DE1671331B2 - Horizontalkoksofenbatterie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Horiz< ■■ .talkoksofenbatterie, welche in üblicher Weise aus einer Anzahl von Ofenkammern und jeweils zwischen diesen angeordneten Heizwänden besteht, wobei letztere wiederum Zusammengesetz'· sind aus die Ofenkammern begrenzenden Ofenkammerwänden und von diesen eingeschlossenen und Heizzüge bildenden Querwänden. So

Auf der Suche nach einem Weg, den Durchsatz einer Horizontalkoksoi enbatterie zu erhöhen, ist auch vorgeschlagen worden, die Ofenkammerwände aus Silikasteinen relativ hohen spezifischen Gewichtes (etwa 1,92) herzustellen, während bisher Steine vergleichsweise niedrigen spezifischen Gewichtes (etwa 1,60) verwendet wuiden. Nachteilig an einer aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes hergestellten Ofenkammerwaad sind in erster Linie die beträchtlich höheren Kosten einer solchen Wand, verglichen mit den Kosten einer aus Gneinen niedrigeren spezifischen Gewichtes bestehenden Wand.

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 auch dickere Wände erforderlich sind.

ττ-η die vorstehend beschriebenen Nachteile zu veröden seh^t die Erfindung vor, daß die Ofen-. _ 'ärd- Ά feuerfesten Steinen unterschiedli-^Kh"nⁿinc>if.sehen Gewichtes zusammengesetzt sind.

c „? Herartl abbildete Oftnkammerv.and hat , ^ '.;· j;p, .-ine beträchtlich höhere Verkor^eschwindkkcu erzielt werden kann als bei '""-w^y-.nd uus Steinen ausschließlich niedrigeren ^1;";'.ϊ;ί:.^ν-]Τ.--_η'Gewichtes. Die Verkokungsgeschwindig- ^^ -onnv hierbei fast an die einer ausschließlich o-".'-¹ Steinen höheren spezifischen Gewichtes heran. ^a·^'· -1" andern Seite ist aber eine Ofenkammer-'-mV Vemäß der Erfindung nicht wesentlich teurer -VTdi^'s kleineren Steinen.

"" _D,r,. vpivra einer Wand aus Steinen unterschiedli-,, ' ^LV,',..',!fischen Gewichtes kann sehr vielgestaltig

^ So ^s- es möglich, daß die Ofenkammerwände "^>w!i.''>..^OrHe¹I Lagen bestehen, welche abwecholnd -'us feuerfesten Steinen höheren und niedri- ; s-ezi'isc'- ': Gewichtes zusammengesetzt sind. ="- V'innen' ferner die horizontalen Steinlagen der Oferk-inmcreändc feuerfeste Steine sowohl höheren als auch niedrigeren spezifischen Gewichtes aufwei-

^SC G maß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ofenkammerwände im Bereich •icHetzten Heizzüge ausschließlich oder vorwiegend uus Steinen höheren spezifischen Gewichtes bestehen wälvcnd jeweils zwischen dem letzten Heizzug und dem Ankerständer ausschließlich oder vorwiesend Steine niedrigeren spezifischen Gewichtes vorgesehen sind. .

Es kann ferner vorgesehen sein, daß der untere Teil der Ofenkammerwände ausschließlich oder vorwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes der obere Teil ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes be-

Sciiließlich ist es auch möglich, daß die Ofen-, kammerwände auf der Maschinenseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes, auf der Koksseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes bestehen. .

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie der damit erzielten Vorteile sind im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben, welche einige der zahlreichen möglichen Ausführungsformen darstellen. Es

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Heizwand,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsfwrm der Heizwand,

F i g. 3 verschiedene Anordnungen von Steinen in einer Heizwand,

Fig.4 einen teilweisen Horizontalschnitt 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,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht eines Heizwandendes,

F i g. 8 einen teilweisen senkrechten Schnitt durch eine Ofenkammer und

Fig.9 einen Horizontalschnitt durch eine Ofenkammer mit zugehörigen Heizwänden.

Die Heizwand 11 einer Koksofenbatterie besteht aus zwei Ofenkainmerv.änden, von denen in Fig. I nur die Wand 13 eingezeichnet ist, sowie aus dazwischenliegenden Querwänden 15 und 17. Durch letztere werden die Heizzüge 19 gebildet.

