DE2634858A1

DE2634858A1 - Blockage clearing oxygen lance - for coke oven batteries with specified sections and operated with specified oxygen pressures

Info

Publication number: DE2634858A1
Application number: DE19762634858
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Hollenhorst; Friedrich Dr Thiersch
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1978-02-09

Abstract

Passages, nozzle and channels in heated refractory masonry of industrial plant such as coke oven batteries are burned out and cleared by oxygen lances. On the way to the blockage in a heating flue an oxygen pressure of 1-6 atm. is maintained on the fired lance. On arrival this is raised to 6-26 atm. (11-16 atm.) and the heating flue is maintained at a negative pressure of 1-25mm w.g. The pref. oxygen lance for this application consists of an outer steel pipe in which wire cores of steel have been inserted. The oxygen flows at the specified pressure through the annulus between wires and pipe. The pref. ratios of the cross-sectional areas of the lance pipe material thickness Q1 to that of the core wires Q2 and to that of the annulus available for the oxygen flow is Q1:Q2:Q3 = 1.2:1.0:0.7. This prevents the extinction of the flame on the way and on the site. The lance material cannot melt together with the refractory material.

Description

Verfahren zum Freimachen von Durchtritten Procedure for clearing entrances

Düsen und Kanalen in auQeheiztem, feuerfesten Mauerwerk von Industrieofenanlagen, insbesoncere Verkokungsbatterien, während aes Betriebes Die Erfindung betrifft ein Verrahrer zum Aufbrennen, Ausbrennen und -Freimachen von Durchtritten, Düsen und Kanälen in aufgeheiztem, feuerfesten Mauerwerk von Industrieanlagen, insbesondere Verlcokungsbatterien, während des Betriebes mit Hilfe von Sauerstoffbrennern. Nozzles and channels in heated, refractory masonry of industrial furnace systems, in particular coking batteries during operation. The invention relates to a Verrahrer for burning on, burning out and clearing of passages, nozzles and Channels in heated, refractory masonry of industrial plants, in particular Coke batteries, during operation with the help of oxygen burners.

Sauerstoffbrenner oder Sauestoffianzen werden in der Industrie häufig zur Erzeugung extrem heisser Schneidflammen verwendet und sie dienen u.a. z.B. zum Zerschmelzen von Betonbauteilen Die heisse Flamme wird dabei durch Verbrennung des Eisenmaterials des Lanzenrohres sowie zusätzlicher in ihrem Innern angeordneter Eisenkerne bzw. Eisendrähte in reinem Sauerstoff unter Überdruck erzeugt.Oxygen burners or oxygen fancies are common in industry used to generate extremely hot cutting flames and they are used e.g. for Melting concrete components The hot flame is created by burning the Iron material of the lance tube as well as additional ones arranged inside Iron cores or iron wires generated in pure oxygen under positive pressure.

Bei dem Betrieb von Industrieofenanlagen aller Art, deren wesentliche Teile aus feuerfestem Mauerwerk errichtet sind und die mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beheizt werden, insbesondere beim Betrieb von Verkokungsbatterien, werden häufig Durchtritte, Düsen oder Kanäle in Brennernähe bzw die Brennerdüsen selber im Verlaufe von längeren Betriebszeiten durch Ablagerungen verengt und schließlich gänzlich zugesetzt. Die Ablagerungen entstehen dabei durch die Zersetzung von Bestandteilen des Brennstoffs oder auch durch Sinterung der von dem Brennstoff oder der Verbrennungsluft mitgelührten Staubanteile Die Wieseröffnung solcher £Mrchtritte, Düsen und Kanäle ist fur den optimalen Betrieb der Anlagen unerlässlich.In the operation of industrial furnace systems of all kinds, their essential Parts of refractory masonry are erected and those with solid, liquid or gaseous fuels are heated, especially when operating coking batteries, are often passages, nozzles or Channels in the vicinity of the burner or the burner nozzles themselves in the course of longer operating times due to deposits narrowed and finally completely clogged. The deposits are created by the decomposition of components of the fuel or through sintering of dust particles carried along with the fuel or the combustion air The meadow opening Such steps, nozzles and ducts are essential for the optimal operation of the equipment essential.

