DE2416948A1

DE2416948A1 - COK CHAMBER FURNACE WALL AND PROCEDURE FOR CONSTRUCTION

Info

Publication number: DE2416948A1
Application number: DE19742416948
Authority: DE
Inventors: Manfred Fries; Erich Ostheimer
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1974-04-08
Publication date: 1975-10-16
Also published as: NL7504196A; FR2266735A1; LU72192A1; BE827668A; ES436390A1; JPS50141601A; DE2416948B2; FR2266735B1; GB1509083A; IT1032623B

Description

Beschreibung zum PatentgesuchDescription of the patent application

der Firma Ceramtec GmbH, 43 Sssen, Lindenallee 45from Ceramtec GmbH, 43 Sssen, Lindenallee 45

betreffend:
"Kokskammerofenwand und Verfahren zu-ieferen Aufbau"concerning:
"Coke chamber furnace wall and method to be delivered structure"

Die Erfindung betrifft eine Kokskammerofenwand mit den Kokskammern zugekehrten Außenflächen, zwischen denen sich die einzelnen Heizgaskanäle voneinander trennende Querstege erstrecken.The invention relates to a coke chamber furnace wall with the coke chambers facing outer surfaces, between which the individual heating gas ducts extending from one another separating transverse webs.

Bekanntlich besteht eine Koksofenbatterie aus einer Mehrzahl von Kammern, in die die Kohle eingesetzt wird und deren Wandungen von Heizgasen auf weit über 1000° C aufgeheizt werden. Diese Wandungen sind mithin von Heizgaskanälen durchzogen, die je nach Bauart des Ofens ausgelegt sind, im allgemeinen aber vertikal auf- und absteigende, durch horizontale Kanalabschnitte verbundene Züge aufweisen.As is known, a coke oven battery consists of a plurality of chambers into which the coal is inserted and the walls of which are heated by heating gases to well over 1000 ° C. These walls are therefore of heating gas ducts traversed, which are designed depending on the design of the furnace, but generally vertically ascending and descending, have trains connected by horizontal duct sections.

Diese Wandungen müssen einer ganzen Reihe von Forderungen genügen. Das Baumaterial muß feuerfest sein, darüber hinaus auch hohen Temperaturwechselbeanspruchungen standhalten. Die mechanische Belastung durch die OfendeckeThese walls have to meet a whole series of requirements. The building material must be fireproof, above it can also withstand high thermal shock loads. The mechanical load from the furnace roof

— 2 —- 2 -

509842/0323509842/0323

J».J ».

und die auf dieser verfahrbaren Ladeeinrichtungen ist abzufangen, ebenso auch die horizontale Druckbelastung beim Einsetzen der Kohle und insbesondere beim Austragen des
garen Kokses, da der Koks in Form eines mehr oder weniger fest verbackenen Kuchens mittels Ausdrückmaschxnen längs
den Heizwänden herausgeschoben wird. Aufgrund der letztgenannten Verfahrensweise müssen die Wände weitgehend parallel sein, und es sind nur Toleranzen in der Größenordnung von Millimetern zulässig.and the loading devices that can be moved on this must be intercepted, as well as the horizontal pressure load when the coal is inserted and, in particular, when the
cook coke, as the coke is in the form of a more or less firmly baked cake by means of expressing machines lengthways
is pushed out of the heating walls. Due to the latter procedure, the walls must be largely parallel, and only tolerances on the order of millimeters are permitted.

Herkömmlicherweise wrden die Heizwände aus teuersten Silikatsteinen unter Verwendung von feuerfestem Mörtel gemauert. Diese Arbeit erfordert den Einsatz teurer Fachkräfte und ist gleichwohl langwierig und insgesamt außerordentlich kostspielig. Darüber hinaus müssen die fertigen Batterien einen sich über Wochen hinziehenden Aufheizvorgang durchlaufen, ehe man sie überhaupt einsetzen kann.Traditionally, the heating walls would be made of the most expensive Bricked silicate bricks using refractory mortar. This work requires the use of expensive skilled workers and is nevertheless tedious and, overall, extremely expensive. They also need the finished batteries go through a heating process that takes weeks before they can even be used.

