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Koksofen mit breiter, niedriger Kammer und Sohlenbeheizung. Der Aufschwung
der Eisen- und- Stahlindustrie hat seinen Einfluß auf die Ent-vicklung der Koksöfen
zur Geltung gebracht, und zwar insofern, als die modernen Koksöfen in größeren Abmessungen
gebaut werden, eine bedeutend größere Leistungsfähigkeit in der Erzeugung von .gutem
metallurgischen Koks aufweisen und :diese Ergebnisse mit einem geringeren Verbrauch
von Heizgasen erzielen, als dies bei älteren Koksöfen der Fall war.
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Die Verkokung großer Massen in den hohen, engen und langen Kammern
hat zu verwickelten Bauweisen der öfen und Zubehören geführt und sind damit oder
Verbrauch von Material, Arbeit und Anschaffungs@lcosten wesentlich größere geworden.
Ferner ist die Verwendungsmöglichkeit -der modernen Koltsöfen mit Gewinnung der
Nebenerzeugnisse eine beschränktere und auf bestimmte Kohlensorten oder Kohlenmischungen
angewiesen. Kohlen, die während der Entgasung blähen, können nur in bestimmten Mischungen
mit schrumpfender Kohle zur Verwendung gelangen, @da sonst der Verschleiß ein viel
zu großer wäre oder selbst rasch zur Zerstörung der öfen führte. Dieser Nachteil
entfällt beiden Sohlöfen, in welchen Kohlen und ,bituminöse Rohstoffe entgast werden
und eine Ausräumung der Rückstände erleichtert ist.
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Desgleichen ist des Ausbringen der wertvollen Nebenerzeugnisse und
Gase in, unbeschädigtem Zustande unmöglich, da. ein gewisser Teil stets Zersetzungen
ausgesetzt ist infolge der Spaltenbildung, die zwischen den Kokskuchen und den stark
erhitzten Seitenwänden entsteht, .durch welche die Rohgase hindurchgehen und katalytischen
Einflüssen dabei unterliegen. Bei ,den üblich gewordenen Längen und Höhen der Wandöfen
von zo bzw. 3 bis q. m handelt es sich mithin um 6o bis 8o qm heiße Wandflächen,
welche,die Gase bestreichen müssen.
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Bei den vorliegenden Sohlöfen von großer Leistung kommen dagegen nur
8 bis ro qm in Frage, wobei Übrigens durch die geringe Höhe des .Einsatzes die Gase
leichter und schneller entweichen, ohne dabei die Wände enger zu berühren, da ihr
Zug nach den im Scheitel des Gewölbes gelegenen Abzugsschächten sich richtet und!,diese
Gewölbe seht breit sind.
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Es war auch seit langem das Bestreben, den Kamnnerraum möglichst günstig
auszunutzen, teils inn das Gewicht des Einsatzes zu vergrößern, teils um eine Verbesserung
der Koksbeschaffenheit herbeizuführen. Man baute zu diesem Behufe eigene Stampfvorrichtungen,
die sich jedoch wegen ihrer schwierigen Betriebsweise und Kostspieligkeit für enge
Kammern als ungeeignet erwiesen; auch Versuche, Einebnungsvorrirhtungen mit Rollen
zu versehen, um durch mechanischen Druck ein Zusammenpressen Ader Kohle zu erzielen,
haben sich -wenig bewährt, weil selbst ein sehr starker Druck, auf eine hohe Kohlensäule
ausgeübt, nur auf eine geringe Tiefe wirkt. Bei den# Sohlöfen können beide Verfahren
zur Anwendung kommen.
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Bei .den gebräuchlichen Kammeröfen ist die Breite (Stärke) der Kohlenschlicht
für die ganze Betriebsdauer unabänderlich.
Bei den Sohlöfen kann
jederzeit die Schichthöhe (Stärke) für, andere Kohlensorten vergrößert oder verringert
werden.
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Bei den Kammeröfen mit Wandbeheizung haben die gleichen Heizgasmengen
zuerst die erwähnten großen Flächen zu bestreichen. meist auch mit Zugumkehr zwischen
j e zwei Kammern, um dann erst unter die Sohle und zum Fuchse zu gelangen.
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Bei den Sohlöfen aber werden die Heizgase zuerst und zum größten Teile
unter die Sohle, zum kleinsten Teile in die Seitenzüge geführt, gehen unmittelbar
bis zur Mitte der Ofenlänge und durch einen Querkanal zu den Füchsen. Diese Halbierung
von Weg und Zeit ermöglicht eine wirksamere Beheizung der Sohle bei geringerer Zugstärke
und in Verbindung,damit auch eine bedeutende Vorwärmung der Verbrennungsluft, welche
zwischenden Heizzügen einzieht und ihre Wärme ummittelbar wieder abgibt, während
bei Regeneratoren bereits abgeschwächte Abgase .die Luft vorwärmen.
