DE2918005C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Beschicken eines Koksofen - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigrohre (7) mindestens im koksofenseitigen Endabschnitt im Bereich des dortigen Verschließelementes (12) zu einer etwa hohlkugelförmigen Verschlußkammer (8) ausgebildet sind, deren Wandinnendurchmesser in Höhe des in offener Füllstellung befindlichen koksofenseitigen Vcrschließelementes (12) gegenüber dessen Außenranddurchmesser nur um so viel größer ist, daß zwischen dem angehobenen Verschließelement (12) und der Verschlußkammerwand nur ein relativ schmaler Ringspalt gebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abzweigrohr (7) eine Verschlußkammer (8) mit ober- und unterseitig sich direkt gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen (9, 10) aufweist, in der die zwei etwa kegelförmigen Verschließelemente (11, 12) übereinander gehaltert sind, von denen mindestens das obere Verschließelement (U) glockenartig hohl ist, und daß beide Verschließelemente (11, 12) voneinander getrennt bewegbar sowie auch ineinander gebracht gemeinsam in eine Offenstellung bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Verschließelement (12) in Höhe und Durchmesser etwa die gleichen Abmessungen aufweist wie der Hohlraum des oberen, glockenförmigen Verschließelementes (il).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Verschließelement (11) an einer äußeren, rohrförmigen Betätigungsstange (13) angeordnet ist, und daß das untere Verschließelement (12) an einer innerhalb der rohrförmigen Betätigungsstange (13) geführten zweiten Betätigungsstange (14) angeordnet ist, und daß beide Betätigungsstangen (13, 14) an zwei an sich bekannten Kurbelschwingarmen und einer Antriebsvorrichtung gekoppelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abzweigrohr (7) aus mehreren, im oberen Bereich in einen zylindrischen Rohrabschnitt (18) zusammenlaufenden Verteilerrutschen (17) besteht, die am Obergang zum zylindrischen. Rohrabschnitt (18) im Zentrum ihrer Verbindungsstellen eine schwenkbar gelagerte, an sich bekannte Verteilerkappe (19) aufweisen, mit der die einzelnen Verteilerrutschen (17) verschließbar sind, wobei die unteren Verschließelemente (12) mit der Verteilerklappe (19) antriebsverbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigrohre (7) mindestens im Bereich des ofenseitigen Verschließelementes (12) einen sich zwischen zwei nach außen schräg auseinanderlaufenden Flanschebenen (21, 22) erstreckenden, aus ihrer Dichtlage in eine offene Reinigungslage herausklappbaren Rohrabschnitt (23) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der herausklappbare Rohrabschnitt (23) und ggf. das von ihm aufgenommene Verschließelement (12) herauslösbar angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließelement (12) in das Fülloch (6) hineinragt und in Verschlußstellung nach oben gegen das freie untere Ende des Abzweigrohres (7) gasdicht abgestützt ist.

10. Verfahren zum Beschicken eines Koksofens mittels einer Vorrichtung nach eineai der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Verschließelemente (12) und anschließend die Verschließelemente (11) geöffnet werden und das Verschließen in umgekehrter Reihenfolge erfolgt

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Verschlußvorganges das in der Verschlußkammer befindliche Gas durch ein Inertgas ausgetauscht wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Beschicken eines Koksofens mit einer solchen Vorrichtung.

Um von den bisher zumeist verwendeten schweren Füllwagen für Koksofenbatterien, die relativ zeit- und personalaufwendig betrieben werden müssen, freizukommen, sind kontinuierlich arbeitende Beschickungssysteme auf der Grundlage von Längsförderern bekannt. Diese sind mit einer von der Anzahl an Koksofenkammern abhängigen Anzahl angeschlossener Abzweigrohre mit den passenden Auslauf- und Füllvorrichtungen zur gesteuerten Verteilung der einzufüllenden Kohle in die einzelnen Koksofenkammern versehen. Der Längsförderer kann aus einem feststehenden Rohrsystem bestehen, in dem die zerkleinerte Kohle mit Hilfe eines Trägergases, das die Kohle gleichzeitig vorerhitzen kann, den Abzweigrohren zugeblasen wird. Der Längsförderer kann aber auch ein Kettenförderer sein, der in einen parallel zur Längsachse der Koksofenbatterie, also quer zu den einzelnen Koksofenkammern, über deren Ofendecke verlaufenden Kastenkanal hineinmontiert ist. Unabhängig vom Fördersystem ist es erforderlich, daß die Befüllung der Ofenkammern weitgehend gas- und staubdicht erfolgt, was insbesondere bei einer Befüllung mit vorerhitzter Kohle die bekannten Probleme der schnellen Verschmutzung und somit der schnell eintretenden Undichtigkeiten an den Schließstellen,

sowie der unterschiedlichen Wärmeausdehnung zwischen Fördersystem und Koksofendecke aufwirft.

Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-OS 18 10 324 sowie der DE-AS 20 20 261 bekannt Bei der DE-OS 18 10 324 hande.U es sich um Absperrelemente, die lediglich Kohle zurücKhalten,aber nicht den, Staub, der zum großen Teii in vorerhitzter Kohle enthalten ist, bzw. Gase. Die hier verwendeten Flachschieber bzw. Füllochdeckel sind nicht staubdicht, zumindest aber nicht gasdicht; außerdem ist eine solche Einrichtung nicht gegen Undichtigkeiten aufgrund mechanischer Spannungen zwischen verschiedenen Bauteilen geschützt Dies ist ein besonderes Problem von permanenten Verbindungen zwischen den rüllöchern und Längsfcrdereinrichtungen. — Die gleichen Probleme bestehen bei der aus der DE-AS 20 20 261 bekannten Vorrichtung, bei der als weiterer Nachteil hinzukommt, daß die dortigen Rutschen, zumindest im Bereich der Klappen, durch kondensierende Teere aus dem Rohgas zuwachsen können, weil während des gesamten Verkokungsprozesses das Rohgas durch die Füllöcher über die Rutschen zur Vorlage austritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zur weitgehend gas- und staubdichten Beschickung von Koksöfen zu schaffen, die fernerhin mit geringstmöglichen Mitteln einen rationellen und störungsfreien Einsatz von kontinuierlich arbeitenden Längsförderern gewährleistet, sowie ein geeignetes Verfahren zur Handhabung einer solchen Einrichtung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Hierdurch wird erreicht, daß die Füllöcher, durch die zur Zeit nicht beschickt wird, gasdicht verschlossen sind und Spannungskräfte zwischen Fördersystem und Koksofendecke ausgeglichen werden. Im übrigen wird durch die Abzweigrohre dicht über den Füllöchern eine schleusenartige Verschlußkammer gebildet, die bei den für eine Beschickung geöffneten Füllöchern ein Austreten von Rohgas aus den Ofenkammern über die Abzweigrohre hinaus in die Beschickungsvorrichtung bzw. ins Freie weitgehend vermeidet, so daß auch die Verschmutzung durch Ablagerung von Gas- und Staubbestandteilen an der Innenwandung der Abzweigrohre weitgehend beseitigt, mithin also ein gas- und staubdichter Sitz der Verschließelemente in den Kohledurchtrittsöffnungen über relativ lange Einsatzperioden gewähi leistet ist. Hinzu kommt, daß die Glocken- bzw. Kegelform der Verschließelemente den Kohlestrom gegen die Wandung der Abzweigrohre auseinandertreibt, wodurch es fortgesetzt zu einer mechanischen Einwirkung auf evtl. Ablagerungen und somit zur selbsttätigen Reinigung der Abzweigrohre, mindestens im Bereich der Verschließelemente kommt. Diese Selbstreinigung wird noch unterstützt durch den Gegenstand nach Patentanspruch 2.

Die weiteren Anspruchsmerkmale der Ansprüche 3—9 enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen des Erfindungsgegenstandes in Verbindung mit Beschickungsvorrichtungen, deren Abzweigrohre entweder zu Einwegverteilern oder zu Mehrwegeverteilern für den gleichzeitigen Anschluß einer Auslaufstelle des Längsförderers mit mehreren Füllöchern einer Ofenkammer oder mit mehreren Ofenkammern jeweils durch eines oder mehrere Füllöcher ausgebildet sind. Zwei Ausführungsbeispiele einer solchen Beschickungsvorrichtung sind nachstehend beschrieben und in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. la/b die Ansicht einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung mit zu Einwegverteilem ausgebildeten Abzweigrohren im Querschnitt (F i g. 1 a) und im Längsschnitt (Fig. Ib) einer Koksofenbatterie,

Fig.2a/b die Ansicht einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung mit einem als Zweiwegeverteiler ausgebildeten Abzweigrohr im Querschnitt (F i g. 2a) und im Längsschnitt (F i g. 2b) einer Koksofenbatterie,

Fig.3 eine alternative Ausführungsform des koksofenseitigen Verschließelementes.

