DE2019078A1 - Process for increasing the throughput of coke ovens - Google Patents
Process for increasing the throughput of coke ovensInfo
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- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
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Description
20.4.197ο Pr/Pl.20.4.197ο Pr / Pl.
Verfahren zur Steigerung der Durchsatzleistung von KoksöfenProcess for increasing the throughput of coke ovens
Koksöfen mit hoher Durchsatzleistung benötigen zur Ausgarung des Kokses bei Heizzugtemperaturen von 12oo - 14oo°C 16 - 2o Stunden. Eine weitere Steigerung des Durchsatzes der Koksöfen ist sehr erwünscht, wird jedoch vielerorts abgelehnt, weil "diese Steigerung nach dem heutigen Stand der Technik nur durch eine Erhöhung der Heizzugtemperatur zu erreichen ist. Eine Erhöhung der Heizzugtemperatur auf z. B. über 14oo°ö bedingt jedoch eine erhebliche Erschwerung des Betriebs durch die höhere Abstrahlung. Da die bekannten Ausmauerungen aus Schamotte- und Silika-Steinen dieser Beanspruchung nur eine kürzere Zeit standhalten, ist überdies mit einer kürzeren Lebensdauer der Öfen zu rechnen. Das bedeutet, daß die so erreichte Steigerung der Durchsatzleistung nur mit einem erhöhten Ofenverschleiß erkauft werden würde.Coke ovens with a high throughput capacity need to be completely digested of the coke at heating draft temperatures of 1200-1400 ° C 16-2o hours. A further increase in the throughput of the coke ovens is very desirable, but is rejected in many places because "this increase according to the current state of the art can only be achieved by a Increasing the heating draft temperature is to be achieved. An increase in the heating draft temperature to z. B. over 14oo ° ö, however, requires one considerable complication of the operation due to the higher radiation. Since the well-known masonry made of fireclay and silica bricks can only withstand this stress for a short period of time, a shorter service life of the furnace can also be expected. That means that the increase in throughput achieved in this way would only be paid for with increased furnace wear.
Die Erfindung fußt auf der Überlegung, daß eine ohne anderweitige Nachteile erreichte Steigerung der Durchsatzleistung von Koksöfen nur erzielt werden kann, wenn anstelle der bisher üblichen Steinmaterialien wie Schamotte- und Silika-Steine, die eine V/ärmeleitfähigkeit bei 12oo°C von etwa 1 - 1,5 kcal/m χ Stunde χ 0C besitzen, die Ofensteine, also insbesondere die sog. läufer- und Bindersteine der Heizzüge, aus feuerfesten Steinen bestehen, die eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit besitzen.The invention is based on the consideration that an increase in the throughput of coke ovens achieved without any other disadvantages can only be achieved if instead of the previously common stone materials such as fireclay and silica stones, which have a V / thermal conductivity at 1200 ° C of about 1 - 1.5 kcal / m hour χ 0 C, the furnace bricks, in particular the so-called runner and binder bricks of the heating flues, consist of refractory bricks that have a much higher thermal conductivity.
109846/0660109846/0660
2019Q782019Q78
Die im Koksofenbau "bekannten feuerfesten Steine sind die Silikasteine, die zu über 9o <fi aus SiO2 bestehen, sowie die Schamotteund. Sillimanit-Steine, die im wesentlichen zu etwa 4o - 65 /= aus AIpO.,' und im übrigen aus SiO? und in allen Fällen aus Oxyden von Spurenelementen, wie insbesondere ITe2O,, MgO und CaO bestehen. Darüber hinaus sind Siliciumcarbid steine bekannt, die zu 5o c/> und darüber aus Siliciumcarbid bestehen. Die Wärmeleitfähigkeit eines 9o ^igen SiC-Steines liegt bei 13-15 kcal/mhC. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannten SiC-Steine, die neben SiO im wesentlichen Al2O-, und SiO2 enthalten, in Koksöfen unbrauchbar sind, da sie gegenüber Sauerstoff empfindlich sind, so daß es im Koksofen zu einer Rückbildung des SiO zu SiO2 und C und somit alsbald zum Zerfall des Mauerwerks kommt.The "known in Koksofenbau refractory bricks are the silica bricks which to 9o <fi consist of SiO 2, and the Schamotteund sillimanite bricks that essentially of from about 4o -. 65 / = from AIPO, 'and the rest of SiO. ? and consist in all cases of oxides of trace elements, such as ITe 2 O ,, MgO and CaO. In addition, silicon carbide stones are known that consist of silicon carbide to 5o c /> and above. The thermal conductivity of a 9o ^ igen SiC stone is 13-15 kcal / mhC. It has been shown, however, that the known SiC bricks, which in addition to SiO essentially contain Al 2 O and SiO 2 , are unusable in coke ovens because they are sensitive to oxygen that in the coke oven there is a regression of the SiO to SiO 2 and C and thus the masonry soon disintegrates.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man den Durchsatz von Koksöfen erheblich dadurch steigern kann, daß man die Verkokung der Kohle in Öfen durchführt, bei denen das die Verkokungskammer und Heizzüge und ggf. auch den Unterbau bildende Mauerwerk aus Steinen besteht, die nur etwa 1o - 45 i° SiO enthalten.It has now surprisingly been found that the throughput of coke ovens can be increased significantly by carrying out the coking of the coal in ovens in which the brickwork forming the coking chamber and heating flues and possibly also the substructure consists of stones that are only about 1o - Contains 45 i ° SiO.