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Kolesöfen mit Sohlenbeheizung in Bienenkorb- und rechteckiger Kammerform
sind! bekannt. Erstere fanden eine beschränkte Verwendung, weil das Ziehen -des
heißen Kokses zu große Schwierigkeiten bot; letztere erwiesen sich von geringem
wirtschaftlichen Wert infolge der langen Verkokungsdauer, unzureichenden Lufterhitzung
und ungleichen Koksbeschaffenheit.
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Von allen bekannt gewordenen Koksöfen unterschenidet sich der den
Gegenstand der Erfindung bildende Ofen dadurch, @daß die Beheizung hauptsächlich
von der Sohle, weniger von den Seitenwänden aus erfolgt, und das wesentliche Merkmal
der Erfindung liegt ,darin, daß jeder einzelne Sohlen- wie Wandheizzug von beiden
Kopfenden des Ofens mit Gas- und L uftzulässen versehen ist und überdies der Ofen
in verschiedener Weise betrieben werden: kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt:
Abb-. i einen Längenschnitt durch die Ofenkammer nach Linie A-A der Abb. 4, A11.
2 einen wagerechten Schnitt durch die Heizzüge nach Linie B-B der Abb. 4, A;bb.3
einen senkrechten Längenschnitt durch die Wandzüge nach Linie C-C der Abb.. 4, Abb.4
einen senkrechtem Querschnitt des Ofens nach Linie D-D der Abb. 3, Abb. 5 einen
wagerechten Schnitt durch die Luftkanäle auf Linie E-E der Abb. 4.
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Wie aus Abb.2 ,ersichtlich, münden alle Heizzüge an beiden Stirnseiten
des Ofens in Querkanäle 5, während sie in der Mitte mit Querkanälen 23, 24, 25,
26 in, Verbindung stehen. Durch die Scheidewände io in den Querkanälen 5 und die
Scheidewände 22 in den Mittelquerkanälen wird das Heizzügesvstein in vier Gruppen
untergeteilt, wovon je zwei Gruppen in der Richtung der Längsachse .des Ofens vereinigt
sind. Demgemäß strömen die verbrannten Gase aus den Sohle-und Wairdzügen in dde
Mittelquerkanäle und ziehen gemeinsam .in die Füchse 27, 28 ab. Die Regelung .des
Zuges der verbrannten Gase wird, durch Schieber 3o bewerkstelligt.
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An beiden Seiten der Ofenkammer 5o liegen die Wandzüge 35 mit .den
Binders.teinen 45. Oberhalb. der Wandzüge sind die Robgassaminelkanäle 43 vorgesehen,
die durch die Öffnungen 42 mit der Ofenkammer in Verbindung stehen. Werden die wagerechten
Schieber 41 zurückgezogen, so bilden die senkrechten Kanäle 44. eine Verbfindung
zwischen den Querkanälen 5 und :den Gassammelkanälen 43 ; die aus der Ofenkammer
50 .durch die Öffnung 42 entweichenden Gase treten durch die Öffnungen 39 in die
Heizzüge und werden hier mit erhitzter Luft verbrannt. Auf diese Weise wird bei
geschlossenen Gasdüsen der »direkte« Betrieb des Ofens ausgeführt. -Bei »indirektem«
Betrieb, @d. h. mit Gewinnung der Nebenerzeugnisse, bleibt der Schieber 44 geschlossen,
und der Ofen wird nur finit Gas beheizt, das aus den Hauptgaszuleitungen i und 2,
,die mit Abzweigrohren 37 und Düsen 4 versehen sind, entnommen wird. jeder Heizzug
hat an beiden Ofenstirnseiten eine - Gasdüse 4, und die Gaszufuhr zu, den Düsen.
der Sohleheizzüge wird mittels eines gemeinsamen Hebels 9 geregelt.
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Wie aus der A'bb. i hervorgeht, befinden sich in :der Ofendecke die
Füllöcher 52 für die Kohlenaufgabe. Zwischen je zwei Füllöchern sind in der Decke
die Gasabsaugekanäle 46 und 47 eingebaut.
