DE3210108A1 - Verkokungsofen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Verkokungsofen mit Wänden zwischen Heizzügen und Kokskammern aus feuerfestem Material.

Insbesondere sind von der Erfindung sogenannte Horizontalkammer-Verkokungsofen betroffen. Zum wirtschaftlichen Betreiben von Verkokungsöfen muß der Verkokungs-(Garungs-) prozeß möglichst kurz sein; deshalb ist ein möglichst hoher Wärmefluß zwischen den Heizzügen und den Kokskammern notwendig. Bei diesem Wärmefluß ist der Wärmewiderstand der Heizwände (Wände zwischen Heizzügen und Kokskammern) zu überwinden.

Den Wärmefluß kann man bekanntlich erhöhen, indem man die Heizzugtemperaturen erhöht und/oder indem man feuerfeste Steine mit höherer Wärmeleitfähigkeit anstelle des herkömmlichen Silikamaterials oder besonders dünne Steine aus solchem Silikamaterial verwendet (DE-PS 21 61 980).

Der Erhöhung der Heizzugtemperaturen sind über das z. Z. erreichte Maß hinaus technische Grenzen gesetzt, deren Überschreitung die Haltbarkeit von Koksöfen unvertretbar mindern würde.

Eine weitere Verminderung der Heizwandstärken ist aus mechanischen, insbesondere baustatischen, Gründen nicht vertretbar.

Die Verwendung von Feuerfestmaterial höherer Wärmeleitfähigkeit wurde - erfolglos - versucht. So ist z. B. ein Großversuch mit sogenannten Magnesit-Steinen wegen der

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Unmöglichkeit der Beherrschung der hohen reversiblen Wärmedehnung dieses Materials, fehlgeschlagen. Im Gegensatz zu Silika-Steinen, die nach Erreichen einer Steintemperatur von ca. 1.000 C bei prozeßbedingtem Temperaturwechsel oberhalb dieser Grenze keinerlei reversible Wärmedehnung mehr zeigen, unterliegen alle anderen Feuerfestmaterialien auch oberhalb der 1.000⁰C einer reversiblen Wärmedehnung, wenn sie auch nicht so groß wie bei Magnesit-Steinen sein muß. - Dies gilt z. B. auch für Siliciumcarbid (SiC), welches unter den gebräuchlichsten Feuerfestmaterilien dasjenige mit der höchsten Wärmeleitfähigkeit ist. Solche Steine als ausschließliches Baumeterial für Kokskammerwände zu verwenden, erscheint nach den Erfahrungen mit den Magnesit-Steinen zu riskant, auch wenn die reversible Wärmedehnung von SiC nur halb so groß wie die von Magnesit ist.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Verkokungsofen der eingangs genannten Art mit höheren Wärmedurchgangszahlen der Heizwände zu schaffen, und dabei gleichzeitig eine reversible Wärmedehnung der Heizwände als Ganzes bei Temperaturen oberhalb 1.000⁰C zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen·

Demgemäß wird die Wärmedurchgangszahl durch die Heizwände dadurch verbessert, daß diese aus einem kräftigen horizontal und vertikal durchlaufenden Gitterwerk aus an sich bekannten und für Heizwände geeigneten feuerfesten Steinen, insbesondere aus Silika-Steinen, erstellt werden und Platten aus einem ebenfalls feuerfesten Material vertretbarer

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Größe und vergleichsweise hoher Wärmedurchgangszahl umschließen. Bei den letztgenannten Platten kann es sich u. a. um, im Vergleich zum Stande der Technik, relativ dünne Platten aus demselben Material handeln, aus dem die gitterförmige Rahmenkonstruktion erstellt ist»

Bevorzugt wird erfindungsgemäß die Verwendung von solchen ausfüllenden Platten aus feuerfestem Material, deren Wärmeleitfähigkeit höher als die der für die Rahmenkonstruktion verwendeten Steine ist, z. B. SiC-Steine bzw. SiC-haltige Platten (siehe DE-PS 20 19 078) in einer Rahmenkonstruktion aus Silika-Steinen.

Das Wachsen und Schwinden der Platten wird also in den sie umgebenden Verbindungsfugen zu der gitterförmigen Rahmenkonstruktion aufgefangen.Hierbei soll erfindungsgemäß das Plattenformat nicht größer werden, als eine vertretbar dichte Fuge an aus den Formatabmessungen resultierenden absoluten Längen- und Breitenänderungen kompensieren kann. Hierdurch wird eine mechanische Belastung der Rahmenkonstruktion durch die Platten weitgehend unterbunden. - Um den Mauerwerksverband der Rahmenkonstruktion starr und die Fugen gegenüber den Platten dicht zu halten, sollten geeignete Nut- und Federverbindungen zwischen diesen Bereichen vorgesehen sein. Dabei empfiehlt es sich, die Seitenflächen

von Nut und Feder nur schwach anzuschrägen oder sie eventuell sogar in rechtem Winkel zu den Kopfflächen zu gestalten und sie zu vermörteln. - So ergibt sich bei einem Verschieben der Feder gegenüber der Nut nur eine minimale Veränderung der Fugenbreite, so daß die Fuge auch dann praktisch dicht bleibt.

