DE2050153A1 - Steuerung der Verbrennungsmittelzu- und -abfuhr bei regenerativ beheizten Koksofenbatterien - Google Patents

Description

Dr. W. P. Radt

Dipl.-Ing. E. E. Enkener Dr. C. Otto & Comp. GmbH

Dipl.-Ing. W. Ernesti ^_{630 Bocllum}

Pält

Patentanwälte

463 Bochum

Heinridi-Könlg-Straße 12 FernspreAer 415 50, 4 23 27 Telegrammadresse: Radtpatent Bochum

WPR/SG
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Steuerung der Verbrennungsmittelzu- und -abfuhr bei regenerativ beheizten Koksofenbatterien

Untersuchungen der letzten Jahre haben besonders deutlich gemacht, daß die für die Durchführung des Verkokungsvorganges erforderliche Wärme unmittelbar nach dem Füllen der öfen am größten ist und danach ziemlich stark abfällt, um am Ende der Garungszeit Werte anzunehmen, die nur einen Bruchteil der anfangs benötigten Wärmemenge betragen. Bei der bisher üblichen gleichmäßigen Wärmezufuhr zu den Heizwänden einer Eoksofenbatterie wirkt sich das so aus, daß gegen Ende der Garungszeit die äußeren Schichten des Kokskuchens eine Temperatur annehmen, die höher ist als diejenige, welche für die Ausgarung des Kokses erforderlich ist,und jedenfalls erheblich höher als die Temperatur, die die in der Mittelebene der Kammer liegenden, beim Drücken des Ofens genügend entgarten und verfestigten Koksschichten annehmen. Die Kammerwand nimmt dabei entsprechend höhere Temperaturen an, und es besteht die Gefahr, daß bei forcierter Beheizung diejenigen Temperaturen überschritten werden, die den zulässigen Höchstwerten entsprechen, denen das Steinmaterial noch gewachsen ist. Es findet dabei eine Wärmespeicherung in den Wänden statt, denen eine Entspeicherung nach dem Einfüllen der Kohle entspricht.

Andererseits ist es seit Jahrzehnten allgemeine Übung, die sogenannte Ausstoßungsfolge beim Betrieb einer

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Koksofenbatterie so zu wählen, daß die "beiden Nachbaröfen eines zu stoßenden Ofens sich annähernd auf halber Garungsstufe befinden. Das hat zur Folge, daß von der in einer Heizwand erzeugten Wärme der größere Teil für die Aufheizung der Kohle in einer gerade gefüllten Kammer zur Verfügung steht und der Wärmefluß zu der anderen Kammer geringer ist.

Abgesehen von dem Ausgleich der Wärmelieferung hat eine Reihenfolge der Koksausstoßung, bei der die beiden Nachbaröfen eines zu stoßenden Ofens sich annähernd auf halber Garungsstufe befinden, den Vorteil, daß die schädigenden Wirkungen, die beim Einsetzen treibender Kohle auftreten, sich nicht so stark auswirken können, als wenn etwa die öfen in der Reihenfolge 1, 2, 3? 4-, 5 ... gedrückt werden. Bei der letztgenannten Ausstoßfolge schließen sich an den Ofen, in dem der Treibdruck der Kohle gerade am größten ist, fortlaufend öfen mit immer weiter abklingendem Treibdruck an. Bei Anwendung eines solchen Fahrplanes auf öfen, in denen treibende Kohle zur Verarbeitung gelangt, ist vielfach beobachtet worden, daß die nach dem einen Batteriekopf zu liegenden Kammerwände Risse und klaffende Fugen aufweisen, während dies bei den nach dem anderen Batteriekopf zu liegenden Wändeinicht der Fall ist.

Es ist bereits erörtert worden, unter der Voraussetzung, daß Kohle zur Verarbeitung gelangt, die keinen nennenswerten Treibdruck erzeugt, Fahrpläne anzuwenden, bei denen benachbarte Ofenkammern sich etwa in gleichem Garungszustand befinden und dabei die Befeuerung der Heizwand, die zwischen zwei etwa in gleichem Garungszustand befindlichen Ofenkammern liegt, dem Wärmebedarf anzupassen, der in den einzelnen Phasen der Garungszeit vorliegt.

