DE2759804C2

DE2759804C2 - Koksofenkammertürstopfen aus feuerfesten Steinen

Info

Publication number: DE2759804C2
Application number: DE19772759804
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 4703 Bönen Mathiak; Hans Ing.(grad.) 4713 Bochum-Hövel Oldengott
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1986-10-23

Description

Die Erfindung betrifft einen Koksofenkammertürstopfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Stopfen haben die Aufgabe, die unter der unmittelbaren Einwirkung der Ofentemperatur auftretende Verzunderung des Türkörpers zu verhindern. Dazu wählt man für den Stopfen eine Formgebung, durch die ein dichter Anschluß an die Kammerseitenwände gewährleistet wird, wo naturgemäß Zwischenräume für den Wärmeausgleich vorhanden sein müssen. Durch eine Hinterfütterung des Stopfens gewinnt man eine bessere Isolierung des Türkörpers, die eine zu starke Erwärmung und Wärmeverluste nach außen vermeidet. Türkörper aus Guß- oder Schmeideeisen vermindern die Türgewichte.

Bekannt sind aus feuerfesten Steinen aufgemauerte Koksofenkammertürstopfen, in denen eine Vielzahl von Steinen die Höhe und Breite des Stopfens ausfüllen. Der Stopfen wird seitlich von je einem über die Länge der Türe durchgehenden Steinhalter festgehalten und unten auf einem weiteren Steinhalter abgestützt Die Hinterfüllung besteht bei diesem bekannten Stopfenaufbau ihrerseits aus Mauerwerk. Der Aufbau des Stopfens aus gemauerten Steinen bedingt einen unverhältnismäßig großen Aufwand an Handarbeit und verhindert eine fachgerechte Aufheizung des feuerfesten Mauerwerks, für die ein Vorbrand oder ein Tempern des Stopfens Voraussetzung ist Darauf beruhen vorzeitige Zerstörungen des Stopfens und dadurch bedingte Erneuerungsarbeiten. Auch nur teilweise 7PrstÖrte Stopfen müssen stets ganz erneuert werden. Die unteren und die außen liegenden Steinhalter sind aus Guß- oder Schmiedeeisen bestehende Teile, die der unmittelbaren Einwirkung der Ofeninnentemperatur ausgesetzt sind und daher leicht verzundern. Der Aufwand für diese Steinhalter ist beträchtlich.

Außerdem sind Koksofenkammertürstopfen aus Stampfmasse bekannt, die an Ort und Stelle nur mil einer arbeitsaufwendigen und teuren Schalung eingebracht werden können. Eine fachgerechte Aufhcizung des Türstopfens ist ebenfalls unmöglich und Steinhalter sind auch erforderlich. Die aus feuerfester Stampfmasse bestehenden Stopfen bieten daher in dieser Hinsicht keine nennenswerten Verbesserungen gegenüber den aufgemauerten Stopfen.
Die seitlichen Steinhalter beider Stopfenbauarten

ίο sind je nach Ofentyp und Ofengröße unterschiedlich, weil die Türabmessungen nicht übereinstimmen. Tatsächlich ergeben sich deswegen bei größeren Bergwerksgesellschaften mehr als ein halbes Hundert verschiedener Typen seitlicher Steinhalter, die auf Lager gehalten werden müssen.

Die Erfindung geht aus von einem vorbekannten Koksofenkammertürstopfen (US-PS 35 05 174), der aus Fertigteilen besteht und daher im Ergebnis eine längere Standzeit hat und keine seitlichen Steinhalter erfordert Dieser vorbekannte Stopfen ist nämlich nur der Höhe nach in einzelne und naturgemäß wenige, aus feuerfester Masse, insbesondere aus feuerfestem Beton bestehende Fertigteile handlicher Größe unterteilt Diese feuerfesten Steine können deswegen in einem Fertigteilewerk anders als die vorbekannte Aufmauerung an Ort und Stelle unter optimalen Bedingungen hergestellt d.h. insbesondere fachgerecht vorgebrannt werden. Solche Steife können bei voller Breite des Stopfens eine Höhe von 300—600 mm aufweisen und lassen sich bei etwaigen Beschädigungen auswechseln.

