DE2056119C3

DE2056119C3 -

Info

Publication number: DE2056119C3
Application number: DE2056119A
Authority: DE
Inventors: Kurt-Guenther Dipl.-Chem. Dr. Beck; Heinrich Echterhoff; Wilhelm Prof. Reerink
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1970-11-14
Filing date: 1970-11-14
Publication date: 1975-04-30
Also published as: DE2056119B2; US3792769A; FR2114388A5; GB1340437A; DE2056119A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verkokungsofen nut einer Ausmauerung aus feuerfesten Steinen aus Grundmaterialieii nut einer etwa gleichen Wärmedehnung, aber durch Zusatz von Metalloxiden oder Mctallearbidcn erzielten unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit. 3<)

Die Durchsatzleistung von Verkokungsöfen wurde in t!v:n lei/ten Jahren dadurch gesteigert, daß unter Beibehaltung der Kammerbrcite die Höhe und Länge der Ofenkammern vergrößert wurde. Diese Mafinahmc eibrachte jedoch keine Erhöhung des sj-ezifisehen Durchsatzes der Ofenkammern. Eine solche Erhöhung läßt sich nur erreichen, indem die Stärke der Läufersteine verringert und dadurch der Wärme-Iluß zwischen Heizzug und Kohlenschütlung verbessert wird. Weitere Möglichkeiten zur Steigerung des spezifischen Durchsatzes der Ofenkammern bestehen in einer Erhöhung der Heizzugtemperaturen und schließlich in der Verwendung von Stcinmaierialicn mit höherer Wärmeleitfähigkeit für die Ofenausmauerung.

Alle diese Maßnahmen zur Erhöhung des spezifischen Durchsatzes der Ofenkammern haben ihre natürlichen Grenzen. Verständlicherweise kann die Stärke der Läufer mit Rücksicht auf die Stabilität der Heizwände nicht beliebig weit zurückgenommen werden. Eine I-'rhöhung der Heizzugtemperaturen vermindert die Lebensdauer der Öfen, führt zu erhöhter Wärmcabstrahlung, also Wärmevcrlusten und führt möglicherweise zur Bik'ung von Asche während des Druck Vorganges, die dann erweichen oder gar schmelzen kann und dadurch sehr bald zur Zerstörung des feuerfesten Steinmaterials führt. Ausmauerungen unter Verwendung von Steinmaterialicn mit höherer Wärmeleitfähigkeit bedeuten eine Erhöhung tier Baukosten für die öfen, da diese Steinmalerialicn zur Zeit wesentlich teurer sind als die bekannten Silika-Slcincn. Dessen ungeachtet werden alle diese Maßnahmen in Betracht gezogen, um eine lohnende Erhöhung des spezifischen Durchsatzes der öfen zu erreichen.

Es ist bekannt, Verkokungsöfen aus verschiedenen Steinmateriiilicn aufzubauen, die von Natur aus eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit besitzen. Dabei nahm man bisher für die Wände der Verkokungsöfen Silika-Steine mit einer Wärmeleitfähigkeit je nach der herrschenden Temperatur von 1,0 bis 1,6 kcal/ mh' C und für die Ofenkopfe und Ofensohlen Schamottesteine mit einer Wärmeleitfähigkeit je nach herrschender Temperatur von 0,8 bis 1,2 kcal,mh-C (Handbuch des Kokereiwesens 1955, Bd. 1, Seite 232, Abb. 113, Technische Mitteilungen 3955, Heft 5, Seiten 173 bis 176 und deutsche Auslegeschrift I 122 492). Es ist weiter bekannt, daß die bisher verwendeten Steine eine unterschiedliche Wärmedehnung besitzen. Man hat daher für den Unterbau der Verkokungsöfen Schamottesteine mit einem höheren SiOy-Gehi.it und verhältnismäßig hoher Wärmedehnung gewählt (Handbuch des Kokereiwesens 1955, Bd. 1, Seite 234). Auf diese Weise hat man früher beim Ofenaufbau eine Anpassung an die der Silika-Steine vorgenommen.

Es ist ferner bekannt, die Wärmeleitfähigkeit von feuerfesten Steinen zu erhöhen, indem man dem Grundmaterial der Steine, beispielsweise Silika oder Schamotte, Metalloxide «>der Metallcarbide einarbeitet (Technische Mitteilungen 1%6 Heft 9, Seiten 452 und 453. sowie deutsche Patentschrift 332 382).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen neuartigen Aufbau von Verkokungsöfen unter Verwendung einer Ausmauerung aus besonderen Sleinmaterialien Verkokungsöfen mit einer hohen spezifischen Durchsatzleistung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die kohleberührten Teile der Wände aus feuerfesten Steinen mit einer Wärmeleitfähigkeit von 2,0 bis 4.5 kcal mh C. dagegen die Ofensohle, die Ofenkopfe. die Türstopfen und der Gassammeiraum aus feuerfesten Steinen mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1,0 bis 1.8 kcal mh'^J C bestehen.

Die vorliegende Erfindung geht somit einen von dem bekannten Aufbau von Verkokungsöfen völlig abweichenden Weg, wobei für die feuerfesten Steine der einzelnen Ofenleile weitaus höhere Wärmeleitfähigkeiten gefordert werden. Das heißt, es können entgegen allen bisher bekannten Vorstellungen auch Schamottesteine für die Ofenwände oder Silika-Steine für die Ofenkopfe und Ofensohlen verwendet werden, da die Wärmeleitfähigkeit entgegen der Natur der Grundmaterialien der feuerfesten Steine den gewünschten Erfordernissen angepaßt wird.

Nach einer besonderen Ausfülirungsform der Erfindung kann daher die Ausmauerung aus feuerfesten Steinen aus dem gleichen Grundmaterial bestehen.

Auf diese Weise wird ein Verkokungsofen erhalten, der eine Vielzahl von Vorteilen in sich vereinigt. So ist bei einer gegenüber der bekannten Höhe unveränderten Heizzugtemperatur sowie einer unveränderten Temperatur der übrigen Verkokungsofenteile eine wesentlich höhere Kammerwandtemperatur und ein guter Wärmefluß auf den Besatz gewährleistet. Trotzdem wird der Fuß des Kokskuchcns nicht zu heiß, so daß der Koks hier großstückig bleibt und sich die Verkokungsöfen auch bei schnellem Verkokungsfortschritt und hoher Verkokungstemperatur stets anstandslos drücken lassen.

Die Köpfe aus Steinen geringer Wärmeleitfähigkeit ergeben vcrstäiidlicherweise einen geringeren Wärmefluß zwischen Heizwand und Türrahmen sowie Ankerständer. Das bedeutet eine erhebliche Schonung dieser Ofenleile. Auch der kältere Sammelraum bringt erhebliche Vorteile, da die unerwünschte Gra-

phitbildung im Gassammeiraum wegen geringerer Nachcrackung der Koksofengase s.ermieden wird. Für die Praxis wird man erfindungsgemäß die mit der Beschickung in Berührung gelangenden Läufer und Binder aus Steinen mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 2,0 bis 6,0 kcal/mh° C, vorzugsweise 3 bis 4,5 kcal/mh-⁵ C erstellen, während man für die übrigen Ausmauerungen feuerfeste Steine mit geringerer Wärmeleitfähigkeit verwendet, z. B. einer solchen zwischen etwa 1,0 und 1,8 kcal/mh° C.

Als Steinmaterialien kommen alle bekannten feuerfesten Steine in Betracht, sofern sie den aggressiven Bedingungen des Koksofenbetriebes standhalten. Besonders bewährt haben sich für die Sohle, die Köpfe Und den Gassammeiraum feuerfeste Steine der guten Schamotte-Qualität sowie Sillimanit-Steine, während für die Heizzüge, also die Läufer und Binder, Steine aus den gleichen Materialien in Frage kommen, in die man zur Erhöhung ihrer Wärmeleitfähigkeit Stoffe, wie Metalloxide oder Metallcarbide eingearbeitet hat, die eine höhere Wärmeleitfähigkeit und praktisch die gleiche Wärmedehnung wie das Grundmaterial besitzen.

Feuerfeste Steine mit einer Wärmeleitfähigkeit unter 2 kcal pro mh° C sind z. B. die bekannten Schamotte-Steine (etwa 42 bis 45% Al₀O₁ und 50 bis

o ( ₀₁

54% SiO₂), ferner die Silika-Steine (über )

und die feuerfesten Sillimanit-Steine (AI₂O., · SiO.,).

Eine Wärmeleitfähigkeit über 2kcal/mh°C besitzen z.B. künstliche feuerfeste Magnesitsteine sowie diese und die vorstehend genannten Steine, in die gewisse Metalloxide oder Metallcarbide, wie z. B. mit 20 bis 70⁰O Siliziumcarbid eingearbeitet sind. Die Materialien gewährleisten die gewünschte hohe spezifische Durchsatzleistung der öfen unter gleichzeitig größtmöglicher Schonung des nicht mit der Schüttung in Berührung kommenden Mauerwerks zufolge der Verwendung von Steinen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit an für die Lebensdauer der öfen wichtigen Stellen.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine nicht mit Kokskohle gefüllte Ofenkammer 1, an die rechts und links die Heizzüge anschließen. Steine mit hoher Wärmeleitfähigkeit sind mit gewellten Linien gezeichnet, während Steine mit geringerer Leitfähigkeit mit Punkten und die bekannten Isoliersteine schraffiert gezeichnet sind. Ziffer 2 kennzeichnet die Läufer- und Bindersteine, Ziffer 3 die Ofensohle und Ziffer 4 das den Gassammelraum 5 umgebende Mauerwerk. Die Decke 6 des Ofens ist wie üblich mit Isolierstein gemauert.

Fig. 2 zeigt ungefähr in doppelter Vergrößerung gegenüber F i g. 1 eine Aufsicht auf das Mauerwerk eines in mittlerer Höhe aufgeschnittenen Ofens, und zwar eine halbe Kammer mit einem Teil des links anschließenden Heizzuges. Ziffer 7 kennzeichnet das Mauerwerk der Ofensohle, die vom Türstopfen 8 überlappt ist, die beim Öffnen der Tür 9 aus dem Ofen ausschwenkt. Die Tür 9 und der Türrahmen 10 sind wie üblich mit Isoliersteinen 11 hintermauert. Ziffer 12 zeigt einen sogenannten Kopfbinder, der nicht mit der Kopfschüttung in Berührung kommt. Der Läufer 13 und der Binder 14 bestehen erfindungsgemäß aus Steinen hoher Wärmeleitfähigkeit. Die Erfindung ist selbstverständlich auf keine bestimmte Ofenbauart beschränkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

2 056 i Patentansprüche:

1. Verkokungsofen mit einer Ausmauerung aus feuerfesten Steinen aus Grundmaterialien mn einer etwa gleichen Wärmedehnung, aber durch Zusatz Vt)H Metalloxiden oder Metallcarbiden erzielten unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die kohleberührten Teile der Wände aus feuerfesten Stellen mn einer Wärmeleitfähigkeit von 2,0 bis 6,OkCaIiDh⁰C, vorzugsweise von 3.0 bis 4,5 kcal mh'C, dagegen die Ofensohle, die Ofenköpfe, die Türstopfen und der Gassammelrii-um aus feuerfesten Steinen mä einer Wärmeleitfähigkeit von 1,0 bis 1.8kcal/mh" C bestehen.

2 Verkokungsofen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, iiaß die Ausmauerung aus feu'.'rk'sion Sieinen aus dem gleichen Grundmaterial bestellt.