Selbst bei sorgfältiger Beachtung aller Vorsichtsmaßnahmen werden von Zeit zu Zeit Reparaturen erforderlich,
insbesondere an den Stellen nahe der Maschinenseite und
der Koksseite, wo sich die Türen ("Stopfen") der Kokskammern befinden. Denn dort treten sowohl maximale thermische wie auch sehr starke mechanische Beanspruchungen auf. Diese Reparaturen gestalten sich besonders schwierig, weil oft
die zu ersetzenden Steine passend zugerichtet werden müssen; gelegentlich bedient man sich deshalb auch feuerfester Spritzmassen.Even with careful observance of all precautions, repairs may be required from time to time,
especially at the points near the machine side and
the coke side, where the doors ("plugs") of the coke chambers are located. Because this is where both maximum thermal and very strong mechanical stresses occur. These repairs are particularly difficult because they are often
the stones to be replaced must be suitably trimmed; For this reason, refractory gunning mixes are occasionally used.

S09842/0323S09842 / 0323

Reparaturen werden erforderlich, wenn sich ein Nebenanschluß von einem Heizgaskanal in eine Kokskammer gebildet hat. Die Ursache eines solchen Nebenschlusses ist meist ein Riß, hervorgerufen durch unterschiedliche thermische Ausdehnung einzelner Teile der Heizwand. Diese Rißbildung läßt sich nicht grundsätzlich beseitigen.Repairs will be required if there is an extension formed by a heating gas duct into a coke chamber. The cause of such a shunt is usually one Crack caused by different thermal expansion of individual parts of the heating wall. This cracking leaves do not eliminate themselves fundamentally.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kokskammerofenwand zu schaffen, bei der die Reparaturanfälligkeit stark vermindert ist und die großenteils maschinell innerhalb kurzer Zeit aufbaubar ist. Mit anderen Worten sollen die Investitionskosten bei der Erstellung und bei den Reparaturen gesenkt werden.The object of the invention is to create a coke chamber furnace wall in which the susceptibility to repairs is greatly reduced and which can largely be set up by machine within a short time. In other words, you want the investment cost during construction and repairs can be reduced.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Wand aus relativ großen Einzelelementen zusammengestellt ist, deren vertikale Stoßstellen sich von Heizgaskanal zu Heizgaskanal bzw. von Außenfläche zu Außenfläche durch jeweils einen Quersteg (also dort, wo bei der herkömmlichen Aufmauerung sogenannte "Binder" liegen) erstrecken, und daß alle Stoßstellen durch die Elemente miteinander verklammern de Maueranker überbrückt sind. Der Ausdruck "relativ groß" soll dabei auf die Größe der Steine bezogen verstanden werden, die bei herkömmlichen, gemauerten Wänden verarbeitet werden.According to the invention it is proposed that the wall is composed of relatively large individual elements, their vertical joints run from hot gas duct to hot gas duct or from outer surface to outer surface, respectively a transverse web (that is, where so-called "binders" are located in the conventional masonry), and that all joints are bridged by the wall anchors that are clamped together. The expression "relatively large" should be understood to refer to the size of the stones that are processed in conventional, masonry walls will.

Im Prinzip nimmt man also bewußt in Kauf, daß "Trennungen" an den Stoßstellen vorhanden sind. Diese Trennungen ermöglichen also, daß die einzelnen Elemente relativ zueinander unterschiedlich thermisch expandieren und kontrahieren können, ohne daß unzulässig hohe, zum Bruch führende Spannungen auftreten. Die Trennungen aber sind nicht dort vorgesehen, wo sie gewöhnlich bei herkömmlichen Heizwänden ent-In principle, one consciously accepts that there are "separations" at the joints. These separations thus allow the individual elements to thermally expand and contract differently relative to one another can occur without inadmissibly high stresses leading to breakage. The separations are not intended there, where they usually occur with conventional heating walls.