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung an regenerativ beheizten Koksofenbatterien mit einer stetig oder stufenweise während der Verkokung veränderlichen Zufuhr der gasförmigen Verbrennungsmittel zu den Heizwänden und zugehörigen Regeneratoren und veränderlichem Abzug der verbrannten Gase aus den Regeneratoren. Dieses Verfahren hat zur Voraussetzung, daß die beiderseits einer Heizwand liegenden Ofenkammern sich in Garungszuständen befinden, die keine große Zeitdifferenz aufweisen.

Da der Wärmebedarf der Koksöfen im Verlauf der Garungszeit stark unterschiedliche Werte hat - beträgt doch der Wärmebedarf zu Anfang der Garungszeit ein mehrfaches desjenigen, der kurz vor dem Drücken des Ofens erforderlich ist - so genügt es nicht, etwa nur die Zufuhr des Heizgases - sei es ein sogenanntes Starkgas oder ein in Regeneratoren erst vorzuwärmendes Schwachgas - veränderlich zu gestalten, vielmehr muß im gleichen Maße auch die zugeführte Menge an Verbrennungsluft zwangsläufig gesteuert werden, um ständig das gewünschte Verhältnis von Gas und Luft beim Verbrennungsvorgang aufrechtzuerhalten. Wegen der unterschiedlichen Beaufschlagung der einzelnen Heizwände, die das Wesen eines solchen Verfahrens ausmacht, kann man sich auch damit nicht begnügen, auf alle Regeneratoren den im Kaminkanal herrschenden Saugzug einwirken zu lassen; vielmehr muß auch hier eine Volumenregelung zwischen dem Regeneratorsohlkanal und dem Kaminkanal eingeschaltet werden.

Das Wesen der neuen Steuerung für die Zu- und Abfuhr der gasförmigen Verbrennungsmittel bei regenerativ beheizten Koksofenbatterien besteht darin, daß in die

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Gaszufuhr und Luftzufuhr zu jeder Heizwand und zu den dazugehörigen Regeneratoren und in den Abzug der ver-, . „ j« Steuer- bzw, brannten Gase aus den Regeneraforen/Regelventile eingebaut sind, mittels deren die Volumina in Anpassung an den Wärmebedarf der benachbarten Ofenkammern im Verlauf einer Periode, die der Ausstoßzeit der öfen entspricht, gesteuert werden. Unter zu einer Heizwand gehörenden Regeneratoren sind dabei zunächst solche verstanden, die ausschließlich an Heizzüge dieser Heizwand angeschlossen sind. Unter gewissen Voraussetzungen ist es auch möglich, die Erfindung bei Ofensystemen anzuwenden, bei denen die Regeneratoren mit mehreren Heizwänden zusammenarbeiten.

Steuer bzw.
Die Aufgabe der/Regelventile und der Umstellventxle, die beim regenerativen Zugwechsel ihre Stellung ändern, kann getrennten Organen übertragen werden. Man kann gemäß der weiteren Erfindung in diesem Fall die Regelventile für die periodische Volumensteuerung des Gases und der Verbrennungsluft - in StrömungBrichtung gesehen - vor den Wechselhähnen (Umstellventilen) für Gas und Luft und die Regelventile für die periodische Volumensteuerung der verbrannten Gase hinter den Wechselhähnen für die verbrannten Gase anordnen. Man erkennt, daß auf diese Weise für jedes einzelne der zu regelnden Medien nur ein Regelventil bei jeder Heizwand benötigt wird, welches in beiden Halbperioden des Regenerativbetriebes wirksam ist.

Es ist aber auch möglich, Ventile zu verwenden, die sowohl als Regel- als auch als Umstellventile wirken. Derartige Ventile lassen in der einen Regenerativ-Halbperiode Volumina durch, die innerhalb eines Bereiches zwischen endlichen Werten liegen, während sie in der

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anderen Halbperiode geschlossen sind. Mittels derartiger Regel- und Umstellventile ist es möglich, mit unterschiedlichen Verbrennungsmittelmengen in den beiden Zugrichtungen zu arbeiten.