Aber auch bei neu errichteten Anlagen kann es vorkommen, dass Durchtritte, Düsen und Kanäle beim Abdichten der Anlage mit Dichtungsmassen oder mörtel unbemerkt verstopft oder durch unvorhergesehene Wärmeausdehnung einzelner Bauteile versperrt worden sind. In allen diesen Fällen ergibt sich nach dem Aufheizen der Anlage die Notwendigkeit des Freimachens unter Betriebsbedingungen. Das Abheizen der Anlage für diesen Reparaturzweck würde für die Anlage schädlich sein und ihre Festigkeit und Dichtigkeit beeinträchtigen und ausserdem Produktionsausfall bzw. Minderung bedeuten.But even with newly built systems it can happen that entrances, Nozzles and channels go unnoticed when the system is sealed with sealing compounds or mortar clogged or blocked by unforeseen thermal expansion of individual components have been. In all of these cases, after the system has been heated up, the Necessity of postage under operating conditions. The heating of the plant for this repair purpose it would be detrimental to the plant and its strength and leak tightness and also loss of production or reduction mean.

Besondere Probleme treten in diesem Zusammenhang bei modernen Verkokungsbatterien auf, wenn z.B. Brenngaszuführungsdüsen am Fuß der bis zu 10 m hohen und bis zu 1 5000 C heissen, nur durch eine enge Schauöffnung hindurch zugänglichen Heizzüge wieder erweitert oder geöffnet werden müssen und die Schwierigkeiten ergeben sich hauptsächlich aus der erforderlichen Länge der Sauerstofflanze und dem Umstand, dass sie auf ihrer gesamten Länge der hohen Heizzugtemperatur ausgesetzt ist. Dabei muss die lange Lanze bei extrem schlechten Sichtverhältnissen genau auf die vergleichsweise kleine Brenngasdüse im Heizzugfuß geführt werden und beim Arbeiten mit der Lanze ist auch Eile geboten, weil sie, auch wenn sie aushitze beständigem Material gefertigt ist, zum Weichwerden neigt und ausserdem an ihrer Mündung während des Aufschmelzens der Düsenöffnung das Lanzenmaterial abbrennt Die vorstehend geschilderten widrigen Umstände haben dazu gerührt, Das Versuche dieser Art an Verkokungsbatterien immer wieder ergebnislos abgebrochen wurden und die Fachleute es nicht mehr für möglich gehalten haken, das Verkokungsbatterien im Betriesszustanç au iese Weise je zu reparieren seien Die für diese Art der Reparatur einzuhaltenden schwierigen Bedingungen können folgendermassen zusammengefasst werden: 1 Das Material, das den Durchtritt, die Düse oder den Kanal zugesetzt oder nur teilweise verschlossen hat, muss geschmolzen werden; 2 Das geschmolzene Material muss durch Gasdruck so weit von der Arbeitsstelle bzw. der Lanzenmündung ferngehalten werden, dass es sich nicht als Kitt substanz zwischen der Lanzenmündung und dem keramischen, aufzuschmelzenden Düsanstein ansiedeln kann; 3 Die Brennerlanze hat eine hohe Zündtemperatur, die auf dem Wege zu dem Düsenstein im Fuß des Heizzuges nicht unterschritten werden darf, um ein Erlöschen der Lanze zu verhindern.In this context, particular problems arise with modern coking batteries if, for example, fuel gas supply nozzles at the foot of the up to 10 m high and up to 1 5000 C hot, heating flues accessible only through a narrow inspection opening have to be expanded or opened again and the difficulties arise mainly from the required length of the oxygen lance and the fact that it is exposed to the high heating draft temperature along its entire length. Included the long lance has to point exactly to the comparatively in extremely poor visibility conditions small fuel gas nozzle in the Heizzugfuß and at work Speed is of the essence with the lance because, even when it is overheated, it is constant Material is made, tends to soften and also at its mouth during the melting of the nozzle opening burns the lance material adverse circumstances have led to the experiments of this type on coking batteries again and again without result and the experts no longer for it Keep the coking batteries in the operating state in this way ever to be repaired The difficult ones to adhere to for this type of repair Conditions can be summarized as follows: 1 The material that the Passage that has blocked the nozzle or channel or only partially blocked it, must be melted; 2 The melted material has to go through gas pressure so far be kept away from the job or the lance mouth that it is not as a putty substance between the lance mouth and the ceramic to be melted Düsanstein can settle; 3 The burner lance has a high ignition temperature that must not be undercut on the way to the nozzle stone in the foot of the heating flue to prevent the lance from going out.