- 4 509842/0323 - 4 509842/0323

stehen, nämlich in dem Wandungsteil zwischen Heizgaskanal und Außenfläche; dort würde nämlich in unzulässiger Weise anstelle der Verkokung eine Verbrennung der eingesetzten Kohle eintreten. Ein Nebenschluß über die Stoßstellen bei der Heizwand gemäß der Erfindung liegt vielmehr im Bereich zwischen zwei Heizgaskanälen vor (wo er aufgrund der geringen Druckdifferenz kaum stört) bzw. zwischen zwei benachbarten Kokskammern, wo er ebenfalls nicht stört. Vorzugsweise wird man die "Trennungen" noch als Labyrinth ausbilden, um den Kriechweg zu verlängern. Die horizontal verlaufenden Trennungen könnten zwar Brücken zwischen den Heizgaskanälen undden Kokskammern bilden, werden aber durch das Gewicht der auf ihnen lastenden Massen immer geschlossen gehalten, so daß die Flammen nicht durchschlagen können.stand, namely in the wall part between the heating gas duct and the outer surface; there would namely be inadmissible instead of coking, the coal used is burnt. A shunt across the joints the heating wall according to the invention is rather in the area between two heating gas ducts (where it is due to the low Pressure difference hardly disturbs) or between two neighboring ones Coking chambers, where it doesn't bother either. The "separations" will preferably be designed as a labyrinth, to extend the creepage distance. The horizontal separations could be bridges between the Heating gas channels and the coking chambers form, but are through the weight of the masses on them is always kept closed so that the flames cannot penetrate.

Durch die nut- und federartige Verklammerung der Maueranker werden die an sich lose nenbenexnanderstehenden Wandhälften zusaramengespannt; die Trennungen können sich dann nicht mehr zu Rissen erweitern. Die Maueranker liegen ihrersäts "lose" in der Masse der Elemente, da sie fertiggebrannt eingesetzt werden. Man kann als Maueranker solche einsetzen, wie sie üblicherweise zur Verankerung einer Ofenauskleidung an einer Meta11sehalung verwendet werden; es ist aber auch möglich, speziell für den erfindungsgemäßen Anwendungsfall zugerichtete Modelle zu schaffen.Due to the tongue-and-groove interlocking of the wall anchors, the wall halves, which are loosely next to each other, become stretched together; the separations can then no longer expand into cracks. The wall anchors are in place "loose" in the mass of the elements, since they are used in a fully fired state. You can use such as wall anchors, as they are commonly used to anchor a furnace lining to a metal shuttering; It is also possible to create specially prepared models for the application according to the invention.

Der Aufbau einer solchaiHeizwand gestaltet sich nun besonders einfach, wenn die einzelnen Elemente in situ gefertigt werden. Man kann dabei eine Hilfsschalung für diejenigen Flächenabschnitte eines ersten Elements vorsehen,The construction of such a heating wall is now particularly easy if the individual elements are manufactured in situ. You can provide an auxiliary formwork for those surface sections of a first element,

503842/0323503842/0323

•ff.• ff.

an denen später eine Stoßstelle entsteht; auch die Maueranker werden provisorisch gehaltert. Dann wird das erste Element gegossen, gespritzt und/oder durch Stampfen verdichtet. Die Hilfsschalung wird nach dem Abbinden der Masse entfernt, und die Schalung für das anstoßende Element wird errichtet. Die Maueranker ragen schon mit ihrer einen Hälfte in den Schaltungsraum, während ihre andere Hälfte in das erste Element eingebettet ist. Eine Hilfsschalung für das zweite Element ist nicht erforderlich, weil dieses direkt an das erste, bereits abgebundene Element angegossen, gespritzt oder gestampft werden kann, ohne mit diesem eine materialschlüssige Verbindung einzugehen. Ebensowenig erfolgt ein Kraft- oder Materialschluß mit dem oder den Maueranker (n) .at which a joint occurs later; also the wall anchors are temporarily held. Then the first element is poured, injected and / or compacted by tamping. The auxiliary formwork is removed after the compound has set, and the formwork for the adjoining element is erected. The wall anchors One half of them already protrude into the circuit space, while the other half is embedded in the first element. One Auxiliary formwork for the second element is not required, because this can be cast, injected or tamped directly onto the first, already set element, without using it to enter into a material-locking connection. There is also no force or material connection with the wall anchor (s) (n).

Es ist, wie der Fachmann ohne weiteres erkennt, durchaus möglich, das beschriebene Verfahren nicht nur für den Aufbau neuer Koksofenbatterien einzusetzen, sondern man kann auch nur eine einzige Wand in einer im übrigen konventionell gemauerten Batterie gemäß der Lehre der Erfindung aufbauen. Es ist sogar möglich, nur bestimmte defekte Teile einer herkömmlich gemauerten Koksofenwand durch ein Wandungsstück zu ersetzen, das gemäß der Lehre der Erfindung aufgebaut wird.As the person skilled in the art will readily recognize, it is entirely possible to use the method described not only for the construction To use new coke oven batteries, but you can also only use a single wall in an otherwise conventionally bricked wall Build battery according to the teaching of the invention. It is even possible to find only certain defective parts of a conventionally bricked one To replace the coke oven wall with a wall piece that is constructed according to the teaching of the invention.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert; diese Zeichnungen sind stark schematisiert, um die Darstellung auf das Wesentliche zu konzentrieren.The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings; these drawings are highly schematized to show the Focus on the essentials.

Fig. 1 zeigt einen Horizontalschnitt nach Linie 1-1 derFig. 1 shows a horizontal section along line 1-1 of the

Fig. 2 durch einen einfachen Abschnitt einer Koksofenheizwand gemäß der Erfindung,2 through a simple section of a coke oven heating wall according to the invention,

Fig. 2 ist eine Teilseitenansicht der Heizwand, und Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2,Fig. 2 is a partial side view of the heating wall and Fig. 3 is a section along line 3-3 of Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den oberen Bereich zweier nebeneinander liegender Kokskammern mit dem oberen Abschnitt der Heizwand gemäß der Erfindung, um den Anschluß an die Decke zu illustrieren,4 shows a section through the upper region of two coke chambers lying next to one another with the upper one Section of the heating wall according to the invention to illustrate the connection to the ceiling,

SO9842/Ö323 " ⁶ "SO9842 / Ö323 " ⁶ "

Fig. 5 zeigt eine reparaturbedürftige, in herkömmlicher Weise gemauerte Heizwand, undFig. 5 shows a need for repair, in conventional Wise brick heating wall, and

Fig. 6 und 7 zeigen schematisch, wie man zu diesem Zweck nach der Lehre der Erfindung vorgeht.Fig. 6 and 7 show schematically how to do this proceeding according to the teaching of the invention.

Die Ofenwand befindet sich zwischen zwei (nicht dargestellten) Kokskammern, die von den Außenflächen 10, 12 je einer Ofenwand begrenzt sind. (Am Ende jeder Batterie ist natürlich auch je eine Ofenwand vorgesehen, bei der sich nur auf einer Seite eine Kokskammer, auf der anderen dagegen die Außenabstützung der Batterie befindet.) Vertikal erstrecken sich Heizgaskanäle 14 - 16 - 18 - 20 etc. durch die Ofenwand. Diese Kanäle sind hier alle gleichartig dargestellt. Sie können unterschiedliche Querschnittsformen und -abmessungen besitzen, um etwa brennbare Gase und Luft getrennt bis zu einer Mischungsstelle zu führen; dies hat äaer im Zusammenhang mit der Erfindung keine Bedeutung; nur bei der Herstellung der Schalung wären dann die entsprechenden Formen zu berücksichtigen.The furnace wall is located between two coke chambers (not shown), each of which has a furnace wall from the outer surfaces 10, 12 are limited. (At the end of each battery there is of course also a furnace wall with only one side a coke chamber, on the other hand the external support of the battery is located.) Heating gas ducts extend vertically 14 - 16 - 18 - 20 etc. through the furnace wall. These channels are all shown in the same way here. You can have different cross-sectional shapes and dimensions, for example, to lead combustible gases and air separately to a mixing point; this but has no meaning in connection with the invention; only When producing the formwork, the corresponding shapes would then have to be taken into account.

Zuerst wird beispielsweise das aus diesem Grunde schraffiert dargestellte Element 24 in eine entsprechende Schalung eingebracht. Dabei werden die Maueranker - 26, 28, 30 etc. - gehalten von irgendeiner provisorischen Halterung - miteingebettet, jedoch nur etwa bis zur Hälfte ihrer Länge (vgl. Fig. 3). Aufgrund der nut- and federartigen Ausbildung der Ankerkontur sitzt der Anker nach dem Abbinden der Masse natürlich formschlüssig in dieser. Ferner ist zu beachten, daß die Schalung auch den labyrinthartigen Verlauf der Stoßstellen 32, 34, 36, 38, 40 definiert.First, for example, element 24, shown hatched for this reason, is introduced into a corresponding formwork. The wall anchors - 26, 28, 30, etc. - held by some temporary bracket - are embedded, however only up to about half of its length (see. Fig. 3). Due to the tongue-and-groove design of the anchor contour, the Anchor naturally form-fitting in this after the mass has set. It should also be noted that the formwork is also the labyrinthine The course of the joints 32, 34, 36, 38, 40 is defined.

Nachdem das erste Element 24 fertiggestellt ist, kann das Einbringen z.B. am anderen Ende der Ofenwand beginnen, solange das Element 24 noch abbindet. Nach dem Abbinden werden zumindest diejenigen Teile der Schalung abgebaut, die im Bereich der Stoßstellen liegen, und auch die HaI-After the first element 24 has been completed, the introduction can be carried out e.g. start at the other end of the furnace wall while element 24 is still setting. After setting, at least those Dismantled parts of the formwork that are in the area of the joints, and also the shark

- 7 509842/0323 - 7 509842/0323

terung für die Maueranker kann entfernt werden. Dann wird die Masse beispielsweise für das Element 42 in die zugehörige Schalung eingebracht, wobei die Masse sowohl in die Nuten der Labyrinth-Stoßstellen wie auch der Maueranker eindringt, ohne jedoch eine materialschlüssige Verbindung einzugehen.The bracket for the wall anchors can be removed. Then the mass is, for example, for the element 42 in the associated Formwork introduced, with the mass both in the grooves of the labyrinth joints and the wall anchors penetrates without, however, entering into a material-locking connection.

Mit den weiteren Elementen wird dann entsprechend ver fahren.Proceed accordingly with the other elements.

An den Übergangsstellen zu horizontal verlaufenden Heizkanalabschnitten wird man die Stoßstellen natürlich entsprechend anders auslegen (vgl. Fig. 4), was aber für den Fachmann unter Berücksichtigung der oben dargelegten Gesichtspunkte dann ohne weiteres möglich ist.At the transition points to horizontally running heating duct sections, the joints become natural interpreted differently accordingly (see. Fig. 4), but what is for the expert taking into account the above Point of view is then easily possible.

Bei Aufbau einer neuen Koksofenbatterie kann man Schalungen benutzen, die sukzessive hochgezogen werden; dies verringert den Schalungsaufwand und ermöglicht, das Material möglichst bald an seiner Außenseite zu belüften, damit Feuchtigkeit und Gase beim Abbnden ungehindert entweichen können. An bestimmten Stellen wird es jedoch nicht möglich sein, die Schalung zu entfernen, so etwa, wenn Reparaturarbeiten an einer schon stehenden Koksofenbatterie vorzunehmen sind, wofür das Verfahren gemäß der Erfindung ebenfalls gut geeignet ist. Der Innenraum der Heizgaskanäle ist dann naturgemäß nicht mehr zugänglich. In diesem Falle hat es sich als vorteilhaft erwiesen, für die Schalung einen Holzrahmen zu verwenden, auf den Felder aus Drahtgaze ("Fliegendrahtgitter¹·) aufgenagefc ^werden. DiesesWhen building a new battery of coke ovens, formwork can be used, which is gradually raised; this reduces the formwork effort and enables the material to be ventilated on its outside as soon as possible so that moisture and gases can escape unhindered when setting. At certain points, however, it will not be possible to remove the formwork, for example when repair work is to be carried out on an already standing coke oven battery, for which the method according to the invention is also well suited. The interior of the heating gas ducts is then naturally no longer accessible. In this case it has proven to be advantageous to use a wooden frame for the formwork, onto which fields of wire gauze ("fly wire mesh ¹ ") are attached

5098A2/03235098A2 / 0323

Material ist hinreichend stabil für die Schalung, gas- und feuchtedurchlässig beim Einbringen der Masse und bei deren Abbinden sowie hinreichend formbeständig, um dem Druck beim Aufbau der Wand standzuhalten. Die Gaze bleibt dann einfach auf der Innenseite der Heizgaskanäle, da sie durch Eindringen von Masse festhaftet; im Laufe des Betriebs erfolgt dann langsame Oxidation, Verzunderung und Abbau.Material is sufficiently stable for the formwork, gas and moisture permeable when the mass is introduced and when their setting and sufficiently dimensionally stable to withstand the pressure when building the wall. The gauze remains then simply on the inside of the heating gas ducts, as it sticks due to the ingress of mass; in the course of operation then slow oxidation, scaling and degradation takes place.

Dies wird deutlich, wenn man die Fig. 5-7 betrachtet. Die Heizwand gemäß Fig. 5 ist in Seitenansicht gezteigt; sie ist im wesentlichen aus den längsliegenden "Läufer"-Steinen 50 und den querliegenden "Binder"-Steinen 52 gemacht, wobei für Viele Stellen noch Spezialformen verwendet werden.This is clear when looking at Figs. 5-7. The heating wall according to FIG. 5 is tilted in side view; she is essentially from the longitudinal "runner" stones 50 and made the transverse "binder" stones 52, with many Places still special forms are used.

An den Stellen 54 )Stirnwand), 56, 58 sind jeweils zahlreiche übereinanderliegende Läufer aus dem Wandverband herausgerissen worden, an der Stelle 60 ist die Wand auf einer erheblichen Höhe auf einer Breite von zwei Läufern und einem Binder herausgebrochen, und noch größer ist der Schaden an den Stellen 62, 64, 66 und im Bereich des Füll-Loches 68.At points 54) front wall), 56, 58 are numerous Overlying runners have been torn out of the wall structure, at the point 60 the wall is at a considerable height broken out at a width of two runners and a tie, and the damage is even greater at points 62, 64, 66 and im Area of the filling hole 68.

Fig. 6 bzw. 7 zeigen, wie die Teilstücke einer Heizwand gemäß der Erfindung für die Reparatur "angeflickt" werden. Die Reparaturstellen sind dabei mit dem durch einen Strich 'markierten Bezugszeichen der entsprechenden Stelle an der Heizwand aus Fig. 5 markiert. Die Innenausschalung mit Gaze, die oben erwähnt wurde, ist bei 70 angedeutfit.Fig. 6 and 7 show how the sections of a heating wall according to the Invention to be "patched up" for repair. The repair points are marked with the reference symbol marked by a dash 'for the corresponding point on the heating wall from FIG. 5. The inner lining with gauze mentioned above, is indicated at 70.

- Patentansprüche -- patent claims -

509842/0323509842/0323

Claims

• a- claims

1. Kokskammerofenwand with the Kokskainraern facing outer surfaces, between which the individual heating gas channels extend from each other separating cross webs, characterized in that the wall is composed of individual elements (24, 42) whose vertical joints (32-34-36-38) are VDn Heizgaskanal (14, 16, 18, 20, 22) to the heating gas duct or from the outer surface (10, 12) to the outer surface through a respective transverse web, and that all joints through the elements interlocking ceramic
Wall anchors (26, 28, 30) are bridged.

2. coke chamber furnace wall according to claim 1, characterized in that all joints are formed like a labyrinth are.

3. A method for building a coke chamber furnace wall according to claim 1, characterized in that the elements are made in situ from flowable material.

4. The method according to claim 3, characterized in that first an auxiliary formwork for the area of the joints of two abutting elements and for the
provisional positioning of the anchors is established,
that then a first element is made, that its material is allowed to set, the auxiliary formwork is dismantled, the formwork for the adjoining element (s) is built up and then the latter (s) is made.

- 10 -

509842/0323

5. The method according to claim 3, characterized in that that first a formwork for an element is built, this manufactured and the formwork - dismantled as far as accessible is made of wire gauze, while the places that are no longer accessible after the material has been introduced built formwork is left.

509842/0323