Eine unterschiedliche Zu- und Abfuhr der gasförmigen Verbrennungsmittel läßt sich auch in der Weise durchführen, daß ein fester Wert für die zu- bzw. abzuführenden Medien während eines längeren Zeitraumes, gegebenenfalls während der ganzen Ausstehzeit beibehalten, jedoch in jeder Regenerativhalbperiode die Zu- und Abfuhr während eines Zeitabschnittes ganz unterbrochen wird, dessen Länge in den einzelnen Phasen der Verkokung unterschiedliche Werte hat. So kann eine mit fortschreitender "Verkokung abfallende Beflammung in der Weise durchgeführt werden, daß in der Umstellperiode zu Anfang der Ausstehzeit überhaupt keine Unterbrechung der Zu- und Abfuhr stattfindet; mit fortschreitender Verkokung aber werden diese Zeitabschnitte immer länger gewählt. Soll zum Beispiel die anfängliche Beflammung zur Beflammung am Ende der Ausstehzeit sich wie 4· ; 1 verhalten, so wird man in der ersten Regenerativhalbperiode die Beflammung überhaupt nicht unterbrechen, während bei gleichbleibendem Wert der Beflammung der Zeitabschnitt ,während dessen unterbrochen wird, allmählich bis auf 75 % der Halbzeit ansteigt.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen also unter Steuer- bzw. Regelventilen auch solche verstanden werden, die während einer Halbzeit zweitweise einen konstanten Wert der gasförmigen Medien durchlassen, zeitweise die Zu- und Abfuhr ganz sperren.

Durch die programmierte Beheizung, die das Wesen der neuen Steuerung ausmacht, läßt sich die Garungszeit

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erheblich verkürzen, unter der Voraussetzung allerdings, daß in den ersten Stunden der Garungszeit erheblich größere Gasmengen den Heizwänden zugeführt werden als dies bei dem bisher üblichen Beheizungsschema der Koksöfen der !"all ist.

Eine solche Zuführung erheblich größerer Gasmengen in den ersten Stunden der Garungzeit bedeutet auch eine "Vergrößerung der Mengen an gasförmigen Verbrennungsmitteln, die dem regenerativen Wärmeaustausch unterworfen werden. Bei gleicher Bemessung der Regeneratoren, wie sie bei der bisherigen Beheizung üblich sind, würde deren Speichervermögen naturgemäß nicht hinreichen; müßte man aber die Regeneratoren erheblich vergrößern, so stünde dem Vorteil der neuen Steuerung ein erheblich höherer Aufwand gegenüber.

Man kann einen solchen Aufwand vermeiden, wenn man anstelle der bisher üblichen Umstellzeit von zumeist einer halben Stunde eine kürzere Umstellzeit von beispielsweise 10 oder 15 Minuten anwendet. Das müßte jedenfalls während desjenigen Teiles der Garungszeit erfolgen, in dem die zugeführte Gasmenge größer ist als der Mittelwert, der bei dem bisher üblichen Betriebsverfahren den Heizwänden unverändert zugeführt wird. Die programmierte Beheizung kann daher mit der neuen Steuerung auch so gefahren werden, daß in den Phasen stärkerer Beheizung eine kürzere Umstellzeit, in den Phasen schwächerer Beheizung eine längere Umstellzeit gewählt wird.

Eine programmierte Beheizung läßt sich, wenn man Regelventile und Umstellventile trennt, wie dies oben dargelegt wurde, mit rein mechanischen Betätigungsmitteln

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durchführen. Man kann dabei Regelventile verwenden, deren Stellung innerhalb der Ausstehzeit stetig verändert wird, und zwar von einem anfänglichen Höchstwert ständig abfallend zu einem Endwert. Dabei liegt der Anfangswert erheblich über dem mittleren, beim bisher üblichen Betrieb angewendeten Wert, während der Endwert nur einen Bruchteil des bisherigen mittleren Wertes beträgt. Zur stetigen Veränderung der Stellung der jeder Heizwand zugeordneten Regelventile innerhalb der durch die Ausstehzeit gegebenen Periode können Kurvenscheiben angeordnet und zu deren Betätigung für die ganze Batterie oder größerer Ofengruppen gemeinsame Antriebe vorgesehen sein, wobei nur dafür zu sorgen ist, daß zwischen den jeweiligen Stellungen der einzelnen Regelventile dem Garungszustand der benachbarten öfen entsprechende Phasendifferenzen bestehen.

