem bzS*. niedrigem spezifische^ Gewicht. ; i

Die Ofenkammerwand 31 gemäß ,Pig. 2 ist etwas anders aufgebaut, und zwar weist hier jede Lage ausschließlich feuerfeste Steine desselben spezifischen Gewichtes auf. So beetehen die Lagen 33, 37 und 41 aus Steinen hohen spezifischen Gewichtes, die Lagen 35 und 39 dagegen aus Steinen niedrigen spezifischen Gewichtes.

N 4245/5a 29.11.67

In ?ig. 3 aind mehrere Möglichkeiten der Anordnung feuerfester Steine unterschiedlichen spezifischen Oewiohtes in Ofenkanmerwänden dargestellt. Dia Anordnung A entspricht der gern*« flg. 2, die Anordnung B dar gemäß flg. 1. Selbstverständlich ist die Erfindung aber nioht auf diese Anordnung sowie dia Varianten C, B und E beschränkt, vielmehr sind auch noch andere, für den faohmann unschwer su schaffende Kombinationen möglich.

Bei der In 71g. 4 abgebildeten Ofenkammer 43 sind die Kammerwände 46 in der bisher üblichen Weise aus Steinen 45 und einheitlichen spezifischen Gewichtes aufgebaut. Dementsprechend ist auch dar Wärmedurohgang durch die Ofenkammerwände einheitlich, so daß dia plastischen Zonen 49 und 511 die von dan Wänden sur Mitte dar Ofenkammer wandern, Im wasantHohen glaite, senkrechte Ebenen bilden. Zwischen den plastischen

Zonen 49 und 51 befindet sich die Kohle,

die noch nioht genügend erhltst j.atf um au erweichen, wähjrend zwischen den· Ofenkaaeerwänden 46 und den plastischen Zonen die Kohle bereits verkokt ist.

Die srfIndungsg« »maß ausgebildeten Ofenk· mmerwände bewirken dagegen einen uneinheitlichen Wärmedurchgang, wodurch auoh

ungleichmäßige plastische Zonen erseugt werden. Dies ist

I f

in Pig. 5 veranschaulicht, in der die Oienkammer mit 53 und

109836/0019

H 4245/5a 29.11.67

die Ofenkammerwände mit 55 und 57 bezeichnet sind. Letztere sind entsprechend der Ausführung A in der Fig. 3 aufgebaut, d.h. es sind abwechselnd Lagen feuerfester Steine 59 von hohem,spesif Ischen Gewicht und solcher 61 von niedrigem spezifischen Gewicht übereinander angeordnet. Da nun die Wärmeleitfähigkeit der Steine hohen speslfIschen Gewiohtes größer ist als die der Steine niedrigen speeifieohen Gewichtes, gelangt durch die erstgenannten mehr Warne an die Kohle, und dementsprechend ist dort auch die Yerkokungsgeeohwindig- kelt größer als Im Bereich der Steine niedrigen speelfIschen Gewichtes. Das hat wiederum eur Folge» daß in der Ofenkammer 53 die plastischen Zonen 63 und 65 wellenförmig, in der Art von Sinuekurren ausgebildet sind· Sine solche plastische Zone 65 1st auch in Flg. 2 perspektivisch dargestellt.

Fig. 6 seigt einen Teil der Of enkammerwand-57» der plaeti-• sehen Zone 65 und einer der plastischen Zone zugeordneten Isotherme 73? Baraus ist zu entnehmen, daß der Verlauf der Isotherme im wesentlichen dem der plastischen Zone entspricht, daß jedoch die Scheitelpunkte 75 der Isotherme stärker ausgeprägt sind als die Scheltelpunkt· 67 der plastischen Zone. Es 1st ferner ersichtlich, daß die Yärmevektoren 76 vermutlich von der plastischen Zone nicht parallel ausgehen. Die wirksame Vfirmeübertragungsfläche an die noch unverkokte Kohle ist also infolge der wellenförmigen Ausbildung der plastischen

109836/0019

N 4245/5a 29.11.67

Zone 65 und der Isotherme 73 in der erfindungagemäß auegebildeten Ofenkammer größer ale in den bisherigen Ofenkammern. Man kann damit rechnen! daß'eine wellenförmige plastische Zone mindestens β Ji mehr Wärme per Zeiteinheit Überträgt als eine ebene. Das bedeutet aber» daß eine aus Steinen hohen und niedrigen spezifischen Gewichtes hergestellte Ofenkammerwand naheeu die gleiche Wirkung hat wie eine ausschließlich aus Steinen hohen epeei'fisehen Gewichtes bestehende» wobei der Aufwand für eine aus Steinen unterschiedlichen spezifischen Gewichte· erbaute Wand jedoch'nur etwa die Hälfte beträgt. In den meisten fällen wird allein die Steigerung der Wärme-Übertragung so bedeutsam sein» daß sie die eueätulichen Kosten für die benötigten schweren Steine Überwiegt.