Feuerfeste Steine, also Silikasteine, Schamotte-Steine und Sillimanit-Steine sind - sofern sie zusätzlich etwa 1o - 45 oß> SiC enthalten - im Koksofenbetrieb im Gegensatz zu SiC-Steinen mit einem SiC-Gehalt von 5o $ und darüber, form- und maßhaltig und besitzen eine bessere mechanische Festigkeit als Silika- und Schamotte-Steine ohne SiC-Gehalt, so daß für die Läufersteine ' der Heizzüge Stärken von etwa 5o - 65 mm genügen. Sie können sogar - falls dies statisch zu vertreten ist, noch schwächer ausgebildet sein, beispielsweise eine Stärke von 4o mm, stattdessen aber auch stärker und beispielsweise eine solche von 8o mm besitzen. Aus Gründen der Wärmedehnung kann es im übrigen zweckmäßig sein, daß auch das Mauerwerk des Unterbaus der Ofenkamraern aus den erfindungsgemässen Steinen erstellt ist.Refractory bricks, i.e. silica bricks, fireclay bricks and sillimanite bricks are - provided they also contain about 1o - 45 o ß> SiC - in coke oven operation in contrast to SiC bricks with a SiC content of 50 $ and above, form and dimensionally stable and have a better mechanical strength than silica and fireclay bricks without SiC content, so that thicknesses of around 50 - 65 mm are sufficient for the runner bricks of the heating flues. If this is statically justifiable, they can even be designed to be even weaker, for example a thickness of 40 mm, but instead also stronger and for example a thickness of 80 mm. For reasons of thermal expansion, it can also be useful that the masonry of the substructure of the furnace chambers is also made from the stones according to the invention.
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Eingehende Untersuchungen haben ergeben, daß eine Steigerung der Wärmeleitfähigkeit der Ausmauerung von Koksöfen über einen Wert von etwa 6,5 kcal/rah°C für den Ablauf der Koksgarung, insbesondere für die Koksqualität abträglich ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Wärmeleitfähigkeit der Kokskohle und der Verkokungsprodukte nicht groß genug ist, um ein beliebig grosses Angebot an Wärme genügend rasch aufzunehmen. Das Wärnieangebot der Ofensteine muß vielmehr dem Wärmeaufnahmevermögen der Ofenfüllung angepaßt sein. Erfindungsgemäß soll die Wärmeleitfähigkeit der Ausmauerung, insbesondere der Läufersteine einen V/ert von etwa 2,5 - 6,5, vorzugsweise 3-4,5 kcal/mh C besitzen.In-depth investigations have shown that an increase in the thermal conductivity of the lining of coke ovens over a value of about 6.5 kcal / rah ° C for the coke fermentation process, in particular is detrimental to the quality of the coke. This is due to the fact that the thermal conductivity of the coking coal and the coking products is not large enough to absorb any amount of heat quickly enough. The heat offered by the stove bricks must rather be adapted to the heat absorption capacity of the furnace filling be. According to the invention, the thermal conductivity of the lining, In particular, the runner stones have a value of about 2.5 - 6.5, preferably 3-4.5 kcal / mh C.
Als feuerfeste Steine, die besonders für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet sind, kommen also Läuferund Bindersteine in Frage, die zu 4o - 65 $> aus Al2O,, im übrigen aus SiOp und Oxyden von Spurenelementen bestehen und zusätzlich 1o - 45 i°i vorzugsweise 2o - 4o fo Siliciumcarbid enthalten. In technischen Versuchen konnte bereits bestätigt werden, daß dieses Steinmaterial sowohl heizzugseitig als auch kammerseitig den in Koksöfen auftretenden Belastungen, insbesondere den Einwirkungen von Sauerstoff,aber auch von festem Kohlenstoff, Dampf und gasförmigen Kohlenwasserstoffen standhält.As refractory bricks, which are particularly suitable for carrying out the inventive process, so come rotor and tie stones in question to 4o - made $ 65> of Al 2 O ,, in the rest of SIOP and oxides of trace elements and additional 1o - 45 i ° i preferably contain 2o - 4o fo silicon carbide. In technical tests it has already been confirmed that this stone material can withstand the stresses occurring in coke ovens, in particular the effects of oxygen, but also of solid carbon, steam and gaseous hydrocarbons, both on the heating draw side and on the chamber side.