Die erwähnten Fugen können, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, im Bereich ihrer quer zur Wandebene einander ge-0 genuberlxegenden Stirnflächen mit einem leicht verformbaren Dichtmaterial ausgefüllt sein, insbesondere sollten von den Fugen gebildete Hohlräume mit solchem Material versehen sein. Z. B. können die Kopfflächen der Federn und die Bodenflächen der Nut beim Vermauern durch keramische Fasern oder' eventueil Pappstreifen gegeneinander gedichtet werden, um nach dem Aufheizen des Verkokungsofen einen Freiraum für die reversible Dehnung der Platten zu behalten.

Die vorgeschlagene Konstruktion ermöglicht einen problemlosen Aufbau der Heizwände auf einem gebräuchlichen Unterbau (Unterofen); deshalb kann sie auch bei einem zur Reparatur ab der Kammersohle anstehenden Verkokungsofen verwendet, d. h. nachgerüstet, werden.

Gestaltet man die Heizwände flächenmäßig zu ca. 50 % aus Siliciumcarbid zumindest enthaltende Platten und im übrigen aus einer gitterförmigen Rahmenkonstruktion aus Silikasteinen, so erhöht sich die mittlere, kammerseitige Heizwandtemperatur bei gleicher Heizzugtemperatur um etwa 100 C gegenüber einer Heizwand
gleichen mittleren Wandstärke.

100 C gegenüber einer Heizwand aus Silika-Steinen mit der

Durch die neuartige, gitterförmige Rahmenkonstruktion ist es auch möglich, die ausfüllenden Platten aus etwa 50 mm dicken Silika-Platten herzustellen und zu verwenden, und damit die geringsten bisher bekannten Wandstärken aus diesem Material bei einem Verkokungsofen zu realisieren.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung,auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines horizontalen Verkokungsofens im Horzizontalschnitt; Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Heizwand gemäß Fig.

1 in der Ansicht;

Fig. 3 eine Mauerwerkfuge in einem vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Ausschnitt aus einem horizontalen Verkokungsofen mit Wänden (Heizwänden) 2 zwischen Heizzügen 3 und Kokskammern 4 dargestellt. Die Heizwände 2 bestehen aus einer gitterförmigen Rahmenkonstruktion 5, aus an sich bekannten, feuerfesten Steinen 6 sowie die Rahmen ausfüllenden Platten 7 mit relativ hoher Wärmedurchgangszahl, z. B. Siliciumcarbid. Diese Steine können auch an sich bekannte, heizzugseitige Aushöhlungen 7a zur weiteren Verbesserung

der Wärmedurchgangszahl aufweisen, insbesondere können sie vergleichsweise dünn gegenüber den bisher bekannten, sogenannten Läufer-Steinen gestaltet sein und dabei auch aus dem gleichen Material wie die Feuerfeststeine 6 der Rahmenkonstruktion 5 bestehen.

Fig. 2 verdeutlicht die gitterförmige Rahmenkonstruktion, bei der z. B. horizontal mehrere Feuerfeststeine 6 aufeinander geschichtet und ggf. vermörtelt sind, während vertikale Feuerfeststeine 6 jochähnlich die Zwischenräume zwischen den vertikalen Säulen überbrücken, wobei Verzahnungen 6a einen sicheren Halt der Rahmenkonstruktion gegen Schub- und Zugkräfte auf die Kreuzungspunkte des Gitterwerkes auffangen.

Aus Fig. 3 ist eine mögliche Gestaltung der Fugen zwischen den Feuerfeststeinen 6 der Rahmenkonstruktion 5 und den Platten 7 zu erkennen. Hier wurde eine Nut- und Federgestaltung gewählt mit nur schwach angeschrägten Seitenflächen der Nuten 8a und der Federn 8b. Die Fuge 8 durchzieht die Wand 2 von Oberfläche zu Oberfläche und ist mit Mörtel verfüllt. Zwischen den quer zur Wandebene einander gegenüberliegenden Stirnflächen 9 der Feuerfeststeine 6 und der Platten 7 kann auch oder teilweise durch ein elastisches Dichtmaterial 11 ausgefüllt sein; dies gilt besonders für Hohlräume 10, wie sie an der Sohle der Nut 8 dargestellt sind.

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Claims (4)

BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG 4300 Essen-Kray, Frillendorfer Straße 351 Telefon (0201) 105-1 A8/Schu-Be 01.12.1981 Verkokungso fen Patentansprüche

1. Verkokungsofen (1) mit Wänden (2) zwischen Heizzügen (3) und Kokskammern (4) aus feuerfestem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (2) aus einer etwa gitterförmigen Rahmenkonstruktion (5) aus an sich bekannten, feuerfesten Steinen (6) sowie die Rahmen ausfüllenden Platten (7) aus ebenfalls feuerfestem Material mit relativ hoher Wärmedurchgangszahl bestehen.

2. Verkokungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (7) aus einem feuerfesten Material mit einer besseren Wärmeleitfähigkeit bestehen, als die Rahmenkonstruktion (5).

3. Verkokungsofen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch unterschiedliche Wärmedehnung zwischen den Platten (7) und der Rahmenkonstruktion (5) ausgleichenden Fugen (8).

4. Verkokungsofen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Fugen (8) mit etwa quer zur Wandebene einander gegenüberliegenden Stirnflächen (9) mit dazwischenliegenden, durch ein leicht verformbares Dichtmaterial (11) ausgefüllten Hohlräumen (10).