Die vorbekannte Befestigung der Steine erfolgt mit Hilfe von Schraubenbolzen, deren mit Scheiben unterlegte Köpfe in einer Längsführung auf der Innenseite des Türblattes sitzen. Die versenkten Gewindeenden nehmen jeweils eine Mutter auf, die sich auf einem äußeren Bund einer Hülse abstützt, welche den inneren Teil der betreffenden Ausnehmung auskleidet Die querverlaufenden Fugen benachbarter Steine sind offen. Nach Lösung der betreffenden Muttern kann man deswegen bei eingehängter Tür jeden Stein einzeln auswechseln.

Bei dieser Bauart des Koksofenkammertürstopfens ist nur der unterste Stein auf einem unteren Steinhalter abgestützt. Deswegen sind die Schrauben der oberen Steine auf Scherung beansprucht Das erfordert Schaftdurchmesser, die verhältnismäßig groß sind. Durch die offenen Fugen dringen außerdem Kohlenwasserstoffe in die feuerfesten Steine ein, die dadurch beschädigt und vorzeitig zerstört werden können. Insbesondere ist das Eindringen von Teer in die Fugen nachteilig.

Ein weiterer Koksofenkammertürstopfen ist aus der GB-PS 8 38 717 bekannt. Dieser Stopfen aus feuerfesten Steinen von der Breite des Stopfens ist mit wenigstens einer Ausnehmung zur Aufnahme eines im Stein versenkten Haltebolzens versehen. Dabei ist der unterste Stein auf einem an der Türe festen Steinhalter abgestützt Die Haltebolzen sind als Kopfbolzen ausgeführt. An der Innenseite der Tür ist ein Halfeneisen angebracht. Mit dem gegenüberliegenden Kopf ist der HaI-tebolzen einer T-Aussparung formschlüssig, welche in 7ufp| aufeinander fo!^CTsnden Steinen des Sto^fsiis angebracht ist. Die Steine stützen sich unmittelbar aufeinander ab, sind aber einzeln auswechselbar. Eine Ausfüttcrung der Fugen ist ebenso wenig vorgesehen, wie eine Füllung einer Nut zur Abdeckung einer solchen Ausfütlerung.

Die DE-PS 5 84 507 zeigt weiter einen feuerfesten Koksofenkammertürstopfen, welcher aus mehreren ge-

mauerten Abschnitten besteht, die ihrerseits offenbar eine Breite aufweisen, die der Breite des Stopfens entspricht Die betreffenden Abschnitte sind an Bolzen lose aufgehängt. Jeder Abschnitt ist in einem eisernen Rahmen gehalten, der mit an seiner Innenseite angeordneten waagerechten Rippen mit einer an der Innenseite angeordneten elastischen Platte zusammenwirkt Eine feuerfeste Ausfütterung in den querverlaufenden Fugen ist ebenso wenig vorgesehen wie eine Füllung der Nut Die Fugen bleiben vielmehr offen.

Ergänzend zum Stand der Technik wird noch auf die DE-AS 21 16 093 verwiesen, die eine Vorrichtung zum Aufhängen eines keramischen Steines an der Tragkonstruktion eines Feuerungsraumes betrifft Der keramische Stein ist zweiteilig ausgeführt und mit einer warmedämmenden Masse abgeschalt Die Steine bilden die Hängedecke eines Feuerungsraumes. E>ie Aufhängevorrichtung besteht aus einem Kloben mit einem in einem verbreiteten Teil einer Aussparung des Steines hineingreifenden Fuß, mit einem den engeren Teil der Aussparung durchsetzenden Schaft und mit einem an der Tragkonstruktion befestigten Kopf, wobei der Fuß eine Auflagefläche aufweist, die an der zur Belastungsrichtung etwa senkrechten Gegenfiäche der Aussparung des Steines anliegt wobei zwischen dem Fuß und den Wandüngen der Aussparung des Steines warmedämmendes Material vorgesehen ist Gemäß dieser Druckschrift kann auch zwischen dem Schaft und den Wandungen der Aussparung warmedämmendes Material vorgesehen sein. Weiter ist aus der DE-OS 23 37 163 ein Befestigungselement für feuerfeste Zustellungen bekannt Dess Befestigungselement besteht aus einem mit Schaft versehenen Anker aus hitzebeständigem Material, wobei der Anker schraubenartig ausgebildet ist und sein in der feuerfesten Masse sitzender Kopf eine selbstzentrierende, im Schaft endende tragende Fläche aufweist und der Anker unter Beibehaltung eines Spiels in der feuerfesten Masse eingebaut ist. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Spiel durch in die feuerfeste Masse einsetzbare vorgefertigte keramische Tüllen und gegebenenfalls keramische Faser gegeben ist Beide vorbekannten Vorrichtungen stellen sich als unpraktisch heraus, da es mit ihnen nicht möglich ist, z. B. bei eingehängter Tür jeden Stein einzeln auswechseln zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haltebolzen zu entlasten und das Eindringen von Kohlenwasserstoffen und Teer zwischen die als Fertigteile ausgeführten Steine des Stopfens zu verhindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Ausfütterung der querverlaufenden Fugen löst dabei im wesentlichen zwei Probleme gleichzeitig: Einerseits verhindert sie die Kantenpressung der Steine und entlastet die Haltebolzen; andererseits dichtet sich im Zusammenwirken mit der Nutausfilllung die Fugen zwischen den Steinen gegen eindringende Kohlenwasserstoffe ab. Auf diese Weise ist es möglich, einerseits die die ungünstigen Scherbelastungen der Haltebolzen zu reduzieren, andererseits aber die vorzeitige Zerstörung der Steine des Koksofenkammertürstopfens zu verhindern, welche durch eindringende Kohlenwasserstoffe zerstört werden und wertvolle Eigenschaften verlieren, die für den Türstopfen entscheidend sind.

Gemäß dem Anspruch 2 sind die Ausfütterungen jeweils mit der Füllung einer Nut abgedeckt, deren an den Nutboden anschließende seitliche Begirenzungsflächen mit dem Boden einen spitzen Winkel einschließen. Die Füllung dient dazu, das Eindringen von Teer in die Fugen zu verhindern. Die im Querschnitt in etwa schwalbenschwanzförmige Ausgestaltung der Nut hat den Vorteil, daß die Füllung bei den extremen Temperaturwechsel im Betrieb des Ofens nicht aus der Nut herausfallen kann.

Vorzugsweise besteht die Ausfütterung aus einem aus feuerfester Steinwolle bestehenden Filz, der auch für die eingangs erwähnte wärmedämmende Hinterfütterung Verwendung finden kann. Die Füllung kann aus einem feuerfesten Mörtel bestehen.

Die Fertigteile können infolge ihrer erfindungsgemäßen Anordnung im Stopfen auch mit besonderen Eigenschaften versehen sein. Dazu gehört vor allem eine höhere Wärmedämmung. Sie wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung durch Steine erreicht, die einen porösen Kern und einen flüssigkeits- und gasdichten Mantel um den Kern aufweisen. Die Porosität des Kerns führt die erhöhte Wärmedämmung herbei. Der Mantel hat ebenfalls wie die Ausfütterung die Aufgabe, das Eindringen von Kohlenwasserstoffen in die Poren zu verhindern.

Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer Koksofenkammertür auf die Außenseite des Stopfens, wobei für das Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Einzelheiten der Türe weggelassen sind,

F i g. 2 den Gegenstand der F i g. 1 im Querschnitt und in Draufsicht,

Fig.3 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1, wobei die Fertigteile mit Position 1 bis 5 bezeichnet sind,

F i g. 4 schematisch und im Querschnitt eines der Befestigungsmittel für die Anbringung der Fertigteile gemäß Position 1 bis Position 5,

F i g. 5 Schnitt V-V in F i g. 1 und

F i g. 6 Schnitt IV-IV in F i g. 3.

Die Fertigteile, die mit den Positionsnummern 1 bis S bezeichnet sind, bilden zusammen einen Koksofenkammertürstopfen, der die allgemein mit (1) bezeichnete und vorzugsweise aus Gußeisen bestehende Ofentür der Koksofenkammer gegen die Einwirkung der Ofeninnentemperatur schützt Mit Hilfe von noch weiter unten zu erläuternden Befestigungsmitteln werden diese zusammen mit einer Hinterfütterung (20) (vgl. F i g. 2) aus wärmedämmenden Material innen an dem vorzugsweise aus Gußeisen bestehenden Türkörper (1) angebracht. Der Stopfen ist im übrigen unten auf einem Steinhalter (21) abgestützt. Zwischen dem Steinhalter (21) und dem Fertigteil gemäß Position 5 ist ebenfalls warmedämmendes Material bei (22) angeordnet.