In den Fig. 1—2 ist je ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschicken eines Koksofens mit zerkleinerter, vorzugsweise vorerhitzter Kohle mit einem oberhalb der Koksofendecke 1 parallel zur Längsachse der Koksofenbatterie angeordneten Kettenförderer 2 dargestellt, der von der Wandung eines Kastenkanals 3 umgeben ist Ober den einzelnen Ofenkammern 4 der Koksofenbatterie befinden sich von dem Kettenförderer 2 ausgehende, nicht dargestellte Auslaufschurren und Auslauftrichter 5 mit einem sich nach unten in mindestens ein Fülloch 6 der Koksofenkammer 4 erstreckenden Abzweigrohr 7. Das koksofenseitige Ende von Auslauftrichter 5 ist mit einem glocken- oder kegelförmigen, den Kohlestrom absperrenden Vercchließelement 11 verschließbar. An den Auslauftrichter 5 schließt sich koksofenseitig über einen Spannungskräfte aufnehmenden Kompensator 16 ein Abzweigrohr 7 an, welches die Verschlußkammer 8 bildet und an seinem unteren Ende über dem Fülloch 6 fest auf der Koksofendecke 1 aufsitzt. Ein gasabsperrendes Verschließelement 12 in unmittelbarer Nähe des Füllochs 6 bildet den unteren Abschluß der Verschlußkammer (8).

In Fig. la/b ist das Abzweigrohr im Bereich dicht über der Koksofendecke 1 im wesentlichen zu einer hohlkugelförmigen Verschlußkammer 8 ausgebildet. Diese weist eine oberseitige Durchtrittsöffnung 9 und direkt senkrecht darunter eine unterseitige Durchtrittsöffnung 10, denen zwei übereinander gehalterte hohlkegelförmige Verschließelemente 11 und 12 zugeordnet sind, auf. Das obere Verschließelement 11 sitzt am unteren Ende einer rohrförmigen Betätigungsstange 13, die mit einem hier nicht dargestellten an sich bekannten Betätigungsorgan verbunden ist. Das untere Verschließelement 12 sitzt am unteren Ende einer zweiten Betätigungsstange 14, die innerhalb der ersten rohrförmigen Betätigungsstange 13 konzentrisch geführt und mit einem hier nicht dargestellten an sich bekannten Betätigungsorgan verbunden ist. Die beiden Betätigungsorgane für die Betätigungsstangen 13 und 14 sind vorteilhafterweise nach Maßgabe des Anspruchs 11 miteinander in einfacher Weise gekoppelt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist gemäß Anspruch 12 wie folgt:

Die zerkleinerte, vorzugsweise vorerhitzte Kohle wird dem Kettenförderer 2 und von diesem über die Auslauftrichter 5 und Abzweigrohr 7 den zu befüllenden Ofenkammern 4 zugeführt. Abzweigrohre 7 sind an beiden öffnungen 9 und 10 oberhalb und unterhalb der Verschlußkammer 8 noch von der vorausgegangenen Verkokungsperiode geschlossen (wie in den F i g. 1 und 2 mit lusgezogenen Linien dargestellt ist).

Zum Befüllen einer Ofenkammer 4 werden nacheinander erst das untere Verschlußelement 12 und anschließend das obere Verschlußelement 11 geöffnet und beide Verschließelemente in die zwischen den

