DE1952621C3 - Verankerung für vertikale Regenerativ-Verkokungsofenbatterien - Google Patents

Description

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Ankerständer angeordnet und gegenüberstehende Ankerständer untereinander mit Eisenträgern oder Stäben, die als Anker dienen, verbunden. Solche Anker werden gewöhnlich in Höhe der Ofendecke und auch in der Grenze zwischen Schamotte-Unterbau und Silika-Oberteil eingezogen. Die Anker können im Ofenbauwerk verbleiben oder sie können, wenn sie als Hilfsanker gedacht sind, nach dem Anheizen aus dem Bauwerk herausgezogen werden. Zusätzlich zu dieser Querverankerung wird auch noch eine Längsverankerung angeordnet. Diese besteht gewöhnlich aus Eisenträgern oder Stäben, die etwa in Höhe der Ofendecke angeordnet und in den Batterieköpfen verankert sind.

Abgesehen vom Drücken des Kokses sind jedoch während des Betriebs von der Verankerung, insbesondere von den Ankerständern normalerweise nur vergleichsweise geringe Kräfte aufzunehmen; jedenfalls wären sehr viel größere Kräfte aufzunehmen, wenn das Baumaterial bei der Betriebstemperatur eine merkliche Wärmeausdehnung und jede geringfügige, im Betrieb unvermeidliche Temperaturschwankung Abmessungsänderungen des Ofenbauwerkes zur Folge hätte.

Für Verkokungsofenbatterien ist eine verstärkte Verankerung bekannt (deutsche Patentschrift 1 240 813), bei der um das Ofenbauwerk geschlossene Kraftringe (besser Rechtecke) aus Ofengrundplatte, in dieser befestigten lotrechten Ankerständer und die oberen Enden der Ankerständer miteinander verbindenden, biegesteifen Trägern gelegt sind, wobei die Träger mit ihren Unterteilen in der heißen Ofendecke liegen und die Oberteile luftgekühlt sind. Dabei wirkt die durch die ungleichmäßige F.rwärmung hervorgerufene Verformung der Träger der durch die Einspannung an den Enden hervorgerufenen Verformung entgegen, und es wird eine angenähert glc.chmäßige Verteilung des von den im Unterteil auf etwa 300 ' C und im Oberteil auf etwa 80° C erhitzten Trägern auf die Heizwündc ausgeübten Druckes erreicht.

Die Ankerständer und die Träger sind dabei durch Federn verbunden, die zweckmäßig gemäß deutscher Patentschrift 1 421 020 als hydraulische Federn ausgebildet werden.

Über den Ankerständern zur Versteifung ein Gitterwerk anzuordnen, ist aus der französischen Patentschrift 1 321 04? bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die an sich vorteilhafte Anordnung des Regeneratorbauwerkes über den Ofenkammern zu ermöglichen und dabei den erforderlichen guten Wärmeübergang und die ebenso erforderliche Stabilität des gesamten Bausvcrkcs einzuhalten, d. h. m.a.W. trotz der größeren Belastung keine breiteren als die üblichen Steine zum Aufbau der Heizwändc zu verwenden.

Die Lösung der Aufgabe liegt in der Anwendung von den vorstehend aufgeführten Baustoffen mit größerem Wärmeübergang und mit größerer Festigkeit als Silikamatcrial.

Die bei den unvermeidlichen Temperaturschwankungcn auftretenden Dilatationen und Kontraktionen des verwendeten Materials sind jedoch nur durch eine besondere Gestaltung der Verankerung der batterie zu beherrschen.

Es wird eine neue Verankerung für vertikale Regcnerativ-Vcrkokungsofenbattericn mit über der Batteriedecke errichteten Regeneratoren vorizeschlaecn.

die im heißen Teil aus einem Material mit im Tempercturgebiet des Betriebes der Batterie a.inähernd stetig ansteigender WärmeaHsderinung besteht, mit um das Batteriebauwerk gelegten geschlossenen, mittels Federn elastisch gehaltenen Kraftrechtecken aus Batteriefundamentplattc, in dieser befestigten lotrechten Ankerständern und die oberen Ende» der Ankerständer verbindenden biegesteifen Querankern.

ίο Das Kennzeichen der erfindungsgemäßen Verankerung besteht darin, daß die Queranker mit ihren Unterteilen im Oberteil des Regeneratorbauwerkes angeordnet und ihre Oberteile frei liegen und luftgekühlt sind.

t5 Als Baustoff für den heißen Teil des Ofenbauwerkes kommen dabei Magnesit, Chrommagnesit, Korund, Mullit Sillimanit und Baustoffe in Frage, die Siliziumcarbid, Zirkonoxid, Zirkonsilikate, Thoriumoxid und Titanoxide enthalten. Besonders günstig verhält sich eisenarmes Magvsit.