Die nachfolgende Tabelle zeigt die bisherigen Daten für die Beurteilung des Wertes eines 4o $igen SiC-Steines, insbesondere für den Koksofenbetrieb.The following table shows the previous data for assessing the value of a 40% SiC brick, in particular for coke oven operation.
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JFeuerfest-Stein mit 4o Iq SiORefractory brick with 4o Iq SiO
1° . 0,08 1 °. 0.08
, * 24,5, * 24.5
Fe2O3, io 0}3 Fe 2 O 3 , io 0} 3
Al2O3, ic 36$4 Al 2 O 3 , ic 36 $ 4
SiC, io 33jO SiC, io 33jO
Druckfeuerbeständigkeit ca. 182oPressure fire resistance approx. 182o
WärmeleitfähigkeitThermal conductivity
bei 5oo°C, kcal/rah°C 4,5at 500 ° C, kcal / rah ° C 4.5
11 1ooo«f » " 4,2 11 1ooo " f ""4.2
» » 4,o»» 4, o
V/är me d e hnungV / arm extension
bei 5oo 0C, io o,2at 500 0 C, io o, 2
" I000 " o,5"I000" o, 5
11 Hoo " o,65 11 Hoo "o, 65
Raumgewicht, g/cm 2,5Volume weight, g / cm 2.5
Porosität, <f» 9 -Porosity, <f » 9 -
Kaltdruckfestigkeit, kg/cm 400 - 5ooCold compressive strength, kg / cm 400-5oo
Die beigefügte Zeichnung zeigt eine Aufsicht auf einen waagerechten Schnitt durch 2 Heiazüge verschiedener Bauart. Die Ziffern 1 kennzeichnen in den Fig. I und II die sogenannten Läufersteine, die gleichzeitig je eine Wand für die rechts und links anschliessende Koksofenkammer bilden. Ziffer 2-kennzeichnet die Binder, die eine Abstützung der Heizzugwände bewirken. Die Formen der Steine gemäss Fig.I und II sind, wie man sieht, verschieden· Derartige unterschiedliche Formen sind bekannt und nicht unmittelbarer Gegenstand der Erfindung. Wie man sieht, sind die Steine durch Nut und Feder zusammengehalten. Die Fugen zwischen· den Steinen sind mit feuerfesten Bindemitteln verfüllt.The attached drawing shows a plan view of a horizontal one Section through 2 heating trains of different designs. The numbers 1 in Figs. I and II denote the so-called runner stones, which at the same time each form a wall for the right and left adjoining coke oven chamber. Number 2 - denotes the tie, which provide support for the heating draft walls. The shapes of the stones according to Fig. I and II are, as you can see, different. Such different shapes are known and are not the immediate subject of the invention. As you can see, they are Stones held together by tongue and groove. The joints between the stones are filled with refractory binders.
Eine Ofenkammer mit einer Kammerbreite von 450 mm wurde mit Feuerfest-Steinen mit einem Zusatz von 40 % Siliciumcarbid der vorstehenden Tabelle mit einer Wandstärke von 58 naa ausgekleidet. In dieser Kammer wurde eine Kokskohle mit 24,8 fo Flüchtigen Bestandteilen (9 fo Wassergehalt) bei einer Heizzugtemperatur von 13000C verkokt. Bereits nach 7 Stunden war die Garung des Kokses abgeschlossen. Der gedrückte und gelöschte Koks enthielt noch 0,06" % Flüchtige Bestandteile.A furnace chamber with a chamber width of 450 mm was lined with refractory bricks with an addition of 40% silicon carbide from the table above with a wall thickness of 58 mm. In this chamber a coking coal 24.8 fo volatile matter (9 fo water content) was coked at a Heizzugtemperatur of 1300 0 C. The coke had already been cooked after 7 hours. The pressed and quenched coke still contained 0.06 % volatile matter.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4565605A (en) * | 1982-03-19 | 1986-01-21 | Bergwerksverband Gmbh | Heating wall for coke-oven battery |
WO1997005215A1 (en) * | 1995-08-01 | 1997-02-13 | Bhp Refractories Pty. Ltd. | Coke oven |
-
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- 1970-08-14 FR FR7030080A patent/FR2092209A5/fr not_active Expired
- 1970-09-08 GB GB4294570A patent/GB1283622A/en not_active Expired
- 1970-09-09 JP JP7856070A patent/JPS4949161B1/ja active Pending
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WO1997005215A1 (en) * | 1995-08-01 | 1997-02-13 | Bhp Refractories Pty. Ltd. | Coke oven |
GB2319595A (en) * | 1995-08-01 | 1998-05-27 | Bhp Refractories Pty Ltd | Coke oven |
GB2319595B (en) * | 1995-08-01 | 1999-11-17 | Bhp Refractories Pty Ltd | Coke oven |
US6066236A (en) * | 1995-08-01 | 2000-05-23 | Bhp Refractories Pty. Ltd. | Coke oven wall with a plurality of flue cavities |
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Publication number | Publication date |
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DE312213C (en) |
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |