DE3318563A1 - Verfahren und vorrichtung zum reparieren einer koksofenwand - Google Patents

Description

1A-4228

MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. Tokyo, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Reparieren einer Koksofenwand

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reparieren von Beschädigungen einer Wand einer geschlossenen Kammer oder Struktur, in welcher Brennstoff zur Erzeugung von Hitze verbrannt wird^ wie beispielsweise Koksöfen oder Verbrennungskammern in einer Koksofenbatterie.

Ein Koksofen ist hauptsächlich aus feuerfesten Steinen aufgebaut, da er äußerst höhen Temperaturen ausgesetzt wird. Der Koksofen ist während des Betriebs äußeren meachnischen Kräften, thermischen Spannungen und verschiedenen anderen Effekten ausgesetzt, welche aus der Carbonisierung der Kohlencharge, vom Koksofengas und dergleichen herrühren. Es werden daher bei verschiedenen Teilen des Koksofens im Verlaufe seiner Verwendung während einer längeren Zeit Beschädigungen verursacht. Dabei ist insbesondere eine Wand des Koksofens empfänglich für Beschädigungen, da verschiedene Effekte, die aus den obigen Faktoren resultieren, in konzentrierter Weise auf die Wand einwirken. Falls die Wand

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des Koksofens beschädigt ist, muß die Beschädigung der Wand durch Aufsprühen von Mörtel repariert werden. Falls die Beschädigung der Wand ein großes Ausmaß erreicht, müssen feuerfeste Steine ausgewechselt werden. In diesem Zusammenhang ist es erforderlich, eine etwaige Beschädigung der Wand des Koksofens oder des Verbrennungsraums durch Untersuchung festzustellen. Darüber hinaus muß der beschädigte Bereich und dessen Zustand exakt festgestellt werden.

Gemäß dem Stand der Technik wird der beschädigte Bereich der Wand festgestellt, indem man das Innere des Ofens durch direkte Beobachtung von einer Vorderseite des Koksofens her oder durch ein Inspektionsloch des Verbrennungsraumes untersucht. Bei diesem Verfahren ist es schwierig, den beschädigten Bereich der Wand, die genaue Lage und den Zustand der Beschädigungen exakt festzustellen. Es ist darüber hinaus nicht erwünscht, die Untersuchung des Koksofens auf direkte Weise durch den Menschen durchzuführen, und zwar im Hinblick auf die äußerst schweren Arbeitsplatzbedingungen einer hohen Temperatur. Ferner müssen, falls Schäden festgestellt werden, die Reparaturarbeiten im Inneren des Koksofens durchgeführt werden, und zwar unter Bedeckung einer Wand, die der zu reparierenden Wand gegenüberliegt, mit einem hitzeisolierenden Material. Folglich ist die Reparaturarbeit beim Stand der Technik mit Schwierigkeiten verbunden, erfordert Zeit und ist gefährlich, da sie unter den durch die hohe Temperatur bedingten schlechten Umgebungsbedingungen durchgeführt werden muß.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Untersuchung einer Wand eines Koksofens oder einer Verbrennungskammer zu schaffen, mit dem Schäden an der Wand von außerhalb des Koksofens oder der Verbrennungs-

kammer festgestellt werden können. Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein Verfahren zum Reparieren von Schäden einer Wand eines Koksofens oder einer Verbrennungskammer zu schaffen, mit dem die Schaden rasch und zuverlässig beseitigt werden können, ohne daß das Innere des Koksofens oder des Verbrennungsraums betreten werden muß, und zwar unter gleichzeitiger Beobachtung der Schäden der Wand von außerhalb des Koksofens oder des Verbrennungsraums. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Untersuchung einer Wand eines Koksofens oder einer Verbrennungskammer, um Schaden an der Wand von außerhalb des Koksofens oder der Verbrennungskammer festzustellen und/oder die Schäden der Wand schnell und zuverlässig zu reparieren, und zwar ohne das Innere des Koksofens oder des Verbrennungsraums zu betreten, während gleichzeitig die Schäden der Wand von außerhalb des Koksofens oder Verbrennungsraums beobachtet werden können.

Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Reparieren von Schäden einer Wand einer geschlossenen Kammer oder Struktur, in welcher ein Brennstoff zur Hitzeerzeugung verbrannt wird, gelöst. Das Verfahren umfaßt die Verfahrensstufen des Einführens einer Lanze in das Innere der geschlossenen Kammer durch eine Eingangsöffnung der geschlossenen Kammer, wobei die Lanze ausgerüstet ist mit •mindestens einem optischen System, welches ein Bild der Wand reflektiert, fokussiert und überträgt, und zwar in der Weise, daß das Bild von außerhalb der geschlossenen Kammer beobachtbar ist, sowie eine Düse zum Versprühen von Materialien, die für die Reparatur der Schäden der Wand geeignet sind. Das Verfahren umfaßt ferner die Verfahrensstufe der Feststellung der Schäden der Wand durch horizontale und vertikale Bewegung der Lanze innerhalb der geschlossenen Kammer entlang der Wand, und zwar unter Beobachtung des Bildes der Wand

durch das optische System von außerhalb der geschlossenen Kammer. Schließlich umfaßt das Verfahren die Verfahrensstufe des Aufsprühens von Reparaturmaterial aus der Düse auf beschädigte Bereiche, die an der Wand festgestellt wurden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Reparieren von Schaden einer Wand einer geschlossenen Kammer, in welcher ein Brennstoff zur Erzeugung von Hitze verbrannt wird, geschaffen. Diese umfaßt ein hitzebeständiges längeres zylindrisches Rohr mit einer öffnung am vorderen Ende desselben. Die Vorrichtung umfaßt ferner ein optisches System, welches sich kontinuierlich innerhalb des Rohres erstreckt und einen Sammlungsabschnitt einschließt, der am vorderen Ende des Rohres vorgesehen ist sowie optische Fasern zur Übermittlung von Bildern (Bildführung), welche von der Wand reflektiert und durch den Sammlungsabschnitt fokussiert werden, so daß das Bild von außerhalb der geschlossenen Kammer beobachtbar ist. Die Vorrichtung umfaßt schließlich eine Leitung, welche sich kontinuierlich innerhalb des Rohres erstreckt und am äußersten Ende derselben eine Düse aufweist, um Materialien zu versprühen, die zur Reparatur der Schäden der Wand geeignet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht der Gesamtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

"Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, in Pfeilrichtung betrachtet;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht der in Fi(T- 1 gezeigten Vorrichtung von oben;

Fig. 4 eine schematische Ansicht in Längsrichtung eines Lanzenabschnitts der Vorrichtung, wobei eine Anordnung der Lanze im Inneren des Koksofens dargestellt ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht in Längsrichtung des vorderen Endes der Lanze;

Fig. 7 einen Querschnitt in Längsrichtung einer modifizierten Ausführungsform der Lanze;

Fig. 8 eine Draufsicht der Gesamtvorrichtung gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 9 eine Seitenansicht der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung; ■

Fig. 10 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Lanzenabschnitts der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI von Fig. 10,

Fig. 12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII-XII von Fig. 10;

Fig. 13 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIII-XIII von Fig. 10;

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Fig. 14 eine Draufsicht einer Modifikation der Stützvorrichtung für die erfindungsgemäße Lanze;

Fig. 15 eine Seitenansicht der in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zwar insbesondere auf die Fig. T - 3 wird im folgenden eine Vorrichtung zur Feststellung und/oder Reparatur von beschädigten Bereichen einer Wand einer geschlossenen Kammer oder Struktur, in welcher Hitze erzeugt wird, beispielsweise durch Verbrennen von Brennstoff zur Erzeugung von Koks und dergleichen, näher erläutert. Die Vorrichtung umfaßt eine Lanze zur Ermittlung und/oder Reparatur der Beschädigungen der Wand. Die Lanze 1 ist ausgerüstet mit einer Verstärkungsrippe 2 und ein Draht 7 ist oberhalb der Lanze t gespannt. Zusätzlich sind auf der Unterseite der Lanze eine Zahnstange 6a und am hinteren Ende der Lanze 1 eine Kamera 8 und ein Ausgleichsgewicht 9 angeordnet. Die Lanze 1 ist auf Seitenrollen 3 bewegbar, und zwar sowohl vorwärts als auch rückwärts mittels eines Ritzels 6b, welches mit der Zahnstange 6a zusammenwirkt und die Lanze in die geschlossene Kammer, beispielsweise einen Koksofen oder eine Kokskammer zur Ermittlung der Schäden der Wand vorwärts bewegt. Die Lanze 1 ist axial auf Lagern 5 gelagert, welche auf einer Plattform 4 befestigt sind, und zwar in der Weise, daß sie mittels eines Getriebes, welches durch einen Motor 11 angetrieben wird, geneigt werden kann.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet Hydraulikzylinder, durch die die Plattform 4 auf und ab bewegt werden kann. Die Zylinder 12 sind auf einem Fahrzeug befestigt, welches mittels Rädern 15, die durch einen Motor 16 angetrieben werden, bewegt werden kann. Zusätzlich sind, wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ein Hitzeschutzschild 13, ein Lufttank 14, ein Kühlwassertank 17, eine Speiseeinrichtung 18 für Reparaturmaterialien, eine Sauerstoffbombe 19,

ein öltank 20, ein Bildempfangs- und Anzeigegerät 21 sowie ein Steuerpult 22 auf dem Fahrzeug angeordnet.

Die innere Struktur der Lanze 1 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der Lanze entlang der Linie V-V von Fig. 4, wohingegen Fig. 6 den Querschnitt der Mündung oder des vorderen Endes der Lanze 1 zeigt, wobei/sich um den Bereich handelt, der in der Fig. 4 durch die gestrichelte Linie VI eingekreist ist. Gemäß den Fig. 5 und 6 umfaßt die Lanze 1 ein Sichtfenster 24 aus Quarz, ein Infrarotabsorptionsfilter 25, das an der rückseitigen Oberfläche des Fensters 24 angeordnet ist, eine Leitung 26 mit einer Düse am Ende, welcher auf eine öffnung 1a der Lanze 1 gerichtet ist und dazu dient, Luft oder Sauerstoffgas einzublasen und mit dem Lufttank 14 oder der Sauerstoffbombe 19 über ein Ventil verbunden ist. Es ist.weiter eine Leitung 27 mit einer Düse am Ende vorgesehen, welche auf die öffnung 1a der Lanze 1 gerichtet ist und dazu dient, bestimmte Materialien zu versprühen, welche bei der Reparatur der Schäden an der Wand verwendet werden. Diese Leitungen 26 und 27 verlaufen innerhalb der Lanze 1 kontinuierlich vom hinteren Ende bis zum vorderen Ende derselben. Die Lanze 1 umfaßt ferner eine Lichtführung 31 und eine Bildführung 32, welche aus optischen Faserbündeln bestehen. Die Licht- und Bildführungen 31 und 3 2 verlaufen innerhalb der Lanze T auf gleiche Weise wie die Leitungen 26 und 27 in kontinuierlicher Weise. Das Ende der Lichtführung 31 ist auf die öffnung 1a der Lanze 1 gerichtet, und zwar wie in Fig. 6 dargestellt. Die Bildführung 32 ist an ihrem Ende mit einer Linse 33 ausgerüstet, welche auf einen gegenüberliegenden Reflektor 34 gerichtet ist. Die äußere Hülle der Lanze 1 besteht aus einem hitzeiso-

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lierenden Material 28 und es ist ein Kühlsystem vorgesehen, welches eine Kühlwasserversorgungsleitung 29 und eine Kühlwasserrückführungsleitung 30 umfaßt, die jeweils mit dem Kühlwassertank 17 verbunden sind. Das Kühlsystem schützt das optische System und die Leitungen, durch welche die strömenden Medien und die festen Materia·* lien fließen, vor der Hitze..

In der Fig. 3 ist mit 35 eine Versorgungsleitung für das teilchenförmige Material bezeichnet, welche aus einem flexiblen Schlauch oder dergleichen besteht und wobei ein Ende der Versorgungsleitung 35 mit der Leitung 27 verbunden ist. Die Versorgungsleitung 35 ist auf eine Trommel 36 aufgewickelt, welche auf der Plattform 4 angeordnet ist und das andere Ende der Versorgungsleitung 35 ist mit der Speiseeinrichtung 18 für das Reparaturmaterial verbunden. Die Versorgungsleitung 35 kann von der Trommel 36 abgewickelt werden, wenn die Lanze T vorwärts bewegt wird und dabei die Versorgungsleitung 35 mitzieht» Andererseits wird durch eine Drehung der Trommel 36 die lose Versorgungsleitung 35 aufgewickelt, falls im Zuge der Rückwärtsbewegung der Lanze 1 die Versorgungsleitung 35 lose wird. Die Versorgungsleitung "35, welche sich von der Trommel 36 zu der Speiseeinrichtung 18 erstreckt, ist in Fig. 1 nicht dargestellt, da sie hinter dem Steuerpuls 22 angeordnet ist»

Im folgenden wird eine Reparaturarbeit eines Koksofens unter Verwendung der oben erläuterten Vorrichtung dargestellt. Zunächst wird die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung durch Inbetriebnahme des Motors 16 unter Antrieb der Räder 15 in der Weise bewegt, daß sie vor einem zu untersuchenden Koksofen in Stellung gebracht wird, und zwar entweder an der Koksseite oder an der Seite der Auspreßvorrichtung eines Koksofens. Anschließend wird die Plattform 4 mittels der Hydraulikzylinder 12 in zweckentsprechender Weise aufwärts oder abwärts bewegt, während die Neigung der Lanze durch

Inbetriebnahme des Motors 11 eingestellt wird. Auf diese Weise wird die Lanze 1 auf einer vorbestimmten Höhe horizontal ausgerichtet. Anschließend wird die Lanze 1 vorwärtsbewegt, und zwar durch Drehung des Ritzels 6b und wird auf diese Weisej wie in Fig. 4 dargestellt, durch die Vorderseite in den Koksofen eingeführt, und zwar so, daß die öffnung 1a, die am vorderen Ende der Lanze ausgebildet ist, auf eine Wand 41, die in dem Koksofen

40 untersucht werden soll, gerichtet werden kann. Die Wand 41 wird anschließend durch das vom Ende der Lichtführung 31 emittierte Licht beleuchtet. Das von der Wand

41 reflektierte Licht tritt durch das Beobachtungsfenster 24 und den Infrarotabsorptionsfilter 25 und gelangt zum Reflektor 34. Der Reflektor 34 reflektiert ein Bild der Wand 41 und das Bild wird auf eine Endoberfläche 32a der Bildleitung 32 mittels der Linse 33 fokussiert. Das auf der Endoberfläche 32a der Bildleitung 32 entstehende Bild wird an das andere Ende der Bildleitung 32 übertragen, wo es mittels der Kamera 8 als Fotografie festgehalten wird oder mittels des Bildempfangsgeräts 21 auf einem Beobachtungsschirm beobachtet wird. Anstelle der Beobachtung auf dem Bildschirm kann das Bild auch mittels eines Okulars beobachtet werden. Auf diese Weise wird der Zustand der Wand in dem Koksofen von außerhalb des Koksofens beobachtet, um Stellen zu ermitteln, an denen die Wand beschädigt ist. Diese Untersuchung kann leicht und schnell durchgeführt werden.

Falls auf die oben beschriebene Weise ein beschädigter Bereich der Wand ermittelt wird, wird die Position der Lanze 1 so eingestellt, daß die Düse 27 genau auf die beschädigte Stelle der Wand gerichtet werden kann. Anschließend werden feine teilchenförmige Materialien, welche in einer (nicht gezeigten) Speiseeinrichtung enthalten sind, durch die Versorgungsleitung 35 mittels

komprimierter Luft, Gas, Flüssigkeit und dergleichen aus der Düse 27 geblasen, so daß der beschädigte Bereich der Wand einerAbrasion unterworfen werden kann. Nach Beendigung der Abrasion wird die Versorgungsleitung 35 umgeschaltet und an eine Speiseeinrichtung 18 für Reparaturmaterial angeschlossen. Das Reparaturmaterial wird aus der gleichen Düse unter Verwendung von komprimierter Luft, Gas oder Flüssigkeit und dergleichen gegen den beschädigten Bereich der Wand gespritzt. Daraufhin wird die Reparaturarbeit des beschädigten Bereichs der Wand vollständig durchgeführt.

Bei der Reparatur des beschädigten Wandbereichs ist es bevorzugt, die Linse 33 so anzuordnen und die Düse zum Ausspritzen des Reparaturmaterials so zu richten, daß die Spritzrichtung des Reparaturmaterials aus der Düse im Zentrum des Beobachtungsfeldes liegt, da es auf diese Weise möglich ist, Reparaturmaterial zu verspritzen, während man gleichzeitig den beschädigten Wandbereich im Zentrum des Sichtfeldes beobachten kann. Bei einer derartigen Verfahrensweise kann der beschädigte Wandbereich in exakter Weise repariert werden.

Das feine teilchenförmige Material, das für die Verwendung beim Sandstrahlen geeignet, muß eine ausreichende Hitzebeständigkeit und Härte für die Verwendung aufweisen. Es handelt sich beispielsweise um Korund, Schmiergelpulver, Granat, Quarzsand, Spinel, Aluminiumoxid, Zirkon, Siliciumcarbid, Borcarbid, Bornitrid, Schleifstaub (grit), Strahlsand und dergleichen. Der Durchmesser des verwendeten teilchenförmigen Materials beträgt 0,1 bis 5mm, vorzugsweise 0,3 bis 3mm. Das Verblasen des teilchenförmigen Materials wird unter solchen Bedingungen durchgeführt, daß der Aus-

trittsdruck aus der Düse von 2 bis 20 kg/cm überdruck,

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vorzugsweise 3 bis 10 kg/cm überdruck beträgt und die Austrittsgeschwindigkeit von 0,5 bis ^ km/sec, Vorzugs-

weise 1 bis 2 km/sec. Dazu werden der Druck des kompromierten Strömungsmediums und die Größe der Düsenmündung entsprechend eingestellt. Bei den Reparaturmaterialien handelt es sich um solche, welche leicht oxidiert werden können. Falls das Reparaturmaterial im geschmolzenen Zustand verspritzt wird, und zwar aufgrund eines Verbrennungsvorganges, wird entweder Sauerstoffgas oder Luft aus der Düse 26 ausgeblasen»

Nach der Beendigung der Reparaturarbeiten auf einem beschädigten Wandbereich wird die Lanze 1 weiter in den Koksofen vorwärts bewegt, um die Beobachtung und/oder die Reparatur anderer beschädigter Wandbereiche durchzuführen. Falls die Beobachtung und/oder Reparatur der Schaden in einer bestimmten Höhe der Wand vollständig beendet ist, wird die Plattform 4 auf eine Ebene mit anderen Höhe verschoben, und zwar mittels des Hydraulikzylinders 12, um auf dieser Höhe auf die gleiche Weise wie oben beschrieben die Beobachtung und/oder die Reparatur der Wandbeschädigungen durchzuführen. Auf diese Weise wird die gesamte Wand des Koksofens beobachtet und/oder repariert.

Die Schäden an der Wand treten hauptsächlich bei den Fugen der Bausteine auf. Folglich ist es vorteilhaft, den Hydraulikzylinder 12 und das Ritzel 6b in der Weise zu betätigen, daß die Linse 33 der Lanze 1 sich entlang der Fugen fortbewegen kann, wobei die Anordnung der Fugen in einem Computer gespeichert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die zur Beobachtung und/oder zur Reparatur der Wand erforderliche Zeit signifikant zu verringern.

Bei den oben beschriebenen Reparaturarbeiten wird die Lanze T vorwärts und rückwärts sowie aufwärts und abwärts bewegt. Die Speiseeinrichtung 18 für das Reparaturmaterial ist auf dem. Fahrzeug befestigt und bewegt sich nicht. Somit ändert sich die relative Position von Lanze 1 und Speiseeinrichtung

im Verlauf des Beobachtungs- und/oder Reparaturvorgangs, wobei durch die flexible Ausbildung der Versorgungsleitung 35, welche die Lanze T mit der Speiseeinrichtung 18'verbindet, eine freie Bewegung der Lanze 1 ermöglicht wird. Darüber hinaus verhindert die Trommel 36, auf welche die Versorgungsleitung 35 in ihrem Verlauf aufgewickelt ist, daß die Versorgungsleitung schlaff wird und ein Hindernis darstellt, falls die Entfernung zwischen der Lanze 1 und der Speiseeinrichtung 18 gering wird und die Versorgungsleitung lose wird» Andererseits erlaubt die Trommel 36, daß die darauf aufgewickelte Versorgungsleitung bei der Vorwärtsbewegung der Lanze T unter Vergrößerung des Abstandes zwischen der Lanze 1 und der Speiseeinrichtung 18 frei gegeben wird, ohne daß es zu einem Schlaffwerden kommt. Es ist somit die Möglichkeit ausgeschlossen, daß die schlaffe Versorgungsleitung sich mit der Lanze 1 verfängt und dadurch die Bewegung der Lanze beeinträchtigt. Die Lanze 1 kann sanft und glatt bewegt werden.

Bei dieser Ausführungsform sind die Kühlwasserspeiseleitung 29 und die Kühlwasserrückführungsleitung 30 innerhalb der Lanze angeordnet, um die Lichtführung 31, die Bildführung 32 und dergleichen gegen Hitze zu schützen, und zwar durch Kreislaufführung von Kühlwasser aus dem Tank 17 durch die Kühlwasserspeiseleitung 29 und die Kühlwasserrückführungsleitung 30. Die Lanze T wird somit selbst bei Einführung in den Hochtemperaturkoksofen nicht beschädigt.

Es ist oft schwierig, zwischen den Bausteinen und deren Fugen in dem Koksofen zu unterscheiden, falls kein signifikanter Unterschied hinsichtlich der Helligkeit besteht. In diesem Fall wird zur Erleichterung der Unterscheidung eine zu untersuchende Oberfläche mit Licht beleuchtet-, das aus der Lichtführung 3t oder einer (nicht gezeigten) Lichtquelle, die direkt in den Koksofen eingeführt wurde, emittiert wird und die einfallende Strahlung in dem Infrarotspektrum, welche in die Bildführung eintritt, wird in dem

Filter 25 absorbiert. Eine weitere vorteilhafte Alternative zur Erleichterung der Unterscheidung besteht darin, die Wand des Koksofens mit Luft zu beblasen., und zwar aus einer diagonalen oder frontalen Richtung durch die Düse für das Blasen vom Luft- oder Sauerstoffgas. Auf diese Weise kann ein Helligkeitsunterschied geschaffen werden aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen dem Baustein und der Fuge. Falls in der Fuge ein Riß vorliegt, wird der Temperaturunterschied zwischen dem Baustein und der Fuge bemerkenswert groß, wodurch die Unterscheidung leicht wird. Es ist möglich, artstelle von Luft Stickstoffgas als Strömungsmedium zu verwenden, welches gegen die Wand, geblasen wird. Luft wird jedoch bevorzugt, da bei seiner Verwendung die Unterscheidung zwischen dem Baustein und. der Fuge leicht möglich ist. Es wird angenommen, daß die Ursache für diesen Effekt darin liegt, daß die Temperatur im RLßbereich der Fuge gesteigert wird durch die Verbrennung von Kohlenstoff, der im Rißbereich in einer höheren Rate abgeschieden wurde. Neben Luft können auch Sauerstoffgas oder Gase mit einem Gehalt unterschiedlicher Sauerstoffkonzentration verwendet werden»

Im allgemeinen ist die Position der auf der Plattform aufgebauten Lanze höher als die Bodenwand des Koksofens, und zwar hinsichtlich der Beziehung zwischen dem Koksofen und den Bedienungsbühnen. Infolgedessen ist es bei Anwendung des bisher beschriebenen Verfahrens der Beobachtung und/oder der Reparaturen unter Verwendung der oben erläuterten Vorrichtung nicht möglich, Schaden an der Wand zu beobachten und zu reparieren, welche an einer Position unterhalb der auf die unterste Stellung abgesenkten Lanze vorliegen. In diesem Fall wird die Lanze T aus der horizontalen Position geneigt, und zwar durch Rotation des Getriebes 10.. Dadurch wird es möglich, die Beobachtung und/oder die Reparatur eines Wandbereiches durchzuführen, welcher unterhalb der untersten Position der Lanze liegt.

Die Lanze 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform umfaßt einen länglichen zylindrischen Körper, welcher sich longitudinal in den Koksofen bis zu dem zentralen Bereich desselben erstreckt, wenn die Lanze von einer Zugangsöffnung aus in den Koksofen eingeführt wird und zwar entweder von der Koksseite oder der Seite der Ausdrückvorrichtung des Koksofens, Bei Untersuchungen der Koksofenwand muß somit die gesamte Länge der gestreckten Lanze bewegt werden.

In der Fig. 7 ist eine Lanze I¹ mit teleskopartiger Struktur gezeigt, bei der die Länge und der Bereich für die Bewegung der gesamten Lanze innerhalb des Koksofens verringert ist, was die Verschiebung der Lanze außerhalb des Koksofens erleichtert. Die detaillierte Struktur dieser Lanze wird im folgenden anhand der Fig.. 8 bis 13 näher erläutert. Bei der Lanze von teleskopartiger Struktur ist es nicht bevorzugt, daß die Leitungen zur Versorgung mit Luft- oder Sauerstoffgas und anderer Rohre oder Leitungen, die innerhalb der Lanze angeordnet sind, aus einem harten Material wie beispielsweise Metall,bestehen. Alle Leitungen, einschließlich der Leitungen zum Schutz der Lichtführung oder Bildführung und die Gasspeiseleitung, die an die Luft-oder Sauerstoffgassprühdüsen angeschlossen sind, bestehen aus hitzebeständigen flexiblen Rohren. Die flexiblen Rohre.sind auf eine Trommel aufgewickelt, die ähnlich ausgebildet ist wie die in Fig. 3 gezeigte Trommel 36 und welche auf dem Fahrzeug angeordnet ist. Dadurch können die flexiblen Rohre die Bewegungen der Lanze und der Plattform nicht behindern.

Vorstehend wurde das Verfahren zur Beobachtung und/oder zur Reparatur der Wand des Koksofens näher erläutert, wobei die Lanze von der Zugangsöffnung aus in den Koksofen eingeführt wird. Selbstverständlich kann die Beobachtung und/oder die Reparatur der Wand des Koksofens auch durchgeführt werden, indem man die Lanze in den Koksofen von der Ober-

seite des Ofens aus durch Einfüllöffnungen des Koksofens oder durch Inspektionslöcher einer Verbrennungskammer einführt.

Es kommen verschiedene Verfahren des. Aufspritzens von Reparaturmaterialien in Frage, welche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar sind. Derartige Verfahren umfassen ein naßes Verfahrens, bei dem teilchenförmiger Mörtel unter Vermischen mit Wasser verspritzt wird, sowie ein thermisches Spritzverfahren, wobei der teilcheriförmige Mörtel in geschmolzenem Zustand verspritzt wird, wobei der Mörtel mittels einer Hochtemperaturgasflamme geschmolzen wurde sowie ein Verfahren, bei dem der teilchenförmige Mörtel so wie er ist, verspritzt wird. Außer dem Mörtel kann als Reparaturmaterial ein Gemisch von Metalloxid und Glasrohmaterialpulvern sowie ein Gemisch von Metalloxid und Glas-Rohrmaterialpulver, dem zusätzlich ein Metallpulver zugesetzt ist, verwendet werden. Wie bereits oben erwähnt, folgt das Verspritzen dieser Reparaturmaterialien unter der Wirkung von druckbeaufschlagter Flüssigkeit, Luft oder Gas. Falls Wasser als Flüssigkeit verwendet wird, kann das naße Verfahren durchgeführt werden. Falls Trägergas verwendet wird, kann das thermische Spritzverfahren durchgeführt werden.

Bei der oben erläuterten Ausführungsform wurde das Beobachtungsverfahren beschrieben, bei dem das Bild, welches durch die optischen Fasern (Bildführung), die innerhalb der Lanze angeordnet sind, übermittelt wurde,von außerhalb des Koksofens betrachtet werden. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß auch eine Fernsehkamera verwendet werden kann, um das Bild außerhalb des Koksofens zu betrachten. In diesem Fall wird das durch die am vorderen Ende der Lanze angeordnete Linse gebildete Bild durch die Fernsehkamera aufgenommen und außerhalb des Koksofens

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auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers beobachtet. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das Bild auch aufgezeichnet oder memorisiert werden kann, beispielsweise mittels eines Videobandes oder Computers, so daß es reproduziert werden kann, um eine automatische Reparatur der beschädigten Wandbereiche zu ermöglichen. Insbesondere können der beschädigte Bereich der Wand, seine Form und Größe auf dem Videoband aufgezeichnet oder im Computer oder dergleichen gespeichert werden, indem man die Beobachtung der Schaden auf einer vorbestimmten Teilfläche der Wand oder auf der Gesamtfläche der Wand durchführt. Anschließend wird die Reparaturvorrichtung automatisch 'betrieben und zwar basierend auf den Informationen, die in der Aufzeichnungsvorrichtung oder der Aufzeichnungsapparatur gespeichert sind, wobei die Schäden der Wand repariert werden. Bei diesem Verfahren können die aufeinanderfolgenden Stufen von Ermittlung und Reparatur der" Schaden an der Wand gesondert durchgeführt werden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung ist der Infrarotabsorptionsfilter 25 an. der rückseitigen Oberfläche des Fensters angebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß der Filter 25 auch zwischen dem Reflektor 34 und der Linse oder der Bildführung 32 and der Kamera 8 angeordnet sein kann. Das Sammelsystem in der Vorrichtung umfaßt den Reflektor, Prism; Linsen und dergleichen, welche in der Lanze angeordnet sind, und zwar entweder einzeln oder in Form einer Baugruppe. Es ist darauf hinzuweisen, daß ein Totalreflektionsprisma anstelle des Reflektors 35 verwendet werden kann. Bei der obigen Ausführungsform ist die Untersuchungsvorrichtung auf einem speziellen Fahrzeug aufgebaut. Die Untersuchungsvorrichtung kann jedoch auch auf einer Ausdrückmaschine, einem Führwagen oder einem Ladewagen aufgebaut sein.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 15 wird eine modifizierte Form der Vorrichtung zur Beobachtung und/oder Reparatur von Schäden einer Wand des Koksofens erläutert. Die in den Fig. 8 und 9 gezeigte Vorrichtung umfaßt eine erste Lanze 101 sowie eine zweite Lanze 102 zur Ermittlung*und/oder zur Reparatur der Schäden an der Wand. Die erste Lanze ist teleskopartig in die zweite Lanze 102 eingesetzt und zwar in der Weise, daß sie in die zweite Lanze 102 hineingleitet oder aus dieser herausgleiten kann. Die zweite Lanze 102 wird durch eine Lanzenstützeinrichtung 103 gestützt, mit der eine horizontale und vertikale Bewegung der zweiten Lanze 102 möglich ist. Die zweite Lanze 102 wird mittels vier Rollen 1O6 gehalten, die an der Lanzenstützeinrichtung 103 vorgesehen sind und durch die die zweite Lanze 102 horizontal von oben und unten abgestützt wird. Die zweite Lanze 102 wird horizontal vorwärts oder rückwärts bewegt, indem die Rollen 106 mittels eines beliebigen (nicht gezeigten) Antriebsmittels gedreht werden. Die Lanzenstützeinrichtung 103 ist an einem Mast 107 angebracht, der sich vertikal von einem Fahrzeug 109 erstreckt, und zwar mittels Getrieben 104 und Rollen 105, welche sowohl mit den vorderen als auch hinteren Oberflächen des Mastes 107 zusammenwirken. Die Auf- und Abbewegung der Lanzenstützeinrichtung 103 wird dadurch bewirkt, daß die Getriebe 104 mittels beliebiger (nicht gezeigter) Antriebsmittel gedreht werden oder indem die Lanzenstützeinrichtung 103 direkt aufwärts oder abwärts gezogen wird. In den Fig. 8 und 9 bezeichnet das Bezugszeichen 108 einen Schutzschild gegen Strahlungshitze und das Bezugszeichen 110 bezeichnet Räder zum Bewegen des Fahrzeuges 109.

Die innere Struktur der ersten Lanze 101 und der zweiten Lanze 102 ist in den Fig. 10 bis 13 dargestellt. Wie aus diesen Zeichnungen hervorgeht, umfaßt die erste Lanze 101 ein äußeres Rohr 128 und ein inneres Rohr 127, welches