Durchtrittsöffnungen 9 und 10 liegende Medianebene gebracht, wie in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt ist. In dieser Position sind nun beide Verschließelemente U und 12 ineinandergeschoben und arretiert. Das Abzweigrohr 7 ist, wie schon erwähnt, im Bewegungsbereich der Verschließelemente 11 und 12 zu einer hohlkugelartigen Verschlußkammer 8 ausgebildet, deren Wandinnendurchmesser in Höhe der in der offenen Füllstellung, also etwa auf der Medianebene, befindlichen Verschließelemente 11 und 12 gegenüber deren Außenranddurch- to messer nur um so viel größer ist, daß zwischen den Verschließelementen 11,12 und der Verschlußkammerwand nur ein relativ schmaler Ringspalt gebildet ist. Hierdurch wird beim Füllen der Ofenkammer 4 die Verschlußkammerwand infolge der mechanischen Ein-Wirkungen beim Vorbeifließen des Schüttgutes von Anbackungen befreit, also eine Selbstreinigung bewirkt. Durch geeignete an sich bekannte Formgebung der äußeren Oberfläche des oberen Verschließelementes 11 ist ein für diese Selbstreinigung günstiges Fließverhalten des Schüttgutes erreichbar.

Ist die betreffende Koksofenkammer 4 fertig gefüllt, so wird das obere Verschließelement 11 in seine Schließlage gegen den Rand der oberen Durchtrittsöffnung 9 gebracht und arretiert Es folgt der entsprechende Vorgang mit dem unteren Verschließelement 12. Das nach dem Durchtritt der letzten Kohlenmenge durch das Fülloch 6 und vor dessen Verschließen noch in die Verschlußkammer 8 eingetretene Füllgas wird gemäß Anspruch 11 vorteilhafterweise über eine Entlüftungsleitung 15 durch Eindrücken von Sperrgas, also einem Inertgas, ausgetauscht

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung zum Beschikken des vorbeschriebenen Koksofens unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß hier zwei Ofenkammern 4 jeweils über ein Abzweigrohr 7 beschickt werden, das durch etwa hosenförmige Verteilerrutschen 17 zu einem Zweiwegeverteiler ausgebildet ist Für den Anschluß jeweils nur eines Auslauftrichters 5 an zwei Koksofenkammern 4 sind die zwei Verteilerrutschen 17 dicht über der Koksofendecke 1 zu etwa hohlkugelförmigen Verschlußkammern 8 erweitert und enthalten darin je ein Verschließelement 12. Beide Verteilerrutschen 17 laufen zu einem einzigen, unterhalb des Auslauftrichters 5 senkrecht angeordneten Rohrabschnitt 18 zusammen, der einen größeren Querschnitt als der Auslauftrichter 5 in seinem Unterabschnitt aufweist, mit dem dieser die Einmündung des vorbeschriebenen Rohrabschnittes 18 mit erheblichem Spielraum eingreift Für eine gas- und so staubdichte Verbindung ist zwischen dem Auslauftrichter 5 und den oberseitigen Ende des Rohrabschnittes 18 der Verteilerrutschen 17 ein etwa faltbalgartiger Kompensator 16 angeordnet, durch den verhindert wird, daß die aus Dehnung des Kettenförderers 2 resultierenden Schubkräfte die Abzweigrohre 7 nachteilig belasten. Die Verteilerrutschen 17 und der Rohrabschnitt 18 bilden zusammen das Abzweigrohr 7, welches die Verschlußkammer 8 umschließt Diese hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein oberseitiges Verschließelement (11) und die zwei unterseitigen Verschließelemente 12 in den beiden Verteilerrutschen 17, die koksofenseitig im gleichen Sinn wie das erste Ausführungsbeispie! ausgestattet sind. Jedoch ragen hierbei die Betätigungsstangen 14 der Verschließelemente 12 aus der oberen Schrägwandung der Verteilerrutschen 17 heraus und erstrecken sich diametral zueinander bis neben den oberen Rohrabschnitt 18. Sie sind dort jeweils mit dem hydraulisch bzw. pneumatisch betriebenen Kolben eines an diesem Rohrabschnitt 18 gehalterten hier nicht dargestellten Arbeitszylinders verbunden. Zur Betätigung des Verschließelementes 11 wird z. B. dessen Betätigungsstange 13 mittels an sich bekannter, paarweise einander gegenüberliegend angeordneter zweiarmiger Hebel 25 mit Endgewichten 26 verbunden. Auf diese Weise wird Verschließelement 11 im Unterabschnitt des Auflauftrichters 5 infolge der Zugkraft der Gewichte 26 mit seiner oberen Kegelfläche unter den freien Rand des Auslauftrichters 5 zu dessen gasdichtem Verschluß angezogen.