Die Fertigteile Position 1 bis Position 5 besitzen gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils 4 Ausnehmungen, die ihrerseits identisch ausgebildet sind, so daß es genügt, am Beispiel der F i g. 2 die Form der Ausnehmung näher zu erläutern, die allgemein mit (23) bezeichnet ist. Identisch sind auch die jeder Ausnehmung zugeordneten Schrauben¹ (24) (F ig. 4). die zusammen die Befestigungsmittel des Stopfens (2) bilden. Wie F i g. 4 erkennen läßt, besitzt das Türblatt (1) an den mit den Ausnehmungen (23) in den Fertigteilen fluchtenden Stellen je eine Bohrung (25), die auch als Sackbohrung ausgeführt sein kann, gemäß dem Ausführungsbeispiel der F i g. 4 jedoch durchgeht. Die Bohrung ist mit dem Innengewinde bei (26) versehen, so daß der mit Außen-

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gewinde (27) versehene Innenteil (28) des Schraubbolzens (29) eingedreht werden kann.

Der Schaft der Schraube (29) trägt einen Sechskant-

kopf (30), der sich auf einer Scheibe (31) abstützt, zwischen die und dem Boden (32) einer Vertiefung (33) an

der Oberseite (34) des betreffenden Fertigteiles eine '

Scheibe (35) gelegt ist. Die Scheibe (35) besteht ebenso wie die Hinterfütterung (20) der Fertigteile aus einem Filz aus feuerfester Steinwolle. Natürlich kommen auch

andere feuerfeste Stoffe für diesen Zweck in Betracht, to ,

soweit sie den hohen Ofentemperaturen genügend Wi- '

derstand entgegensetzen. ,,

Die zur Versenkung des Schraubenkopfes (30) dienende Einsenkung (33) setzt sich fort in einer zylindri- ι sehen Ausnehmung (36), welche mit Spiel den Schrau- is benbcizcn (29) aufnimmt. Hieraus wird ersichtlich, daß die Schraube (24) selbst nicht auf Scherung, sondern nur auf Zug beansprucht ist Das beruht darauf, daß das gesamte Stopfengewicht auf dem erwähnten Steinhalter (21) abgestützt wird. 20 '

In der F i g. 5 ist im Querschnitt die Fuge (101) zwischen den Fertigteilen Position 2 und Position 3 dargestellt Diese Fuge ist ausgefüllt mit einer Ausfütterung (55), die aus einem Filz aus feuerfester Steinwolle besteht Die Ausfütterung (55) ist mit der Füllung (102) einer Nut (103) abgedeckt, wobei die Füllung aus einem feuerfesten Mörtel bestehen kann. Die Nut (103) ist so ausgebildet, daß ihre an den Nutboden (104) anschließenden seitlichen Begrenzungsflächen (105) mit dem Boden (104) einen spitzen Winkel einschließen, so daß

sich eine in etwa schwalbenschwanzförmige Form er- J

gibt '

In der F i g. 6 ist der Querschnitt eines Steines gezeigt, der aus zwei miteinander verbundenen Abschnitten besteht Dabei ist der zur Koksofenkammertür (1) hinzei- 35 ^; gende Teil (106) aus porösem Material und der von der Tür (1) wegweisende Teil (107) aus flüssigkeits- und gasdichtem Material. Es ist natürlich auch möglich, den Stein so auszugestalten, daß der flüssigkeits- und gasdichte Teil (107) den porösen Teil (106) als Mantel voll umschließt Der poröse Teil (106) dient als wärmedämmendes Medium zwischen Koksofentür und Außenraum, während der flüssigkeits- und gasdichte Teil (107) dazu dient das Eindringen von Kohlenwasserstoffen in die Poren des Teils (106) zu verhindern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

50

55

60

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Claims

Patentansprüche:

1. Koksofenkammertürstopfen aus feuerfesten Steinen von der Breite des Stopfens und mit wenigstens einer Ausnehmung zur Aufnahme eines im Stein versenkten Haltebolzens, wobei der unterste Stein auf einem an der Türe festen Steinhalter abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steine über feuerfeste Ausfütterungen (20, 22, 55) in querverlaufenden Fugen (101) zwischen den Steinen aufeinander abstützen.

2. Koksofenkammertürstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfütterungen (20, 22, 55) jeweils mit der Füllung (102) einer Nut (103) abgedeckt sind, deren an den Nutboden (104) anschließende seitliche Begrenzungsflächer (105) mit dem Boden einen spitzen Winkel einschließen.

3. Koksofenkammertürstopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfütterungen (20,22,55) aus einem aus feuerfester Steinwolle bestehenden Filz und die Füllung aus einem feuerfesten Mörtel besteht

4. Koksofenkammertürstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine einen porösen Kern (106) und einen flüssigkeits- und gasdichten Mantel (107) um den Kern aufweisen.