Bei dtr in fig. 1 dargestellten Ofenkammerwand 13 wird eine plastieohe Zone 77 und dementsprechend auch eine Xsothermen~ front entstehen, die hügelförmige Erhebungen 78 gegenüber jedem Stein 21a, 25a und 29a aufweist. Wenn diese plastische Zone und die von der anderen Ofenkammerwand heranrückende (nioht geeeiohnet) aufeinander treffen, so geschieht dies in bestimmten kleinen KontaktEonen, im Gegensatz »u den durohlaufenden horieontalen Kontaktlinien bei der Ausführungeform gemäß flg. 2.

109836/0019

ÖA PRfQINAt

H 4245/5a 29.11.67

Die bei den AusfUhrungaformen C, D und Έ der Pig* 3 sowie anderen denkbaren Formen entstehenden plastischen Zonen und Isothermen lassen sich an Hand der Beispiele gemäß PIg. 1 und PIg, 2 unschwer ermitteln.

PIg. 7 zeigt das Ende einer Heizwand 79» bei der die Stein·, welche die letzten Heizzüge 81 und 81a bilden, von hohem spezifischen Gewicht sind. Dagegen haben die Steine 83 BWi-* sehen dem Heizzug 81 und dem Ankerständer 85 ein niedriges speziflsohes Gewicht, um die Wärmeübertragung an dem Anker-* ständer mögliohst gering, die an die zu verkokende Kohle aber möglichst hoch zu halten.

Die Ofenkammerwand 87 gemäß Pig. 8 besteht in ihrem oberen Teil 89 oberhalb der Linie A-A ausschließlich aus Steinen hohen spezifischen Gewichtes.und in ihrem unteren Teil aus

Steinen niedrigeji spezifischen Gewichtes oder aolclfen ver- ^: schledenen spezifischen Gewichtes, Diese Maßnahme hat den | Vorteil, daß eine größere Verkokungsgeschwindigkeit in einet

i . i

Zone der Ofenkammer erzielt wird, in der im allgemeinen die Verkokungsgesohwlndigkeit geringer list. Sonst gelangt näolioh

weniger Wärme in den oberen Bereich

der Ofenkammer ala im

unteren zut Verfügung steht, so daß die Verkokung der Kohle oben längere Zeit in Anspruch nimmt.

- 10 -

109836/0019

N 4245/5a 29.11.67

71g. 9 aelgt einen Horlsontalschnltt durch eine Ofenkammer 93 und die benachbarten Heizwände 95 und 95a. Diese Ofenkamrner iat in bekannter Weise aich von der Maschinenseite (unterer Teil in 71g. 10) but Koka·tite (oberer Teil) erweiternd auegebildet. H&uflg werden die Ofenkammerwände im Bereich der Koksaelte dünner ausgeführt ₉ um mehr Wärme an das dort vorhandene größere Kohlevolume,n heraniufUhren und damit die Verkokung auf der Maschinen- und der Kokaseite in etwa einander anzupassen. Solche dünnen Ofenkammerwände sind jedoch aus strukturellen Gründen nachteilig. Sie Erfindung sohlägt hler nun vor, die Ofenkammerwände auf der Koksseite, und «war von der Linie B-B an, ausschließlich aus Steinen hohen apealfisohen Gewichtes oder auch aus solchen unterschiedlichen Gewichtes hereuateilen, wogegen die Wände auf der Maschlnenseite einheitlich aus Steinen geringes spenifIschen Gewichtes bestehen sollen· Auf diese Welse wird auch bei einheitlicher Wandatärke dem größeren

j .i

Kohlevolumen auf der Koke β ei te mehr Warne sugefUhrt, so daß der Yerkokungavorgang hier dem auf der Masohinenselte angeglichen wird.

- 11 -

109836/0019

«AD ORIGINAL

Claims (4)

Essen, den 29. Hoyember 1967 K 4245/5a Vo./Sch. Patentansprüche

1. HoriBontalkoksofenbatterie, bestehend aus einer Ansahl von Ofenkammern und jeweils zwischen diesen-angeordneten HelBwänden, wobei letztere aus die Ofenkammern begrensen- ' den Ofenkammerwänden und von diesen eingeschlossenen und Heizzüge bildenden Querwänden bestehen, dadurch gekennzeichnet, daS die Ofenkaimerwände aus feuerfesten Steinen unterschiedlichen spezifischen Gewichtes susammengeaetst sind.

2. Horisontalkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft die Ofenkamaerwände ia Bereich der leteten Heissüge ausschließlich oder vorwiegend aus Steinen huheren speiifisohen Gewichtes bestehen, während jeweils zwischen dem letzten Heissug und dem Ankerständer ausschließlich oder vorwiegend Steine niedrigeren apeslfischen Gewichtes vorgesehen sind.

3. Horisontalkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi der untere Seil der OfenkanmerwM&de ausschließlich oder vorwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen^ Gewichtes, der obere Teil ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes besteht.

-.12-

109836/0019

N
29.11.67

4. Horizontalkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkarnmerwände auf der'
Maechinenaeite ausschließlich oder überwiegend aus
Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes, auf der Kokeseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes bestehen.

109836/001 9

6AD ORIGINAL

L e e r s e 11 e