4 Bei dem Arbeiten in dem heissen Meizaig brennt die z.B.4 When working in the hot Meizaig, the e.g.

aus kohlenstoffreichem Stahl bestehende Lanze an ihrer Mündung unter dem Einfluß des Sauerstoffs mehr mehr ab unter Bildung von Metalloxiddämpfen und Kohlendioxid, die den Sauerstoffpartialdruck in der nächsten Umgebung der Schweissflamme an der Lanzenmünaung erniedringen und sie zum Ersticken bringen können Diese Dämpfe und Gase müssen deshalb aus der Nähe der Schweißflamme abgeführt werden Die ier Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun in der Verwirklichung der Gesamtheit der vorstehend aufgeführten Bedingungen und zur Lösung dieser Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs definierten Art vorgeschlagen, dass die Sauerstofflanze auf dem Weg durch das heisse Mauerwerk, zoSo durch ren Heizzug zur Arbeitsstelle, also z.B. high carbon steel lance attached to her mouth under the influence of oxygen more and more with the formation of metal oxide vapors and carbon dioxide, which is the partial pressure of oxygen in the immediate vicinity of the welding flame at the lance mouth and can make them suffocate These vapors and gases must therefore be removed from the vicinity of the welding flame The object on which the invention is based now consists in realizing the entirety the conditions listed above and to solve this problem is for a A method of the type defined at the outset proposed that the oxygen lance on the way through the hot masonry, zoSo through the heating flue to the place of work, so e.g.

zu dem Düsenstein im Heizzugfuß, nach dem Zünden mit einem auerstoffdruck, von 1 bis o ata an die Serscoprung herangeführt wird, an der verstopften Arbeitsstelle selber für das Aufschmelzen ein Sauerstoffdruck von 6 bis 26 ata eingestellt und der Heizzug so betrieben wird, dass er an der-Arbeitsstelle gemessen gegenüber seiner Umgebung, einen Unterdruck von 1 bis 25 mm WS aufweist, was durch Einstellung uer Zufuhr von Brenngas und Luft, sowie Kaminzugregelung erfolgen kann Üerraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei Einhalten der erfindungsgemässen Bedingungen ein Verlöschen der Schweissflamme weder auf dem Weg durch das Mauerwerk hindurch zur Verstopfungsstelle noch an der Arbeitsstelle selbst eintritt und dass auch kein Zusammenschmelzen des Lanzenmaterials mit dem feuerfesten Steinmaterial erfolgt.to the nozzle stone in the heating draft base, after ignition with an oxygen pressure, from 1 to o ata is brought up to the Serscoprung, at the clogged work place set an oxygen pressure of 6 to 26 ata for the melting itself and The heating flue is operated in such a way that it is measured at the workplace opposite to his Environment, has a negative pressure of 1 to 25 mm water column, which can be achieved by setting external The supply of fuel gas and air as well as chimney draft control can surprisingly take place it has been shown that if the conditions according to the invention are complied with, an extinction the welding flame neither on the way through the masonry to the blockage point occurs at the job itself and that there is no melting of the Lance material is done with the refractory stone material.