Bei einem intermittierenden Betrieb, wie er oben als Lösungsweg angegeben wurde - gleicher Wert der Verbrennungsmitt elzu- und -abfuhr über längere Zeitabschnitte, unterschiedliche Zeiten für die Unterbrechung der Zufuhr, z. B. mit fortschreitender Abgarung ständig größer werdende Unterbrechungen - ist eine solche mechanische Betätigung, die also nur auf ein Ein- und Abschälten der Gaszu- und -abfuhr gerichtet zu sein braucht, mittels eines Uhrwerkes verhältnismäßig leicht durchzuführen.

Die Steuerung der Verbrennungsmittelzu- und -abfuhr und die regenerative Umstellung einer regenerativ beheizten Koksofenbatterie kann aber auch elektrisch erfolgen, wobei die elektrischen Impulse mittels elektro-pneumatischen Signalumformern in Druckmittelwerte umgeformt werden und mittels eines Druckmittels die Regel- und Umstellventile betätigt werden.

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Die wesentlichen Elemente einer solchen elektro-pneumatischen Steuerung sind zunächst ein Zeitschaltwerk, dessen Umlaufzeit der Garungszeit oder Ausstehzeit der öfen entspricht.. Die Schließzeit jedes einzelnen Kontaktes dieses Zeitschaltwerkes darf dabei nicht größer sein als die kürzeste Zeit, innerhalb deren eine Umstellung oder Veränderung von Werten zu erfolgen hat. Im allgemeinen haben die Schließzeiten aller Kontakte den gleichen Wert. Die Zahl der Kontakte entspricht dem Höchstwert von Umsteuerungen und Änderungen, die innerhalb einer Ausstehzeit vorzunehmen sind. Beträgt die Ausstehzeit beispielsweise zwölf Stunden und sollen innerhalb einer Stunde zwölf Umsteuerungen oder Änderungen möglich sein, so müssen zwölf mal zwölf gleich einhundertvierundvierzig Schließkontakte vorgesehen sein, von denen jeder für die Dauer von fünf Minuten geschlossen ist.

Jeder Heizwand ist eine Zeit-Matrix-Steckkarte zugeordnet. Soll die Beheizung während einer Ausstehzeit auf fünf verschiedene Stufen eingestellt werden, so müssen, wenn für beide Zugrichtungen eine gesonderte Regelung möglich sein soll, fünf mal zwei gleich zehn senkrechte Stromleiter in der Zeit-Matrix-Steckkarte vorgesehen werden. Von den waagerechten Zweigen der Steckkarte werden über Dioden während der Zeit, in der auf auf den betreffenden waagerechten Zweig die vorgesehene Gleichspannung, z. B. 60 V,gegeben wird, diese auf den senkrechten Stromleiter geleitet.

Jeder Heizwand ist weiterhin eine Programmkarte zugeordnet, die die gleiche Anzahl von Stromleitern hat wie die Steckkarte. Die Verbindung der Stromleiter von Steckkarte und Programmkarte erfolgt über eine Sicherheitsschaltung. Die Programmkarte hat soviel Zweige, wie Umstellor-

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gane zu "betätigen sind, außerdem noch weitere Zweige, ■um die Regelventile auf verschiedene Stufen einstellen zu können. Von den Stromleitern der Programmkarte wird die Gleichspannung, ebenfalls über Dioden, auf die einzelnen Zweige der Programmkarte gegeben und gelangt von hier auf die den einzelnen Ventilen zugeordneten Signalumformer, wo die elektrischen Impulse in Druckmittelwerte umgeformt werden. Durch den pneumatischen Druck erfolgt die Betätigung der Regel- und Umstellventile.

Um eine stufenweise Veränderung der Gas- und Luftzufuhr und des Abzugs der verbrannten Gase innerhalb der Ausstehzeit zu bewirken, laufen die Impulse von der Programmkarte auf den elektro-pneumatischen Signalumformer über Gruppen in verschiedener Weise parallel zu schaltender Widerstände . Auf diese Weise kann an Zweigen der Programmkarte eingespart werden.

Die Verbindung der Zeit-Matrix-Steckkarte mit der Programmkarte der Heizwand erfolgt über Relaiskontakte. Die Relais werden angesteuert von einer Sicherheitsschaltung. Diese überwacht durch die Endkontakte an den Stellorganen das einwandfreie Arbeiten des Prozeßablaufes } es wird also nur bei richtigem Prozeßablauf von der Matrix auf die Programmkarte durchgeschaltet.

Soll das Programm für einen Ofen gewechselt werden, so muß die Programmkarte ausgetauscht werden.

Da das Zeitschaltwerk, wenn sämtliche Schalter nacheinander für kurze Zeit geschlossen waren, abgelaufen ist, so beginnt wieder das öffnen mit dem ersten Kontakt. Nach Abschluß einer Ausstehzeit läuft also das Programm

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der Zeit-Matrix-Steckkarte von vorn at>, wobei selbstverständlich, zwischen den Steckkarten der einzelnen Heizwände die entsprechende Phasendifferenz besteht} die Summe aller Phasendifferenzen ist gleich der Umlaufzeit des ZeitSchaltwerkes. Es empfiehlt sich, am Ende des Programms der Zeit-Matrix-Steckkarte ein Sicherheit sprogramm vorzusehen, das auf die Beheizungsstärke zum Ende der Ausstehzeit eingestellt ist. Es ist eine Möglichkeit vorzusehen, auf dieses Sicherheit sprogramm von Hand umzuschalten, wenn eine Störung vorliegt und ein Ofen nicht zur rechten Zeit gedruckt werden kann.

Auf den anliegenden Zeichnungen ist die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt in Batterielängsrichtung durch einige Ofenkammern und Heizwände,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Zu- und Abführung der gasförmigen Betriebsmittel zu einer zwischen zwei Ofenkammern liegenden Heizwand,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Darstellung einer programmierten Beheizung mit Zeit-Matrix-Steckkart en und Programmkarten,

Fig. 4 schematisch die verschiedenen Stufen der Steuerung der Beheizung,

Fig. 5 eine etwas schematisch gehaltene Darstellung eines elektro-pneumatischen Signalumformers,

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Fig. 6 ein Regelventil.

Man erkennt in Fig. 1, daß οede Heizwand 11 zwischen zwei Ofenkammern 10 liegt. Es handelt sich um einen reinen Starkgasofen. Jeder Heizwand 11 ist ein Regenerator 16 a und ein Regenerator 16 b zugeordnet. In der einen Halbperiode wird im Regenerator 16 a die Verbrennungsluft vorgewärmt und im Regenerator 16 b die Wärme der verbrannten Gase gespeichert; in der nächsten Halbperiode vertauschen die Regeneratoren 16 a und 16 b ihre Rolle.

Es soll sich um einen Zwillingszugofen handeln, bei dem also in einer Halbperiode die geradzahligen Heizzüge einer Wand aufbrennen und die ungeradzahligen Züge abbrennen, währ end in der nächsten Halbperiode geradzahlige und ungeradzahlige Züge ihre Rolle vertauschen. Zur Verteilung des Starkgases über eine Heizwand dienen die beiden in der Unterkellerung verlaufenden Rohrleitungen 21 a und 21 b. An die Leitung 21 a sind die zu den ungeradzahligen Zügen führenden Starkgaskanäle 24 a, an die Rohrleitung 21 b die zu den geradzahligen Heizzügen führenden Starkgaskanäle 24 b angeschlossen. Die Leitungen 21 a und 21 b und die Kanäle 24 a und 24 b sind auch in Fig. 2 angedeutet, ebenso die Regeneratoren 16 a und 16 b.

In Fig. 2 sind schematisch auch die Druckluftverteilungsleitung 12, eine weitere Druckluftleitung 13» die Starkgasverteilungsleitung 14 und der Kaminkanal 15 erkennbar. Die Leitungen bzw. Kanäle 12 bis 15 laufen über die Länge der Batterie durch.

An die Verteilungsleitung 12 für die unter Druck zugeführte Verbrennungsluft sind die zu den Regeneratoren 16a

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führenden Leitungen 22 a und die zu den Regeneratoren 16 b führenden Leitungen 22 t> angeschlossen, und zwar über die Regel- und Umstellventile RU 32 a und RU 32 b. Die Regeneratoren 16 a und 16 b sind auf der anderen Seite an den Eaminkanal 15 angeschlossen, und zwar über die Leitungen 26 a bzw. 26 b und 25. Mit U 36 ist das Ventil zum Umstellen der Abhitze, mit R 35 das Ventil zur Abgasregelung bezeichnet.

An die Starkgasverteilungsleitung 14 sind die beiden Starkgasleitungen 21 a und 21 b, und zwar über die Regel- und Umstellventile RU 31 a und RU 31 b angeschlossen.

Zur Zuführung der Entgraphitierungsluft dient, die Verteilungsleitung 13- Von dieser zweigt zu jeder Heizwand eine Verteilungsleitung 23 ab, an die über die Umstellventile U 33 a bzw. U 33 b entweder die Starkgasleitung 21 a oder 21 b angeschlossen ist.

Die elektrische Steuerung der programmierten Beheizung mit den in Fig. 2 angedeuteten Regel- und Umstellventilen ist in Fig. 3 angedeutet. Hier ist jeweils nur eine für eine Heizwand vorgesehene Zeit-Matrix-Steckkarte und eine entsprechende Programmkarte sichtbar.

Mit 40 sind die einzelnen Kontakte, mit 41 der Stellmechanismus des ZeitSchaltwerkes bezeichnet. Jede Zeit-Matrix-Steckkarte hat zehn Stromleiter, die mit s. bis S^q bezeichnet sind. Diese werden über entsprechende Schalter 42 einer Sicherheitsschaltung auf die entsprechenden Stromleiter t,., tp ... t^Q einer Pyferammkarte gegeben. Dioden 43 verbinden die Zweige und Stromleiter der Zeit-Matrix-Steckkarte. Dioden 44 verbinden die

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Stromleiter und Zweige der Programmkarte. Die Zweige der Programmkarte führen über eine sogenannte ExBarriere 45 zu den elektro-pneumatisehen Signalumformern 46. Hier wird der andere Pol der Gleichspannung angelegt, die über die Schalter 40 auf die Zweige der Zeit-Matrix-Steckkarte gegeben wird. Mittels der Signalumformer 46 werden die elektrischen Impulse in pneumatische Drücke umgewandelt und von diesen werden nun die Umstell- und Regelventile betätigt, die schematisch in Fig. 3 dargestellt sind.

Den Regel- und Umstellventilen für das Starkgas und die Verbrennungsluft und ebenso dem Ventil für die Abgasregelung sind Gruppen von Widerständen 47, 48, 49 50 und 66 vorgeschaltet. Man erkennt aus der Stellung der Dioden, daß beim Einleiten des Gleichstromes in die Zweige der Programmkarte verschiedene Widerstandsgruppen (von 1 bis 4 Widerständen) eingeschaltet werden, je nachdem über welchen der Schalter 40 die Gleichspannung aufgegeben wird. Man erkennt auch, daß beim Schließen der ersten Schalter 40 (Stromleiter s^, Sg und t., tp) alle vier Widerstände parallel geschaltet, also der geringste Widerstand vorhanden, mithin die Stromstärke am größten ist. Die Regelventile stehen hier in der größten Offenstellung.

Am linken Rand der 3?ig. 3 ist auf der Höhe der Zeit-Matrix-Steckkarte die Stärke der Beheizung, d· h. die zugeführte Gasmenge, während des ganzen Verlaufs der Garungszeit graphisch dargestellt, und zwar ist hier als Ordinate die Zeit, als Abszisse die in der Zeiteinheit zugeführte Gasmenge dargestellt. Man erkennt, daß nur während der ersten Regenerativperiode die höchste Beheizungsstärke zur Anwendung gelangt, nämlich nur bei

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zwei Halbzeiten schalten die Dioden 43 auf das erste Paar der Stromleiter. Man erkennt aus der Anordnung der Programmkarte, daß bei den ersten beiden Stromleitern alle vier Zweige über Dio.den 44 angeschlossen sind, wobei die Widerstände 47, 48, 49, 50 und 66 sämtlich parallel liegen, was notwendigerweise zum größten Stromwert führt.

Die Stromleiter der zweiten Gruppe sind während dreier Regenerativperioden angeschlossen. Bei dem dritten und vierten Paar von Stromleitern sind die Zeiten, wie man ohne weiteres erkennt, erheblich langer. Weil von den beiden Leitern Jedes Stromleiterpaares nach der Programmkarte immer nur einer an Spannung gelegt wird, so ergibt sich^ daß der andere jeweils stromlos ist. Die als Regel- und Umstellventile geschalteten Ventile 31 a und 31 b sowie 32 a und 32 b erfüllen also sowohl eine Regel- als auch eine Umstellfunktion.

Man sieht auch, daß die Ventile 35 a. und. 33 b als reine Umstellventile wirken, indem in jeder Halbzeit entweder das eine oder das andere beaufschlagt wird. Was das Regelventil 35 angeht, so ist durch eine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Stromleiter jedes Paares dafür gesorgt, daß, gleichgültig ob die Spannung am ersten oder zweiten Stromleiter des Paares liegt, die hier vorgesehenen Dioden 44 die Spannung auf die Zweige übertragen.

Vie schon bemerkt, sind in Fig. 3 nur die Zeit-Matrix-Steckkarte und die Programmkarte für die Steuerung einer einzigen Heizwand und die zu dieser Heizwand gehörenden Regel- und Umstellventile dargestellt. Die Zweige der Zeit-Matrix-Steckkarte setzen sich also nach rechts fort, die

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Dioden 43 sind dabei in dem Maße versetzt, in dem bei jeder der folgenden Heizwände die Phase der Beheizung sich gegenüber der vorhergehenden verschiebt. Die senkrechten Stromleiter führen bezüglich jeder Heizwand zu einer anderen Programmkarte. Deren (waagerecht verlaufende) Zweige speisen, ebenfalls über Widerstände 47, 48, 4-9, 50, 60,elektropneumatische Signalumformer 46, die die pneumatischen Impulse auf die die Zu- und Abfuhr der gasförmigen Medien der betreffenden Heizwand einstellenden Regel- und Umstellventile geben.

In Fig. 4 sind schematisch die einzelnen Teile der programmierten Steuerung angedeutet, nämlich die Zeit- Matrix-Steckkarte, die Sicherheitsschaltung und die Programmkarte, die sämtlich im Steuergerät eingebaut sind. Der Impuls der Programmkarte wird auf die Ex-Barriere gegeben, gelangt von dieser auf die Stellorgane. Der Endschalter gibt über die Sicherheitsschaltung die Schalter 42 frei. Auch auf der Programmkarte ist, wie am linken oberen Rand von Fig. 3> die Abstufung der Beheizung im Verlauf der Garungszeit mit fünf Programmschritt en angedeutet. Nur verhältnismäßig kurze Zeit wird hier mit höchster Beheizungsstärke gefahren.

Fig. 5 stellt schematisch einen elektro-pneumatischen Signalumformer dar. 51 ist ein Permanentmagnet, in dessen Ringspalt eine Tauchspule 52 hineinragt. An deren Mitte ist eine Stange 53 befestigt, an deren unteren Ende der Ventilkegel 54 angeordnet ist. Er versperrt mehr oder weniger die Öffnung 55 für die bei 56 eintretende Luft. 57 ist eine Vordrossel, über die die bei 56 eintretende Luft auf den Atmosphärendruck entspannt wird. Bewegt sich die Tauchspule 52 mit der Stange 53 abwärts, so verändert sich auch der Drosselquerschnitt des Ven-

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tils 54-,und der Druck im Raum 58 steigt an. Durch einen Verstärker 59 wird der dem Staudruck entsprechende Kaskadendruck im Raum 58 weitergegeben.