Unterhalb des Auslauftrichters 5 befindet sich in dem Rohrabschnitt 18 des Abzweigrohres 7 im Zentrum der Abzweigstelle der Verteilerrutschen 17 eine um ihre waagerechte Achse schwenkbare Verteilerklappe 19, die zum Verschließen des Zuganges in die eine oder die andere Verteilerrutsche 17 dient. Die Verteilerklappe 19 ist vorteilhafterweise mit den zwei unteren Verschließelementen 12 antriebsverbunden. Die Betriebsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels nach den F i g. 2a/b weicht vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch ab, daß die Verteilerklappe 19 vor Beginn eines Füllvorganges jeweils in die Position gebracht wird, in der sie die Verteilerrutsche der zu befüllenden Koksofenkammer freigibt und die andere Verteilerrutsche verschließt. Wie in F i g. 2b dargestellt ist, enthalten die Verteilerrutschen 17 im Bereich der unteren Verschließelemente 12 einen Rohrabschnitt 23, der sich zwischen zwei nach außen auseinanderlaufenden Flanschebenen 21 und 22 erstreckt und um eine in der unteren Flanschebene 21 außenseitig angeordnete Achse 27 herausklappbar ist Damit können die meistbeanspruchten Teile des Abzweigrohres 7 für eine Reinigung dieser Teile und des Fülloches 6 leicht zugänglich gemacht werden. Mit bekannten Mitteln können der herausgeklappte Rohrabschnitt 23 und die von ihm aufgenommenen Teile, wie z. B. das Verschließelement 12 und dessen Betätigungsstange 14, von der Achse 27 gelöst und insofern leicht ausgetauscht werden.

Das Abzweigrohr 7 ist im Bereich des Kompensator 16 derart befestigt z. B. angeflanscht daß es um seine senkrechte Achse gedreht werden kann, um durch zwei Füllöcher 6 von nur einer Ofenkammer 4 diese, z. B. für eine bessere Verteilung der Kohle innerhalb der Kammer zu beschicken. Das Abzweigrohr 7 kann aber durchaus auch statt mit den beschriebenen zwei Verteilerrutschen 17 auch mit vier Verteilerrutschen z. B. derart ausgestattet sein, daß gleichzeitig zwei Ofenkammern jeweils über zwei Füllöcher beschickt werden. Auch bei diesem Vorschlag erscheint die Anordnung von nur einer Verteilerklappe 19 sinnvoll, wenn eine gleichzeitige Beschickung durch zwei Füllöcher erfolgen soll, wobei durch die richtige Drehlage um die Achse der Verteilerklappe 19 bestimmt ist ob gleichzeitig nur eine Ofenkammer oder zwei Ofenkammern jeweils durch ein bzw. zwei Füllöcher beschickt wird.

Schließlich kann gemäß Fig.3 das koksofenseitige Verschließelement 12 unabhängig von den übrigen Vorrichtungsmerkmalen in vergleichbarer Weise ausgebildet sein wie die oberen Verschließelemente 11, indem Abzweigrohr 7 in das Fülloch 6 ein wenig hineinragt und sein freies unteres Ende — durch Anziehen des kegelförmigen Verschließelementes 12 nach oben — gasdicht verschlossen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beschicken eines Koksofens mit zerkleinerter, vorzugsweise vorerhitzter Kohle über einen oberhalb der Koksofendecke parallel zur s Längsachse der Koksofenbatterie angeordneten Längsförderer mit in den Füllöchern der Koksofenkammern ständig eingesetzten Abzweigrohren, die durch zwei hintereinander angeordnete, an sich bekannte Verschließelemente absperrbar sind, von denen ein koksofenseitiges Verschließelement in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Fälloches der Koksofendecke den Gasstrom absperrt, dadurch gekennzeichnet, daß

15

a) zwischen den Auslauftrichtern (5) des Längsförderers (2) und den Abzweigrohren (7) jeweils ein die Spannungskräfte zwischen Längsförderer (2) und Füllöchern (6) der Koksofenkammern (4) ausgleichender Kompensator (16) angeordnet ist und

b) die koksofenseitigen Enden der Auslauftrichter (5) etwa glocken- oder kegelförmige, den Kohlestrom absperrende Verschließelemente (11) aufweisen.