Erfindungsgemäß können Kanäle und Durchtritte in dem Ofenbauwerk bis zu einer Länge von X,2 m neu angelegt werden an Stellen, an denen sie vorher nicht vorhanden oder vorgesehen waren, und es können vorhandene erweitert bzw. wieder geöffnet werden. Verengte Kanäle, durch die der Abfluß des geschmolzenen Materials noch möglich ist, können auch wenn sie sehr viel länger sind, z.B. G,5 bis C,8 m, in ihrem Querschnitt erweitert werden Der Querschnitt der neu geschaffenen oder wieder eröffneten Kanäle oder Durchtritte hängt im wesentlichen von dem ausseren Durchmesser der verwendeten Lanze sowie vom Sauerstoffdruck während des Aufschmelzens ab Ein bevorzugter Druckbereich besteht bei 11 bis 16 ata Außerdem besteht noch die Möglichkeit, den Durchmesser der anale dadurch zu vergrössern, dass man in cem neu geschaffenen oder wieder eröffneten Kanal die Lanze einige Maie hin- und herführt Besonders bewährt hat sich für die Durchrühring des erfindungsgemässen Verfahrens eine auerstoffkernlanze nach dem deutschen Gebrauchsmuster 72 24 853, bei der in ein Mantelrohr aus Stahl Kerndrähte aus Stahl eingezogen sind und der freie Raum zwischen dem Mantelrohr und den Kerndrähten von unter Druck stehendem Sauerstoff durchströmt ist und das Verhältnis der Materialdicke des Lanzenrohres (QRohr) zu dem Gesamtquerschnitt der Kerndrähte (Qdraht) und zu dem für den Sauerstoffstrom freien Querschnitt (Qsauerstoff).According to the invention, channels and passages in the furnace structure can up to to a length of X.2 m are newly laid out in places where they were not previously existed or were intended, and existing ones can be expanded or restored be opened. Narrowed channels through which the outflow of the melted Materials is still possible, even if they are much longer, e.g. G, 5 to C, 8 m, be expanded in their cross-section The cross-section of the newly created or reopened canals or passages depends essentially on the exterior Diameter of the lance used and the oxygen pressure during melting ab A preferred pressure range is 11 to 16 ata the possibility of increasing the diameter of the anal by opening the cem Newly created or reopened canal the lance carries back and forth a few times It has proven particularly useful for stirring the process according to the invention an oxygen core lance according to the German utility model 72 24 853, in which in a jacket tube made of steel core wires made of steel are drawn in and the free space between the jacket tube and the core wires of pressurized oxygen is flowed through and the ratio of the material thickness of the lance tube (QRohr) to the total cross-section of the core wires (Qwire) and that for the oxygen flow free cross-section (Q oxygen).

QRohr : QDraht : Qsauerstoff = 1,2 1,0 : 0,7 beträgt. Q pipe: Q wire: Q oxygen = 1.2 1.0: 0.7.

Diese Sauerstofflanze ist zum Zerschneiden von Betonbauteilen bestimmt. Dabei ist der Lanzenschaft nicht den hohen Temperaturen ausgesetzt wie bei der Durchführung der Erwindung. Die Anwendung der Sauerstofflanze im Sinne der Erfindung ist neu und stellt eine Bereicherung der Technik darThis oxygen lance is intended for cutting up concrete components. The lance shaft is not exposed to the high temperatures as it is during implementation the sensation. The use of the oxygen lance for the purposes of the invention is new and represents an enrichment of the technology

Claims

Claims 1. Method for burning, burning out and clearing of passages, nozzles and channels in heated, refractory masonry of industrial plants, in particular coking plants, during operation with the help of oxygen burners or oxygen lances, characterized in that the oxygenation on the eg through the hot masonry to the nozzle stone in the Heizzugfuß after igniting with a Oxygen pressure of 1 to 6 ata is brought up to the clog, at the clogged The work site itself has set an oxygen pressure of 6 to 26 ata for the melting and the heating flue is operated in such a way that it is measured at the work place opposite its surroundings, has a negative pressure of 1 to 25 mm water column.

2. The method according to claim 1, characterized in that for melting an oxygen pressure of 11 to 16 ata is set.

3. Oxygen core lance according to DGBM 7224853 for carrying out the process according to claims 1 and 2, in which in a jacket tube made of steel core wires made of steel are drawn in and the free space between the jacket tube and the core wires of pressurized oxygen is flowed through, characterized in that the Ratio of the cross section (QR0hr) of the jacket pipe (1) to the pipe (wire) of the Core wires (2-) and to the (Qoxygen) of the space through which the oxygen flows (3) Q-pipe: wire: Q-oxygen, 2 = 1.0: 0.7 is.