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bezüglich des äußeren Rohrs 128 koaxial mit Abstand zu denselben angeordnet ist. Die äußere Oberfläche des Rohrs 128 ist mit einem wärmeisolierenden Material bedeckt. Die zweite Lanze 102 umfaßt eine äußere Schale 118, ein Zwischenrohr 119 und ein inneres Rohr 120/ welcher jeweils koaxial mit Abstand zueinander angeordnet sind.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, weist die erste Lanze 101 drei Führungsschuhe 114 auf, die sich radial von dem äußeren Rohr 128 erstrecken und welche durch einen Ring 116, der am vorderen. Ende der zweiten Lanze 102 angebracht ist, gestützt werden,- und zwar in der Weise, daß die erste Lanze 101 in die zweite Lanze 102 hineingleiten oder aus ihr herausgleiten kann. Auf diese Weise ist die erste Lanze 101 durch, die zweite Lanze 102 gestützt. Das vordere Ende der ersten Lanze 101 ist mit einer Kappe 112 mit einer öffnung 131 ausgerüstet, welche abnehmbar ist und mit einem wärmeisolierenden Material 113 bedeckt ist. Die Kappe 112 umfaßt eine Düse 132 zum Verspritzen von Reparaturmaterialien/ wobei die Düsenmündung auf die öffnung 131 gerichtet ist. Die Düse ist an einen Schlauch 129 angeschlossen, welcher sich innerhalb der ersten Lanze 101 und der zweiten Lanze 102 erstreckt. Am hinteren Ende der ersten Lanze 101 sind ein Schlauch 125 zur Versorgung mit Kühlflüsssigkeit sowie Kette 121 zum Antrieb der ersten Lanze 101 vorgesehen. Die Kette 121 bewegt sich bei Betrieb entlang einer Kettenführung 122, die in Längsrichtung der zweiten Lanze 102 angeordnet ist. Aufgrund der Bauweise dieser Ausführungsform gleitet die erste Lanze 101 in die zweite Lanze 102 hinein unter Verkürzung der Gesamtlänge der Lanze, wenn die Kette 121 mittels einer (nicht gezeigten) Antriebseinrichtung gezogen wird. Andererseits erstreckt sich die erste Lanze 101 weiter aus der zweiten Lanze 102 unter Vergrößerung der Gesamtlänge der Lanze, falls die Kette gedrückt wird.

Die Kühlflüssigkeit fließt in der ersten Lanze 101 und in der zweiten Lanze 102 jeweils in unterschiedlichen Richtungen. Wie durch den Pfeil in Fig. 10 angedeutet, wird die Kühlflüssigkeit zum Kühlen der ersten Lanze 101 durch den Schlauch 125 eingespeist und zirkuliert durch die erste Lanze 101, wobei sie durch einen Kanal zwischen dem inneren Rohr 127 und dem Schlauch 129 strömt, zu einem Kanal zwischen dem inneren Rohr 127 und dem äußeren Rohr 128 durch eine öffnung 115, die am vorderen Ende der Lanze 101 vorgesehen ist, zurückströmt und schließlich über eine Ablaßöffnung 126 in die zweite Lanze 102 abgelassen wird. Die Kühlflüssigkeit wird anschließend außen an der Kühlwasserversorgungsleitung vom Ende der zweiten Lanze abgelassen. Die Kühlflüssigkeit zum Kühlen der zweiten Lanze 102 wird über ein Rohr 124 eingespeist und zirkuliert durch die zweite Lanze 102, wobei sie in einem Kanal zwischen der Schale 118 und dem Zwischenrohr 119 fließt, durch eine öffnung 117 in einen Kanal zwischen dem Zwischenrohr 119 und dem Innenrohr 120 zurückfließt und unter Durchtritt durch die öffnung 123 und das Ende der zweiten Lanze außen an der Kühlflüssigkeitversorgungsieitung entlang abgelassen wird.

Die in den Flg. 8 bis 13 gezeigte Vorrichtung kann lediglich zum Verspritzen von Reparaturmaterialien verwendet verden. Die Vorrichtung kann jedoch auch auf die gleiche oben erläuterte Weise dazu verwendet werden, einen Reflektor, eine Bildführung, eine Düse zum Verspritzen der Reparaturmaterialien und dgl. innerhalb der Lanze anzuordnen, und zwar gemäß Fig. 6. Bei einem bevorzugten Verfahren der Verwendung der Vorrichtung wird die Vorrichtung zunächst als eine Untersuchungsvorrichtung verwendet. Dazu werden der Schlauch 129 und die Düse 132 aus der Lanze entfernt und das optische System, beispielsweise der Reflektor, die Bildführung und dgl., wie sie in Fig. 6 dargestellt sind, werden in den Bereichen der Lanze angeordnet,- aus

denen der Schlauch. 129 und die Düse 132 entfernt wurden. Falls beschädigte Bereiche der Wand des Koksofens ermittelt werden, wird die Lanze aus dem Koksofen herausgenommen und das optische System wird gegen den Schlauch 129 und die Düse 132 ausgetauscht. Anschließend wird die Lanze wieder in den Koksofen eingeführt. Dabei wird die Lanze in die Stellung gebracht/ in der die Schaden festgestellt wurden und das Reparaturmaterial wird auf den beschädigten Bereich der Wand aufgespritzt. In diesem Fall kann das vordere Ende der Lanze in der exakten Position, in der die Schaden festgestellt wurden, angeordnet werden, wenn ein Schrittmotor als Antriebsmittel für die Lanze verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 und 15 wird eine modifizierte Form der Lanzenstützeinrichtung 103 erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Lanze 102 horizontal durch sechs Rollen 106 gestützt, welche radial in Lagern 134 der Lanzenstützeinrichtung 103 angeordnet sind. Die zweite Lanze 102 wird horizontal und vertikal auf die gleiche Weise bewegt wie die weiter oben beschriebene Ausführungsform, welche in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Mit Bezugszeichen 133 ist eine Hebeeinrichtung bezeichnet zur Einstellung des Winkels der zweiten Lanze 102, wodurch die zweite Lanze innerhalb eines Bereiches von etwa 30 sowohl nach oben als auch nach unten aus der horizontalen Position geneigt werden kann.