In Fig. 6 ist als Beispiel ein Doppelsitzventil darge- . stellt. Bei 60 tritt das gasförmige Medium ein und gelangt durch die obere zylindrische Bohrung 61 und die
untere zylindrische Bohrung 62 zum Gasausgang 65· 64 und 65 sind Drosselkörper, die die Bohrungen 61 und 62 mehr oder weniger verschließen. Die Charkteristik der Regelventile muß so gewählt werden, daß die Ventile auch bei stark unterschiedlichen Gasmengen mit genügender Genauigkeit regeln.

Patentansprüche

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Claims (7)

1. Pat ent ansprüche

   Steuerung der Zufuhr der gasförmigen Verbrenoungsmittel zu den Heizwänden und dazugehörigen Regeneratoren und des Abzuges der verbrannten Gase aus den Regeneratoren bei einer Batterie regenerativ beheizter Koksöfen, wobei die zugeführte Verbrennungsmittelmenge mit fortschreitender Verkokung veränderbar ist, bei Anwendung einer Reihenfolge der Koksausstoßung, bei der benachbarte Ofenkammern in kurzen Zeitabständen entleert und gefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gaszufuhr und Luftzufuhr zu jeder Heizwand und den dazugehörigen Regeneratoren und in den Abzug der verbrannten Gase aus den Regeneratoren Regelventile eingebaut sind, mittels deren die Volumina in Anpassung an den Wärmebedarf der benachbarten Ofenkammern im Verlaufe einer Periode, die der Ausstoßzeit der Ofen entspricht, gesteuert werden.
2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zufuhr der Verbrennungsluft unter Brück im Falle der Starkgasbeheizung auch die Zufuhr der Entgraphitierungsluft zu den jeweils nicht beaufschlagten Starkgasverteilungsorganen unter Druck erfolgt.
3. 3- Steuerung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile für die periodische Volumensteuerung des Gases und der Verbrennungsluft - in Strömungsrichtung gesehen - vor den Wechselhähnen für Gas und Luft und die Regelventile für die periodische Volumensteuerung der verbrannten Gase hinter den Wechselhähnen für die verbrannten Gase liegen.

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4. 4. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine solche Steuerung und Einstellung der Regelventile, daß diese in der einen Eegenerativhalbperiode Volumina innerhalb eines zwischen endlichen Werten liegenden Bereiches durchlassen, während sie in der anderen RegenerativhaTbperiode geschlossen sind, so daß die Eegelventile gleichzeitig als Umstellorgane wirken.
5. 5- Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Zeitschaltwerkes (40, 41), dessen Umlaufzeit der Garungszeit der öfen entspricht, eine Gleichspannung nacheinander auf die Zweige von Zeit-Matrix-Steckkarten, die Jeder Heizwand (11) zugeordnet sind, geleitet und von dieser auf jeder Heizwand (11) zugeordneten Programmkarten gegeben wird und von hier über Dioden (44) auf elektropneumatische Signalumformer (46) gelangen, die die Hegel- und Umstellventile betätigen.
6. 6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine stufenweise Veränderung der Gas- und Luftzufuhr und des Abzugs der verbrannten Gase innerhalb der Ausstehzeit dadurch bewirkt wird, daß die Impulse von der Frogrammkarte auf den elektropneumatisehen Signalumformer (46) über Gruppen in verschiedener Weise parallel zu schaltender Widerstände (47 bis 50) laufen.
7. 7. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur stetigen Veränderung der Stellung der jeder Heizwand zugeordneten Regelventile innerhalb der Periode Kurvenscheiben angeordnet und zu deren Betätigung für die ganze Batte-

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   rie oder größere Ofengruppen gemeinsame Antriebe vorgesehen sind, wobei zwischen den jeweiligen Stellungen der einzelnen Regelventile dem Garungszustande der "benachbarten öfen entsprechende Phasendifferenzen bestehen.

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