Die Ofenkammerwand 13 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 21 b bezeichnet sind. Das spezifische Gewicht der schwereren Steine kann etwa 1,92 betragen, das der leichteren etwa 1,60 bis 1,76. In der nächsthöheren Lage 23 befinden sich ausschließlich Steine niedrigeren spezifischen Gewichtes. Die folgende Lage 25 weist wiederum abwechselnd nebeneinander angeordnete Steine 25 α und 25 b von hohem bzw. niedrigem spezifischen Gewicht auf. In dem darge- 2ü stellten Ausschnitt der Ofenkammerwand folgt dann wieder eine Lage 27 von Steinen niedrigen spezifischen Gewichtes und schließlich eine Lage von Steinen 29 α und 29 b mit hohem bzw. niedrigem spezifischen Gewicht.

Die Ofenkammerwand 31 gemäß F i g. 2 ist etwas anders aufgebaut, "ind zwar weist hier jede Lage ausschließlich feuerfeste Steine desselben spezifischen Gewichtes auf. So bestehen die Lagen 33. 37 und 41 au' Steinen hohen spezifischen Gewichtes, die La^en 35 und 39 dagegen aus Steinen niedrigen spezifischen Gewichtes.

In Fig. 3 sind mehrere Möglichkeiten der Anordnung feuerfester Steine unterschiedlichen spezifischen Gewichtes in Ofenkammerwänden dargestellt. Die Anordnung A entspricht der gemäß Fig. 2, die AnordnungB der gemäß Fig. 1. Selbstverständlich ist die Erfindung aber nicht auf diese Anordn-ig sowie die Varianten C, D und E beschränkt, vielmehr sind auch noch andere, für den Fachmann unschwer zu schaffende Kombinationen möglich.

Bei der in Fig.4 abgebildeten Ofenkammer 43 sind die Kammerwände 46 in der bisher üblichen Weise aus Steinen 45 und 47 einheitlichen spezifischen Gewichtes aufgebaut. Dementsprechend ist auch der Wärmedurchgang durch die Ofenkammerwände einheitlich, so daß die plastischen Zonen 49 und 51, die von den Wänden zur Mitte der Ofenkammer wandern, im wesentlichen glatte, senkrechte Ebenen bilden. Zwischen den plastischen Zonen 49 und 51 befindet sich die Kohle, die noch nicht genügend erhiut ist, um zu erweichen, während zwischen den Ofenkammerwänden 46 und den plastischen Zonen die Kohle bereits verkokt ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Ofenkammerwände bewirken dagegen einen uneinheitlichen Wärmedurchgang, wodurch auch ungleichmäßige plastische Zonen erzeugt werden. Dies ist in F i g. 5 veranschaulicht, in der Hie Ofenkammer mit 53 und die Ofenkammerwände mit 55 und 57 bezeichnet sind. Letztere sind entsprechend der Ausführung Δ in der Fig. 3 aufgebaut, d.h. es sind abwechselnd Lagen feuerfester Steine 59 v.)ii hohem spezifischen Gewicht und solcher 61 von niedrigem spezifischen Gewicht übereinander angeordnet Da nun die Wärmeleitfähigkeit der Steine hohen spezifischen Gewichtes größer ist als die der Steine niedrigen spezifischen Gewichtes, gelangt durch die erstgenannten mehr Wärme an die Kohle, und dementsprechend ist dort auch die Verkokungsgeschwindigkeit größer als im Bereich der Steine niedrigen spezifischen Gewichtes. Das hat wiederum zur Folge, daß in der Ofenkaininer 53 die plastischen Zonen 63 und 65 wellenförmig, in der Art von Sinuskurven ausgebildet sind. Eine solche plastische Zone 65 ist auch in Fig. 2 perspektivisch dargestellt.

Fig.6 zeigt einen Teil der Ofenkammerwand 57 der plastischen Zone 65 und einer der plastischen Zone zugeordneten Isotherme 73: Daraus 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 Scheitelpunkte 67 der plastischen Zone. Es ist ferner ersichtlich, daß die Wärmevektoren 76 vermutlich von der plastischen Zone nicht parallel ausgehen. Die wirksame Wärmeübertragungsfläche an die noch unverkokle Kohle ist also infolge der wellenförmigen Ausbildung der plastischen Zone 65 und der Isotherme 73 in der erfindungsgemäß ausgebildeten Ofenkammer größer als in den bisherigen Ofenkammern. Man kann damit rechnen, daß eine wellenförmige plastische Zone mindestens 8°« mehr Wärme per Zeiteinheit überträgt als eine ebene. Das bedeutet aber, daß eine aus Steinen hohen und niedrigen spezifischen Gewichtes hergestellte Ofenkammerwand nahezu die gleiche Wirkung hat wie eine ausschließlich aus Steinen hohen spezifischen Gewichtes bestehende, wobei der Aufwand für eine aus Steinen unterschiedlichen spezifischen Gewichtes erbaute Wand jedoch nur etwa die Hälfte beträgt. In den meisten Fällen wird allein die Steigerung der Wärmeübertragung so bedeutsam sein, daß sie die zusätzlichen Kosten für die benötigten schweren Steine überwiegt.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ofenkammerwand 13 wird eine plastische Zone 77 und dementsprechend auch eine Isothermenfront entstehen, die hügclförmige Erhebungen 78 gegenüber jedem Stein 21 a, 25« und 29« aufweist. Wenn diese plastische Zone und die von der anderen Ofenkammerwand heranrückende (nicht gezeichnet) aufeinandertreffen, so geschieht dies in bestimmten kleinen Kontaktzonen, im Gegensatz zu den durchlaufenden horizontalen Kontaktlinien bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2.