Dabei können die Federn, die die Ankerständer mit den Ouerankern innerhalb der Kraftrechtecke verbinden, als zentral gesteuerte Federn ausgebildet sein.

Die vorstehend aufgeführten Baustoffe haben bei 1500⁰C räumliche Wärmeausdehnungen in der Größenordnung von 0,7 bis 2,1 %>, Magnesit hat bei 1100⁰C eine kubische Wärmeausdehnung von 1,4% und sie steigt bis 1800° C an auf etwa 2,6%. Die erfindungsgemäß installierten Queranker nehmen in ihren im Regeneratorbauwerk liegenden Unterteilen etwa 150⁰C an, während die freiliegenden Oberteile, die durch die Außenluft gekühlt werden, etwa 80° C annehmen. Über den Ankerständern kann dabei ein Gitterwerk zur Versteifung angeordnet werden. Man kann auch Träger aus Eisenbeton verwenden.

Die Erfindung wird beispielsweise durch die F i g. 1 bis 4 erläutert.

F i g. 1 ist ein vertikaler Querschnitt durch einen Block der erfindungsgemäßen Verkokungsöfen nach der Linie I-I durch F i g. 2;

F i g. 2 ist ein vertikaler Längsschnitt, durch F i g. 1 nach der Linie H-II;

Fig.3 ist ein vertikaler Längsschnitt durch Fig. 1 nach der Linie III—IIIς

Fig.4 ist ein vertikaler Querschnitt durch den Ofenblock entlang der Linie IV-IV durch F i g. 3.

1 ist der Cfenblock, der beispielsweise aus Magnesitstcincn errichtet ist, 2 sind die Kammeröfen mit den Füllschächten 3 und der hydraulisch betriebenen Vcrschlußklappe4. Die Hydrau'ikeinrichtungS besteht aus Zy'inder, Kolben und Betätigungsstange. 6 ist der Überleittrichler für den aus den Ofenkammein 2 abgezogenen glühenden Koks. 7 ist das Auffanggefäß ^riir den glühenden Koks mit der Kippvorrichtung 8 auf dem Fahrgestell 9. 10 sind Fahrschienen. 11 sind Entleerungsbunker für den Koks, 12 ist ein Transportband für den gclöschfcn Koks. 13 sind fio Fahrbahnlager, 14 sind Stahistüizen, auf denen das Ofenbauwerk ruht. 15 ist ein schwerer Stahlträger auf dem von den Stützen 14 gestützten tragenden Stahlrost für das Ofenbauwerk. 16 sind die Panzer, die den Abschluß der Heizwände nach unten bilden. 17 sind Ankerständer, die an den äußeren Enden der Träger 15 des Trngrostcs verankert sind. Sie sind durch die Stützkonstruktion 18 aus Gitterwerk versteift. Die oberen Enden der ecccnüberstehenden

Ankerstiinder 17 sind durch Queranker 19 über Druckfedern 20 verbunden. 19« sind Abstützfedern des Batteriebauwerks 1 gegen die Ankerständer 17. 21 sind die Dattcrieköpfe, welche rechtwinklig zu den Querankern 19 durch Längsanker 22 miteinander verbunden sind. Auch hierbei geschieh! die Kraftübertragung durch Druckfedern 49 und Abstützfedern 49 «. Die Queranker 19 liegen mit ihren Unterteilen im oberen Regeneratorabschluß, und sie werden im Betrieb etwa auf 120⁰C erwärmt. Die oberen Teile ragen über die Ofendecke hinaus, und sie bleiben luftgekühlt, wenn man sie etwa mit Gitterrosten überdeckt. Sie werden während des Betriebes auf etwa 8O¹C erwärmt. Die Druckfedern 47 drücken auf die Enden 46 der Queranker 19. Das Gitterwerk 18 sorgt dafür, daß trotz der erheblichen Kräfte, die zum Zusammenhalten des Mauerwerks erforderlich sind, die Ankerständer 17 nur geringfügige Ausbiegungen zeigen.

23 und 24 sind Sohlkanäic für die Zuführung der Brennmedien Schwachgas und Luft zu den Regeneratoren 25 und 26, bzw. zur Ableitung der verbrannten Abhitzegase zu einem Sammclkanal bzw. zum Kamin (nicht gezeichnet). Beispielsweise Abhitzegase. Brenngase (Schwachgas) und Luft führende Sohlkanäle und Regeneratoren sind mit A, G, L gekennzeichnet. 27 bis 30 sind Binderkanäle in den Heizwänden 31, die zwischen den Ofenkammern 2 angeordnet sind. Sie dienen wechselweise zur Versorgung der Heizzüge mit den in den Regeneratoren vorgewärmten Brennmedien Luft und Schwachgas und zur Ableitung der verbrannten Abhitzegase aus den Heizzügen. 32 ist der Füllwagen, der mit Rädern 33 auf Laufschienen 34 fährt. 35 ist das Lufl-Schwachgas-Ventil, mit dem die Zuführung von Luft und Schwachgas aus den Rcgencratorsohlkanälen 23, 24 zu den Heizzügen bewerkstelligt wird. 36 ist die Sammelleitung bzw. Vorlage für die aus den Ofenkammern 2 abziehenden Rohgase. 37 ist ein Starkgashahn zur Zuführung von Starkgas zu den Heizzügen. 38 ist ein gemeinsamer Sammclkanal, der über die Füllschacht 3 mit den Ofenkammern 2 einerseits