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Diese Gasabsaugekanäle, welche das aus der Kohle entwickelte Gas nach
der Kondensationsanlage leiten, haben den Zweck, die bisher üblichen kostspieligen
Teervorlagen mit den Steigrohren zu ersetzen. Außerdem entfallen nicht bloß ,die
lästigen Reinigungsarbeiten, .sondern auch .die Druckschwankungen, die in den eisernen
Teervorlagen und lein Ofeninnern vermöge des bedeutenden Wärineaustatisches-zwischen
der heißen Teervorlage und der sie umgebenden Luft auftreten. Diese stetigen Druckschwankungen
führen zu Gasverlusten, da Sprünge und Risse in den Steinen des Ofens unvermeidlich
sind und die Saug- oder Druckwirkung-ein Eintreten der Heizgase in die Ofenkarniner
oder umgekehrt von Destillationsgas in die Heizzüge verursacht. Vorgänge geschilderter
Art können in den Absaugekanälen, wie sie in Abb: i gezeigt sind, nicht -eintreten,
denn
diese Ab.saugekanäle sind im Gegensatz zu den eisernen Teervorlagen
aus schlechten Wärmeleitern gebaut, befinden sich unterhalb der Ofendecke und sind
möglichst vor Wärmeverlusten geschützt. Teerabsonderungen oder abscheidung anderer
Niederschläge durch :Xbkühlung sind daher ausgeschlossen, die Temperaturunterschiede
innerhalb der Kammer und der Gase im Absaugekanal werden sehr geringe sein, dementsprechend
sind auch die Druckunterschiede unwesentlich. Die Gasab;saugekanäle «erden mittels
zweier gußeisermer Schieber 51 gesteuert, die einen Iuft-und gastdichten Abschluß
gewährleisten.
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Beim Entleeren des Ofens müssen beide Schieber 51 herabgelassen werden,
wodurch die wagerechten Verbindungen 48 zu (den: Gasabsaugek.analen abgesperrt werden
und; der im Entleeren begriffene Ofen von Aden Ofen, die in Betrieb stehen, abgeschnitten
ist. Erst nach Beendigung der Beschickung, Einebnung, Pressung des Einsatzes und
Schließung der Türen können die Schieber wieder geöffnet werden. Während dieser
Vorhereitungsarbeiten werden; die wagerechten Schieber 41 an den Kanälen q.3 offen
gehalten, damit die Füll-,gase in die Wandzüge entweichen und dort zur Verbrennung
gelangen. Sind die Vorbereitungsarbeiten erledigt, so wird der Kanal 44 durch Schieber
41 gesperrt, die Schieber 51 vom Gasaibsaugekanal werden gehoben, und der »indirekte«
Betrieb des Ofens beginnt.
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Die für die Verbrennung der Heizgase benötigte Luft strömt unter der
Wirkung des Kaminzuges oder eines Ventilators zunächst durch unterhalb der Sohlzüge
6 liegende KanUe 1:2 und 32, die an beiden Enden des fens durch Öffnungen
ii mit ,der Außenluft in Verbindung stehen. Die Lufteinlässe i i werden .mittels
Klappen, die von einem gemein:samen Hebel 15 gesteuert werden, geregelt. Die in
den Kanälen 12 vorgewärmte Luft tritt idurch die Öffnungen 16 in die Lufthfeifensteine
18, wo sie der ganzen Weglänge nach von beiden Seiten durch die Heizzüge 6 hocherhitzt
aus den Luftlöchern i9 entweicht, die Heizgase durchkreuzt und vollkommen verbrennt.
In Anbetracht -der großen Heizfläche der Luftpfeifensteine, wodurch eine wirksame
Lufterhitzung erreicht wird, und der Einfachheit der Vorrichtung ist diese Art der
Luftvorwärmung der in Regeneratoren durchgeführten vorzuziehen, doch lassen sich
die Sohlöfen auch mit letzteren Vorrichtungen ausstatten. Bai der Luftvorwärmung
für die Gasverbrennung in den Wandzügen entfällt die Anbringung .der Luftpfeifensteine;
die Luft zieht durch die Kanäle 32, von da durch .die Offnung 31 in den oberen Luftkanal
3q., wo sie seitlich von den Sohlzü,gen 6 erwärmtwird, um dann durch .die Luftlöcher
36 in :die Heizzüge 35 zu strömen.
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Die Sohlsteine ruhen auf den Luftpfeifensteinen 18; erstere sind mit
Falzen versehen, und die Fugen werden sowohl in wagerechter wie senkrechter Richtung
gebrochen, wodurch die Sohle vollkommen Luft- und gastdicht abschließt und ein Einströmen
von Rohgasen aus der Kammer in die Verbrennungszüge vermieden wird.
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Die Beheizung von Koksöfen mit Wa.ndbeheizung von beiden Enden her
ist an sich bekannt, ihre Übertragung auf Öfen mit überwiegender Beheizung der Sohle
führt zu :den oben angegebenen Vorteilen.