Die bei den Ausfühnmgsformen C, D und E der F i g. 3 sowie anderen denkbaren Formen entstehenden plastischen Zonen und Isothermen lassen sich an I !and der beispiele gemäß F i g. 1 und 2 unschwer ermitteln.

F i g. 7 zeigt das Ende einer Heizwand 79, bei der die Steine, \vJche die letzten Heizzüge 81 und 8ΐ α bilden, von hohem spezifischen Gewicht sind. Dagegen haben die Steine £3 zwischen dem Heizzug 81 und dem Ankerständer 85 ein niedriges spezifisches Gewicht, um die Wärmeübertragung an dem Ankerständer möglichst gering, die an die zu verkokende Kohle aber möglichst hoch zu halten.

Die Ofenkammerwand 87 gemäß F i g. 8 besteht in ihrem oberen Teil 89 oberhalb der Linie A-A ausschließlich aus Steinen hohcu spezifischen Gewichtes und in ihrem unleren Teil aus Steinen niedrigen spezifischen Gewichtes oder solchen verschiedenen spezifischen Gewichtes. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine größere Verkokungsgeschwiiidigkeit in einer Zone der Ofenkammer erzielt wird, in der im

allgemeinen die Verkokungsgeschwindigkeit geringer ist. Sonst gelangt nämlich weniger Wärme in den oberen Bereich der Ofenkammer, als im unteren zur Verfügung steht, so daß die Verkokung der Kohle oben längere Zeit in Anspruch nimmt.

F i g. 9 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine Ofenkammer 93 und die benachbarten Heizwände 95 und 95 a. Diese Ofenkammer ist in bekannter Weise sich von der Maschinenseite (unterer Teil in F i g. 10) zur Koksseite (oberer Teil) erweiternd ausgebildet. Häufig werden die Ofenkammerwände im Bereich der Koksseite dünner ausgeführt, um mehr Wärme an das dort vorhandene größere Kohlevolumen heranzuführen und damit die Verkokung auf der Maschinen- und der Koksseite in etwa einander anzupassen. Solche dünnen Ofenkammerwändc sind jedoch aus strukturellen Gründen nachteilig. Die Erfindung schlägt hier nun vor, die Ofenkammerwände auf der Koksseite, und zwar von der Linie B-B an, ausschließlich aus Steinen hohen spezifischen Gewichtes oder auch aus solchen unterschiedlichen Gewichtes herzustellen, wogegen die Wände auf der Maschinenseite einheitlich aus Steinen geringen spezifischen Gewichtes bestehen sollen. Auf diese Weise wird auch bei einheitlicher Wandstärke dem größeren Kohlevolumen auf der Koksseite mehr Wärme zugefühit, so daß der Verkokungsvorgang hier dem üiif der Maschinenseite angeglichen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Horizontalkoks of enbatterie, bestehend aus einer Anzahl von Ofenkammern und jewei!·= zv.:- ;> sehen diesen angeordneten Heizwänden, v-^be! letztere aus die Ofenkammem begrenzen-·^ Ofenkammerwänden und von diesen eingeschlossenen und Heizzüge bildenden Querwänden bestehen, dadurch gekennzeichnet, uu>.) die Ofenkammerwände aus feuerfesten Me>nen unterschiedlichen spezifischen Gewichte:, zusammengesetzt sind.

2. Horizontalkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die de:;-kammerwände im Bereich der letzten Heizzüge ausschließlich oder vorwiegend aus Steinen Innren spezifischen Gewichtes bestehen, während jeweils zwischen dem letzten Heizzug und dem Ankerständer ausschließlich oder vorwiegend Sieme niedrigeren spezifischen Gewichtes vorgesehen sind.

3. Horizontalkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Ofenkammerwände ausschließlich oder vorwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes, der obere Teil ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezitischen Gewichtes besteht.

4. Horizontalkoksofenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ot'e kammerwände auf der Maschinenseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen niedrigeren spezifischen Gewichtes, auf der Koksseite ausschließlich oder überwiegend aus Steinen höheren spezifischen Gewichtes bestehen.