ίο und andererseits mit der Vorlage 36 verbunden ist, 39 sind Starkgaskanäle, die das Starkgas von den Starkgasbähnen zu den Heizzügen führen. 40 sind die unter den Heizzügen angeordneten Sammcl- und Verteilkanälc, mit denen die verbrannten Gase von den Gruppen der brennenden Heizzüge zu den Gruppen der nicht brennenden Heizzüge geleitet werden. 41 ist ein Abhitzekanal, der die verbrannten Abhitzegase vom Austritt aus den Regeneratorsohlkanälen 23, 24 zum Abhitzckanal 42 führt. 43 sind die Hohl-

ao binder in den Heizzügen mit den Durchtritlcn 44 von den Binderkanälen in die Heizzüge bzw. umgekehrt. 45 sind Starkgasdüsen. 48 sind die Umfassungmauern der Batterie.

Die Federn 19«, 20, 47, 49 und 49« können vor-

a5 teilhaft als hydraulische Federn ausgebildet werden Dabei weHen die einzelnen hydraulischen Fcdcrr zweckmäßig gruppenweise zusammengefaßt und vor einer zentralen Stelle aus mit Drucköl versorgt. Vor hier aus werden dann in gewisse» Zeitabständen di< vertikal wirkenden Federgruppen 47 kurzzeitig entla stet, damit das Bauwerk dem Druck der horizonta wirkenden Federgruppen 19 a, und 20 sowie 49 be verringerter Reibung leichter folgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

I 2 oxid, und es wird beim Ofenbau deshalb bevorzugt Patentansprüche: verwendet, weil es im Temperaturgebiet, in dem die öfen, z. B. die Verkokungsöfen, betrieben werden,

1. Verankerung für vertikale kegeneraüv-Ver- nämlich zwischen 800° und 1500°, auf Grund von kokungsofcnbatterien mit über dem Ofenbauwerk 5 Umwandlungen de;» Kristallgefüges des Quarzes nur errichteten Regeneratoren, die im heißen Teil aus geringfügige Wärmeausdehnung besitzt. Bei 800° einem Material mit im Temperaturgebiet des Be- beträgt seine kubische Ausdehnung etwa 1,2 bis triebs der Batterie annähernd stetig ansteigender 1,3 °/o und bleibt praktisch bis zur Erweichung kon-Wärmeausdehnung besteht, mit um das Ofenbau stant. Aus dieser Eigenschaft ergibt sich für den Bau werk gelegten geschlossenen, mittels Federn ela- io und Betrieb von öfen aus Silikamaterial der Vorteil, stisch gehaltenen Kraftrechtecken aus Batterie- daß man wohl beim Anheizen auf die Betriebstempefundamentplatte, in dieser befestigten, lotrechten ratur große Vorsorge für die Ausdehnung des Ofen-Ankerständem und die oberen Enden der Anker- bauwerkes treffen muß, daß aber darüber hinaus ständer miteinander verbindenden biegesteifen durch Wärmeausdehnung dem Zusammenhalt des Querankern, dadurch gekennzeichnet, 15 Ofenbauwerkes keine weiteren Gefahren drohen,
daß die Queranker (19) mit ihren Unterteilen im Nun ist aber der Wärmedurchgang von Silikamate-Oberteil des Regeneratorbauwerks (25, 26) an- rial nicht sehr günstig, und er beträgt für ein Material geordnet und ihre Oberteile luftgekühlt sind, mit 22% Porosität bei HOO⁰C 1,58 kcal/m. h.° C.

2. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch ge- Nach den vorstehenden Ausführungen bezüglich der kennzeichnet, daß die Verkokungsofenbatterie im ao Garungszeit von modernen Verkokungsöfen ergibt heißen Teil aus eisenarmem Magnesit oder einem sich das Problem des Wärmetransportes an die zu feuerfesten Material mit ähnlichen Wärmedeh- verkokende Kohle heran in ganz besonderem Maße, nungs- und Festigkeitseigenschaften errichtet ist. Die Forderungen der Industrie sind von Verko-

3. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch ge- kungsofenbatterien mit über der Batteriedecke erkennzeichnet, daß die Federn'19a, 20, 47, 49a) 35 richteten Regeneratorbauwerken n;ir zu erfüllen, innerhalb der Kraft rech tecke als hydraulische, wenn Baustoffe verwendet werden können, die
zentral gesteuerte Federn ausgebildet sind. a) einen größeren Wärmedurchgang und

b) eine größere Festigkeit
besitzen als Silikamaterial. Solche Materialien sind

30 bekannt. Als Beispiele seien genannt Magnesit,

Chrommagnesit, Korund, Mullit, Sillimanit, Siliziumcarbid sowie Zirkonoxid zusammen mit Siliziumdioxid, Thoriumoxid und Titanoxide enthaltende Matein der deutschen Offenlegungsschrifl 1951 136 ist rialien, deren Verwendung bei der Errichtung von eingehend der heiztechnische Vorteil geschildert, der 35 Verkokungsofenbatterien durchaus schon in Erwämit der Anordnung des Regeneratorbauwerkes über gung gezogen worden ist. Beispielsweise besitzt Maden Ofenkammern von Verkokungsofenbatterien er- gnesit, das im wesentlichen aus Magnesiumoxid nereicht wird. Diese Bauweise ist besonders für verti- ben geringen Beimengungen von Eisen-, Aluminiumkaie Verkokungsofenbaiterien geeignet. Dabei muß und Kalziumoxid sowie Quarz besteht, bei 1100⁰C jedoch dem Umstand Rechnung getragen werden 40 eine Wärmedurchgangszahl von 2,8 bis 3,1 kcal/ daß nun nicht nur der Druck der Batteriedecke von m.h.° C. Silika dagegen besitzt bei der gleichen dem Ofenbauwerk aufgefangen werden muß, sondern Temperatur nur eine Wärmedurchgangszahl von 1,58 der des gesamten Regeneratorbauwerkes, der um ein kcal/m.h.° C.

Vielfaches stärker ist als der von der Batteriedecke In der deutschen Patentschrift 1 922 930 ist eine

allein. Das ist auch der Fall, wenn ein relativ leichtes 45 Verkokungsofenbatterie beschrieben, deren Mauer-Regeneratorbauwerk, z. B. ein solches nach der deut- werk aus verdichteten Magnesitsteinen errichtet ist, sehen Patentschrift 1 226 073 auf der Batteriedecke wobei insbesondere die Läufersteine der Heizwände errichtet wird. Dem verstärkten Druck, der sich ei- der Ofenkammern eine Dicke von 50 bis 65 mm benerseits günstig auf den Zusammenhalt des Bauwer- sitzen.

kes auswirkt, muß andererseits unter anderem durch 50 Nun besitzen aber Magnesia und die anderen vordie Wahl entsprechend größerer Breitenabmessungen stehend aufgeführten Baustoffe im Gegensatz zu SiIides Heizwandverbandes Rechnung getragen werden. kamaterial im Gebiet der Betriebstemperatur von Dadurch wird nun der Wärmeübergang ungünstig Verkokungsöfen zumindest bis 1500⁰C einen stetig beeinflußt, was den heutigen Bestrebungen nach kur- ansteigenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten, zen Betriebszeiten zuwiderläuft. Kurze Betriebszeiten 55 Damit entfallen aber die Vorteile, die die Verwensetzen höheren Wärmeübergang voraus und damit dung von Silikamaterial mit sich bringt,
verminderte Breitenabmessungen der Heizwandver* Deshalb erfordert die Verwendung von Baustoffen bände. Das Verlangen der Industrie nach kurzen Be- mit einer thermischen Ausdehnung, die im Betriebstriebszeiten einerseits ist mit herkömmlichen Mitteln temperaturgebiet symbat mit der Temperatur geht, mit dem Verlangen andererseits nach verbesserten 60 eine Bauweise, die namentlich bezüglich der Vcran-Strömungsverhältnissen für die Heizgase durch An- kerung von der herkömmlichen abweicht.
Ordnung des Regeneratorbauwerks über der Batterie- Um Ofenbauwerken, deren thermisch weniger bedecke nicht in Einklang zu bringen. anspruchte Teile z. B. aus Schamotte und deren ther-

Bei dem Bau der heutigen Verkokungsotenbatte- misch hoch beanspruchte Teile aus Silikamaterial errien wird für die durch hohe Temperatur bean- 65 richtet sind, während der Anheiz- und Ausdchnungsspruchten Teile Silikamaterial verwendet. Silika be- periode und beim Betrieb den notwendigen Zusamsteht im wesentlichen aus Quarz neben Beimengun- menhalt zu geben, werden längs der Batterie zu bei- *en von Aluminium-. Titan-. Eisen- und Kalzium- den Seiten in der Grundplatte verankerte lotrechte