Gemäß der obigen Beschreibung wird erfindungsgemäß die Reparatur von beschädigten"Bereichen einer Wand ermöglicht, während gleichzeitig das Bild, welches durch die Bildführung übermittelt wird oder durch die Fernsehkamera aufgenommen wird, von außerhalb des Koksofens beobachtet werden kann und zwar mittels optischer Vorrichtungen oder auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers. Demgemäß kann die Reparatur-

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arbeit rasch und zuverlässig durchgeführt werden, ohne das Innere des Koksofens tu betreten, während man gleichzeitig den beschädigten Bereich der Wand direkt von außerhalb des Koksofens beobachtet* Auf diese Weise kann eine Verschwendung des Reparaiurmaterials minimalisiert werden. Verglichen mit dem Stand der Technik kann darüber hinaus Handarbeit im Zuge det Reparatur der Wandschäden eingespart werden, da erfiijidungsgemäß eine mechanisierte Beobachtung und Reparatur der Wandschäden erreicht werden kann.

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Claims (15)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Reparatur von Schäden einer Wand einer geschlossenen Kammer, in welcher ein Brennstoff zur Hitzeerzeugung verbrannt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

Einführen einer Lanze in das Innere der geschlossenen Kammer von einer Vorderseite der geschlossenen Kammer aus, wobei die Lanze ausgerüstet ist mit mindestens einem optischen System, welches ein Bild der Wand reflektiert, fokussiert, und übermittelt, so daß es von außerhalb der geschlossenen Kammer beobachtbar ist und mit einer Düse zum Verspritzen von Materialien, die zur Reparatur der Schaden an der Wand geeignet sind; Ermittlung der Schaden an der Wand durch Bewegung der Lanze in horizontaler und vertikaler Richtung innerhalb der geschlossenen Kammer entlang der Wand unter Beobachtung des Bildes der Wand durch das optische System von außerhalb der geschlossenen Kammer; und Aufspritzenvon Reparaturmaterialien aus der Düse auf beschädigte Bereiche, welche an der Wand festgestellt wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beschädigte Bereich der Wand einer Abrasion unterworfen wird, bevor das Aufspritzen des Reparaturmaterials auf der Düse erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrasion durchgeführt wird, indem man feine teilchenförmige Materialien aus der Düse bläst.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feine teilchenförmige Material ausgewählt ist unter Korund, -Schmirgelpulver, Granat, Quarzsand, Spinel, Aluminiumoxid, Zirkon, Siliciumcarbid, Borcarbid, Bornitrid, Schleifpulver und Strahlsand.

5. Verfahren nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feine teilchenförmige Material einen Durchmesser von 0,1 bis 5 mm aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feine teilchenförmige Material unter einem Druck von 2 bis 20 kg/cm überdruck verspritzt wird.

7. Verfahren zur Reparatur von Schaden einer Wand einer geschlossenen Kammer, in welcher ein Brennstoff zur Hitzeerzeugung verbrannt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

Einführen einer Lanze in das Innere der geschlossenen Kammer von einer Vorderseite der geschlossenen Kammer aus, wobei die Lanze ausgerüstet ist mit mindestens einem optischen System, welches ein Bild der Wand reflektiert, fokussiert und übermittelt, so daß es von außerhalb der geschlossenen Kammer beobachtbar ist und mit einer Düse zum Aufspritzen von Materialien, welche für die Reparatur der Schäden an der Wand geeignet sind;

Ermittlung der Schäden an der Wand durch horizontale und vertikale Bewegung der Lanze innerhalb der geschlossenen Kammer entlang eines vorbestimmten Wandbereichs unter Beobachtung des Bildes der Wand durch das optische System von außerhalb der geschlossenen Kammer;

Aufzeichnung des Ortes des beschädigten. Abschnitts der Wand sowie der Form der Größe des beschädigten Abschnitts der Wand mittels einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung;

Bewegung der Lanze unter automatischer Aufspürung der. an der Wand/festgestellten beschädigten Bereiche aufgrund von Informationen, die in der Magnetaufzeichnungsvorrichtung gespeichert sind; und Aufspritzen von Reparaturmaterialien aus der Düse auf die auf der Wand festgestellten beschädigten Bereiche.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reparaturmaterial zusammen mit Wasser verspritzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reparaturmaterial zusammen mit Luft verspritzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reparaturmaterial zusammen mit einem Trägergas im geschmolzenen Sustand verspritzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Schäden der Wand durchgeführt wird unter Beblasen der Wand mit Luft.

12. Vorrichtung zur Reparatur von Schäden an einer Wand einer geschlossenen Kammer, in welcher Brennstoff zur Hitzeerzeugung verbrannt wird, gekennzeichnet durch ein hitzebeständiges längeres zylindrisches Rohr mit einer öffnung am vorderen Ende desselben; ein optisches System, welches sich kontinuierlich innerhalb des Rohres erstreckt, wobei das optische System einen am vorderen Ende des Rohrs angeordneten Sammlungsabschnitt umfaßt, welcher auf die öffnung des Rohres gerichtet ist/ sowie Einrichtungen zum übermitteln eines von der Wand reflektierten und durch den Sammlungs-

abschnitt fokussierten Bildes, so daß das Bild von außerhalb der geschlossenen Kammer beobachtbar ist; und eine Leitung, welche sich kontinuierlich innerhalb des Rohrs erstreckt und an ihrem Ende eine Düse zum Verspritzen von Materialien aufweist, die zur Reparatur der Schäden an der Wand geeignet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Einrichtungen zur Übermittlung des Bildes um eine optische Faser handelt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Einrichtungen zur Übermittlung des Bildes um eine Fernsehkamera handelt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige längere zylindrische Rohr ein erstes und ein zweites Rohr umfaßt, welche teleskopartig ineinander gesteckt sind.